张威威 秦公伟 程水源 许 锋
(长江大学园艺园林学院,湖北 荆州 434025) (陕西理工学院生物科学与工程学院,陕西 汉中 723000) (黄冈师范学院生命科学与工程学院,湖北 黄冈 438000) (长江大学园艺园林学院,湖北 荆州 434025)
银杏愈伤组织诱导初步研究
张威威 秦公伟 程水源 许 锋
(长江大学园艺园林学院,湖北 荆州 434025) (陕西理工学院生物科学与工程学院,陕西 汉中 723000) (黄冈师范学院生命科学与工程学院,湖北 黄冈 438000) (长江大学园艺园林学院,湖北 荆州 434025)
以银杏(Ginkgobiloba)的嫩叶为外植体,以MS为基本培养基,探讨了6-BA、KT及NAA不同配比组合在愈伤组织诱导中的作用。结果表明,MS+NAA 2 mg/L+KT 0.1 mg/L培养基诱导的银杏愈伤组织生长量多,呈浅黄绿色、颗粒化明显、排列疏松,效果较好。
银杏(Ginkgobiloba);培养基;愈伤组织
银杏(Ginkgobiloba)是现有种子植物中最古老的孑遗植物,又称“活化石”。银杏寿命长,又名“公孙树”。它原产中国,具有极高的经济、生态、观赏和科研价值,尤其是银杏体内化学物质黄酮、帖内酯的药用价值[1],已受到世界范围内研究者日益广泛的关注。
通过组织培养获取大量细胞,从中提取黄酮、银杏帖内酯等药用成分,不仅可以人为控制培养条件,选择优良细胞系得到较高含量的代谢产物,还具有速度快,周期短,效率高等特点。上世纪30年代以来,国内外学者先后开展了银杏配子体、胚、叶片、茎段等外植体培养研究。各种外植体在一定条件下已诱导出愈伤组织,但有关影响银杏愈伤组织培养因子研究报道较少[2,3]。本研究通过对培养基、激素种类和浓度等培养条件进行了初步探讨,以期寻求一种适合银杏愈伤组织诱导的方法,为银杏生物技术研究奠定基础。
1.1材料
银杏叶采自长江大学银杏科技园,银杏品种为10年生家佛手,树势良好,生长正常。
1.2方法
(1)愈伤诱导培养基的筛选 采用的培养基为:①MS+NAA 2 mg/L+KT 1 mg/L;②MS+NAA 2 mg/L+KT 0.1 mg/L;③MS+NAA 2 mg/L+6-BA 1 mg/L。
(2)愈伤组织诱导 将刚采集的银杏嫩叶先用自来水冲洗干净,经蒸馏水漂洗,装入广口瓶放入超净工作台,加入体积分数为75%的乙醇溶液灭菌约10 s,倾倒掉乙醇后,材料转入质量分数0.1%的升汞溶液中消毒8~10 min,完成后立即用无菌水冲洗3~4次[4,5]。夹取嫩叶,在灭菌培养皿内无菌滤纸上,将材料切分成3~5 mm的小块,分别接种在准备好的培养基上;每瓶接种4块,每种培养基接种60瓶。
(3)培养条件 每天光照12 h左右,光照强度2 000 lx,温度控制在(28±1)℃,相对湿度60%~75%。
(4)指标计算方法 分别按下述公式计算成活率、污染率、死亡率和愈伤组织诱导率。
成活率(%)=(未污染未坏死外植体数/接种外植体个数)×100%;
污染率(%)=(污染外植体数/接种外植体个数)×100%;
死亡率(%)=(坏死外植体数/接种外植体个数)×100%;
愈伤组织诱导率(%)=(再生愈伤团数/接种外植体个数)×100%。
2.1培养基接种效果
外植体接种到培养基上,在设定的培养条件下光照培养。一周左右长出愈伤组织,数量不断增多,体积膨大,颗粒化逐渐出现。培养基接种后生长状况统计结果见表1。
表1 培养基接种效果
2.2愈伤诱导培养基的筛选
将银杏嫩叶消毒后接种在三种愈伤组织诱导培养基上光照培养。银杏嫩叶所诱导的愈伤组织的生长周期约为30 d左右,其生长延缓期约为10 d,第10至25 d为快速生长期,25 d后进入稳定期,稳定期过后,愈伤组织很快衰老,变褐死亡。在愈伤组织诱导培养基的筛选试验中,图1是在接种后第15 d的愈伤组织生长效果。
从图1中可知,①号培养基诱导的愈伤组织淡绿色、生长量少、颗粒化不很明显;②号培养基诱导的愈伤组织浅黄绿色、生长量多、颗粒化明显、排列疏松;③号培养基诱导的愈伤组织绿色、生长量多、颗粒化不明显、排列紧密。结果表明,在相同种类水平生长素(NAA 2 mg/L),相同种类较低水平细胞分裂素(KT ①号培养基1 mg/L,②号培养基0.1 mg/L)有利于愈伤组织生长,颗粒化;不同种类相同水平细胞分裂素(①号培养基KT 1 mg/L,③号培养基6-BA 1 mg/L),6-BA有利于愈伤组织生长,但颗粒化不明显,细胞排列密实;综合比较三种培养基上愈伤组织生长状况,②号培养基MS+NAA 2 mg/L+KT 0.1 mg/L比较适合银杏嫩叶愈伤组织的诱导,所得愈伤组织相对较好,适合进一步后期的继代培养或者细胞悬浮培养研究。
图1 不同培养基诱导的愈伤组织
植物生长所需要的培养基成分包括碳源、大量元素、微量元素、铁盐、有机成分和植物生长调节剂。因各种植物对营养成分的需要不同,培养基中各组分的浓度和不同组合,将对植物的生长产生不同的影响。为了选择银杏愈伤组织诱导生长的最适培养基,本试验参考于荣敏等[6]、晓原等[7]和杨林等[8]的研究结果,在以往的研究基础上,进一步分析了6-BA、KT、及NAA三种激素不同配比组合在愈伤组织诱导中的作用;通过培养基的筛选诱导愈伤组织,获得了生长速度快、颗粒化好、疏松的愈伤组织,得到的银杏嫩叶愈伤组织诱导最适培养基为MS+NAA 2 mg/L+KT 0.1 mg/L,与于荣敏等[6]的研究结果相近。
[1]庞 允,杨建秀,刘子兰.银杏叶中黄酮的提取工艺比较[J].制剂技术,2007,16(3):38~39.
[2]Tulecke W R. A tissue derived from the pollen ofGinkgobiloba[J]. Science. 1953,117: 559~600.
[3]罗紫娟.银杳组织培养的韧步研究[J].云南植物研究,1984,6(1):93~97.
[4]王德强,王晓玲.银杏细胞的悬浮培养研究[J].食品与生物技术学报,2005,24(3):27~29.
[5]郭 勇,崔堂兵,谢秀祯.植物细胞培养技术与应用[M].北京:化学工业出版社,2004.7.
[6]于荣敏,赵鸿莲,张 辉,等.银杏细胞悬浮培养及其银杏内酯产生的研究[J].生物工程学报,1999,15(2):207~210.
[7]晓 原,曹有龙.外部因子条件对麻黄细胞悬浮培养的影响[J].宁夏农学院学报,2001,22(3):48~52.
[8]杨 林,周吉源.银杏细胞悬浮培养及黄酮的产生[J].中央民族大学学报(自然科学版),2002,11(1):55~58.
10.3969/j.issn.1673-1409.2011.01.085
Q813.1;Q949.64
A
1673-1409(2011)01-0237-03
2010-09-21
国家自然科学基金项目(31000904);湖北省教育厅高校产学研合作项目(XY2009B009);湖北省自然科学基金项目(2009CDB232);长江大学校基金项目(2006Z2073)
张威威(1981-),男,河南周口人,硕士生,研究方向为分子生物学.
许 锋,E-mail:xufeng198@126.com.