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青蒿叶片愈伤组织的诱导和植株再生
作者:伍晓丽,刘飞, 李隆云, 钟国跃    
作者单位:重庆市中药研究院,重庆 400065

《时珍国医国药》 2007年 第5期

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       【摘要】 
       目的探讨以青蒿幼嫩叶片再生植株的方法。方法以青蒿幼嫩叶片为外植体,接种于附加不同激素组合的MS培养基,进行愈伤组织诱导和植株再生。结果以6BA0.1 mg/L+2,4-D0.3 mg/L诱导愈伤组织,在含6BA0.1 mg/L+IAA0.3 mg/L的培养基上分化,用含IAA0.1 mg/L+ NAA0.3 mg/L的培养基生根。结论 用以上方法可以在较短周期内从幼嫩叶片得到再生青蒿植株。
       
       【关键词】  青蒿; 植物激素; 愈伤; 再生
       
       The Induction of Callus from Leaf of Artemisia annua L. and its Regeneration
       WU Xiaoli,LIU Fei, LI Longyun,ZHONG Guoyue
       Chongqing Academy of Chinese Materia Medica, Chongqing 400065,China
       Abstract:ObjectiveTo explore the way of regeneration of plants from leaves of Artemisia annua L..MethodsTo plant the leaves of Artemisia annua L. on mediums plus different plant hormones. ResultsThe suitable callus-inducing medium was MS+ 6BA1.0 mg/L+2,4D0.3 mg/L. The suitable regenerating medium was MS+6BA0.1 mg/L+IAA0.3 mg/L. The suitable rootinducing medium was MS+IAA0.1 mg/L+ NAA0.3 mg/L.ConclusionYoung plants can regenerate from leaves in a short span by the method above.
       Key words:Artemisia annua L;  Plant hormones;  Callus;  Regeneration
        青蒿(Artemisia annua) L.,又名黄花蒿,是菊科一年生药用草本植物。提取物青蒿素对脑疟疾和氯喹疟疾具有高效低毒的抗疟性能,WHO已经认定复方青蒿素成药为目前最安全有效的抗疟药。现在世界上已经有51个国家和地区在WHO推荐下将其列为抗疟指定用药。这使得全球对青蒿素原料的需求猛涨,从2004年开始已出现了从原料到成品药各个环节的严重供货短缺[1]。目前该药物虽然能人工合成,但成本很高,未能实际生产[2],工业上主要从青蒿植株中提取。目前青蒿因长期处于野生状态,未能选育出高含量的品种,青蒿素含量极低,而且其含量还受土壤营养、地理环境、气候等多种因素影响[3~4],大大增加了该药的生产成本。为此,高青蒿素含量的青蒿品种选育工作重要性日益凸显,而组织培养正是现代育种技术的一个重要组成部分,本实验初步探讨了青蒿叶片的愈伤组织诱导和植株再生技术,为进一步的育种研究打下基础。
       1  材料与方法
       1.1  材料 
       酉阳本地生产用种,由重庆市中药研究院生药栽培室提供。
       1.2   方法
       1.2.1  培养基配制 
       基本培养基为MS培养基,附加蔗糖30 g/L,琼脂15 g/L,pH调节至5.8。附加激素如下:
        (12)IAA0.1 mg/L+ NAA1.0mg/L
       1.2.2   外植体处理 
       剪取20 cm高青蒿苗上的幼嫩叶片,剪成0.5 cm2的小块,无菌水中浸泡3 h,75%乙醇漂洗1 min,于5%次氯酸钠溶液中浸泡3 min,无菌水漂洗4次,接种。培养条件为25℃,2000 Lx光照、14 h/d。
       2  结果与分析
        观察发现,不同激素组合对青蒿的愈伤诱导、植株再生和生根均有显著影响。
       2.1  愈伤组织诱导 
       接种后的叶片呈灰绿色水浸状,貌似死亡,培养基(2)和(5)上的叶片,在接种后第5天叶片边缘开始出现鲜绿色的颗粒,直径约0.5~1.0 mm左右,呈致密状态,10 d后,愈伤生长达到高峰,在多处叶片边缘出现。培养基(5)上的愈伤在接种后15 d开始分化出绿色丛生芽点,但只停留在这一阶段,不能进一步分化成苗。培养基(2)上的愈伤一直保持致密颗粒状。培养基(1)(3)(4)(6)上的叶片没有愈伤出现,只是叶片边缘有少部分返绿,返绿部分取下接种于分化培养基上渐渐褐化死亡。不同培养基愈伤组织诱导率见表1。表1  愈伤组织诱导率(略)
       2.2  芽的分化 
       将培养基(2)和(5)上的愈伤分别转入分化培养基(7)(8)(9),5 d后,(8)和(9)上的愈伤均分化出苗,10 d后达高峰时期。(8)上的苗生长较正常,(9)上的苗丛生密度过大,苗型细弱,生长缓慢,(7)上的愈伤只能保持在丛生芽点状态,30 d后即渐渐褐化死亡。培养基(5)中产生的愈伤组织分化率明显大于培养基(2)中产生的愈伤组织。3种分化培养基中幼苗分化率结果见表2。表2  培养基(2)和(5)上的愈伤组织幼苗分化率(略)
       2.3  根的分化 
       小苗约1~2 cm高时转入生根培养基,3 d后即可在小苗基部见到白色新根,不同培养基根分化率如表3。表3  幼苗根分化率(略)
        可见,随着NAA浓度增高,根分化率反而降低,以培养基(10)较合适。
        从叶片接种到小苗出瓶移栽,整个周期约1个月左右。
        此外,在实验期间还用培养了约2个月的青蒿无菌苗叶片接种培养基(2)和(5),叶片在培养基上皱缩,边缘褐化,最后死亡,始终无愈伤出现。
       2.4  试管苗移栽 
       试管苗揭去瓶盖,在室内炼苗3  d,4 h/d;3 d后,置于室外弱光荫蔽处炼苗2 d,4 h/d;2 d后,移栽已高压灭菌的珍珠岩,浇透定根水,每天叶面喷水保湿1~2次,约15 d后,见苗基部长出乳白色新根,心叶开始生长,即表明成活,带土移栽大田。移栽成活率93%以上。
       3  小结
        本实验的研究表明,以青蒿幼嫩叶片为外植体,MS培养基为基本培养基,附加6BA 1.0 mg/L+2,4D 0.3 mg/L诱导愈伤组织,附加6BA 0.1 mg/L+IAA 0.3 mg/L的培养基上分化,附加IAA 0.1 mg/L+ NAA 0.3 mg/L的培养基生根,可以在较短周期内从幼嫩叶片得到再生青蒿植株。该结果可应用于青蒿的生物技术育种,尤其是倍性育种上,具体思路如下:用秋水仙素溶液浸泡刚发芽的幼苗,幼苗在小花钵中生长,得到嵌和体植株,取生长初期的数片真叶(该叶片可能是多倍体组织),通过组织培养再生植株,得到纯合的多倍体植株。
        无菌苗叶片接种诱导培养基,无愈伤出现,初步推测,可能是缺乏消毒过程的刺激,不能产生具有补偿外界伤害作用的愈伤组织,其具体原因有待进一步研究。
        
       【参考文献】
           [1]中国中医药信息杂志通讯员. 世界卫生组织呼吁中国增加青蒿素产量[J].中国中医药信息杂志, 2005, 12(8):110.
       
       [2]许杏样.青蒿素及其一类物结构和合成的研究[J].有机化学,1982,6:447.
       
       [3]韦 霄,李 锋,许成琼,等. 不同栽培措施对黄花蒿产量和青蒿素含量的影响韦霄[J].广西科学院学报, 1999,15(3):132.
       
       [4]傅德明,蔡正江, 毛禄国,等. 青蒿生物学特性及规范化栽培技术[J].中国农技推广, 2005,12:34.

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