光强对悬浮培养下铁皮石斛原球茎生长的影响

作者:杨小兵;王增利;史昊;张宗申;金朝霞 刊名:河南农业科学 上传者:李志明

【摘要】以长势均一、色泽深绿的铁皮石斛原球茎为试验材料,分别在1 000lx、2 000lx和3 000lx的光强下进行12h/d的光照培养,每隔7d测定其鲜质量、多糖含量、叶绿素含量及叶绿素a/b,研究光强对悬浮培养下铁皮石斛原球茎生长的影响。结果表明,2 000lx光强完全满足液体条件下铁皮石斛原球茎生长的要求,鲜质量和多糖(23.4%)的积累最高,同时叶绿素含量也最大,光强较低时,其叶绿素a/b值也较低,这与自然生境下铁皮石斛的相关参数一致。表明提供一定光强和光周期,采取悬浮方式规模化培养铁皮石斛原球茎是可行的。

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铁皮石斛(Dendrobium candidum)是兰科(Or-chidaceae)石斛属(Dendrobium)多年附生草本植物,其生境主要是云南、广西、安徽等地。铁皮石斛是益胃生津的滋补良药,多糖为其主要的药用有效成分[1]。在自然条件下,铁皮石斛种子的萌发率很低而且生长速度缓慢,加上近年来的掠夺性采挖,自然资源濒临枯竭。目前对其原球茎的悬浮培养研究日益广泛,一方面原球茎可以直接用来分化幼苗,也可以作为繁殖体制备人工种子,解决试管苗移栽成活率低的问题[2];另一方面可以直接从悬浮培养的原球茎中提取有效的药用成分,代替其野生或栽培的原植株满足药材市场的需求[3];另外,采取液体培养方式有利于工业化生产,节省大量人力物力。由于液体培养方式中光强因素对原球茎生长影响很大,因此,研究了不同光强对铁皮石斛原球茎生长的影响,以期为铁皮石斛原球茎的规模化培养提供理论依据。1材料和方法1.1材料铁皮石斛成熟的蒴果。1.2培养方法将铁皮石斛成熟的蒴果分别用75%的乙醇和0.1%的升汞进行表面消毒,用无菌水冲洗数次后,将蒴果切开把种子接种于N6培养基(不加激素,琼脂5g/L,蔗糖20g/L,香蕉100g/L)上诱导出原球茎,然后将诱导出的原球茎在N6培养基(土豆100g/L)上继代培养,然后选择长势均一、良好的原球茎分为3组,均接种在N6+1.0mg/L NAA+1.0mg/L KT的液体培养基中[4],蔗糖20g/L,接种量40g/L,温度(24±1)℃,转速70r/min,分别在1 000、2 000、3 000lx的光强下进行液体培养,光周期12h/d,每隔7d取样测定原球茎鲜质量、多糖含量和叶绿素含量等参数。1.3测定指标和方法1.3.1鲜质量将收获的原球茎冲洗数次,用吸水纸吸干表面的水分之后称质量,计算每升培养基中原球茎的鲜质量。1.3.2多糖含量用苯酚-浓硫酸法[5]测定多糖含量。1.3.3叶绿素含量采用1∶1的乙醇-丙醇混合液在黑暗中常温浸提72h后用分光光度计测量其吸光度,按照Arnon法修正公式[6]计算。2结果与分析2.1铁皮石斛种子的萌发与原球茎的培养从图1-3可以看出,铁皮石斛的种子在培养基上培养20d后原胚逐渐萌动膨大变绿,40d后可以在培养基的表面看见绿色的原球茎(呈小圆锥状),培养70d后原球茎增殖明显,原球茎颜色鲜绿,长势良好。然后再进行继代培养,继代2次后原球茎长势均一,颜色鲜绿。在不同光照强度下经过35d的悬浮培养后可以看到,在2 000lx的光照强度下,原球茎生长良好,增殖明显;而在1 000lx的光照强度下,可看到原球茎颜色变黄,产生褐化现象,不利于原球茎生长,而在光照过强时(3 000lx)同样不利于原球茎的生长。a.初始培养;b-d分别为培养20、40、70d后种子萌发情况图1铁皮石斛种子的萌发情况a.初始继代;b.继代2次后原球茎生长情况图2铁皮石斛原球茎的继代情况a.初始培养;b-d分别为在光照强度1 000、2 000、3 000lx下培养35d后原球茎生长状况图3铁皮石斛原球茎在不同光照强度下的生长情况2.2不同光照强度下铁皮石斛原球茎的鲜质量变化从图4可以看出,不同光照强度对铁皮石斛原球茎增殖影响比较大,在光照为1 000lx时,原球茎的鲜质量开始增加比较明显,但在培养后期,铁皮石斛原球茎出现黄化现象,不利于其光合作用,而且消耗其内部的有机成分,导致鲜质量增加比较缓慢;光强为2 000lx时,原球茎在整个生长周期中都保持着很好的生长,鲜质量最高。当光强增加到3 000lx时,强光照反而抑制了原球茎的生长,这可

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