CN104429938B - 一种铁皮石斛组织培养方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铁皮石斛发成为圆球茎,圆球茎增殖、分化,脱分化,壮苗,生根,炼苗六个步骤。本发明通过优化和改进各个步骤的培养基对铁皮石斛组织培养,所用的培养基分别为改良1/2MS基本培养基、添加土豆浸出粉的MS培养基、添加土豆浸出粉的1/2 MS培养基,添加土豆浸出粉和NAA的改良培养基,添加香蕉提取物和NAA、IBA的改良培组织培养方法,具体包括:铁皮石斛种子萌养基,添加花宝1号和花宝2号改良培养基;铁皮石斛萌发率高,且萌发时间短,加快了组培苗的生长速率,减少时间消耗,降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及农业技术领域,具体为一种铁皮石斛组织培养方法。
背景技术
铁皮石斛(DendrobiumofficinaleKimuraetMigo)是兰科石斛属多年生附生草本植物,是一种名贵的中药材,具有悠久的应用历史,被列为九大仙草之首,是药中黄金。《神农本草经》记载:“石斛除痹下气,补五脏虚劳羸瘦,强阴益精,久服厚肠胃”。金元四大名医之一朱丹溪称石斛有卓著的滋阴健阳功效,并且在中医补阴药物中,石斛是独树一帜的。古往今来石斛被称为滋阴补肾、养生保健之上品,一年四季皆可服用,且对各脏器的阴虚之证有通补之效。长期的临床试验和科学研究的结果表明石斛具有补阴强身、健壮筋骨,延缓衰老、润肤养颜,治疗眼疾、降低血糖、滋养肝阴、利胆溶石等多种功效,同时这些功效与石斛中所含的丰富的营养成分密切相关,现代医学研究表明:铁皮石斛中所含有的石斛多糖,氨基酸、生物碱及菲类化合物等具有较高的医疗保健作用,能够提高机体免疫力。
长期以来,应用铁皮石斛主要以采集野生资源为主。近年来,随着人们对铁皮石斛药用价值认识的日益提高,铁皮石斛的需求量也不断提高,传统的野生资源已不能满足人们的需求量,甚至有些地区的野生资源面临枯竭。为了更好地保护和利用铁皮石斛资源,越来越多的科研工作者开始响应国家号召,开始关注于铁皮石斛的研发工作,包括铁皮石斛人工驯化栽培,无性繁殖等,铁皮石的组织培养技术是铁皮石斛繁殖的一种重要手段,也是大力推广铁皮石斛种植、繁殖苗木的关键途径,但是一般组织培养过程中幼苗生长周期较长,消耗大量资源,增加组培生产成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种铁皮石斛组织培养方法,该方法在于加快了组培苗的生长速率,减少时间消耗,降低成本。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种铁皮石斛组织培养方法,具体包括:铁皮石斛种子萌发成为圆球茎,圆球茎增殖、分化,脱分化,壮苗,生根,炼苗六个步骤。
所述六个步骤具体培养方法如下:
(1)种子萌发成为圆球茎:将成熟铁皮石斛种子经消毒处理后播种于改良1/2MS基本培养基中培养15-20天,经过种胚膨大、萌发形成绿色圆球茎;培养条件为25-26℃,光照为1700-2100lx,光照时间为13-14h/d;
(2)圆球茎增殖、分化:将圆球茎转入加土豆浸出粉的MS改良培养基中培养23-28天,使得圆球茎堆积在培养基中,并出现叶原基和分化苗;培养条件:温度25-26℃,光照度1700-2100lx,光照时间为13-14h/d;
(3)脱分化:将圆球茎分化苗转入改良1/2MS培养基中培养20-30天,经诱导产生叶原基;
(4)壮苗:将步骤(3)中产生的小苗转入改良MS培养基中进行壮苗,经过60-70天壮苗培养,高度达到1.5-2.5cm的幼苗出现,培养条件:温度25-26℃,光照度1700-2100lx,光照时间为13-14h/d;
(5)生根:将步骤(4)得到的幼苗转入加花宝1号和2号的改良培养基进行诱导生根;
(6)炼苗:将步骤(5)得到的生根苗进行炼苗驯化。
上述各步骤的培养基配方如下:
(1)种子萌发成为圆球茎的培养基:采用改良1/2MS基本培养基,即硝酸钾19000mg/L、硝酸铵16500mg/L、磷酸二氢钾1700mg/L、硫酸镁3700mg/L、氯化钙4400mg/L、碘化钾166mg/L、硼酸1240mg/L、硫酸锰2230mg/L、硫酸锌860mg/L、钼酸钠50mg/L、硫酸铜5mg/L、氯化钴5mg/L、硫酸亚铁2780mg/L、乙二胺四乙酸二钠3730mg/L、肌醇20000mg/L、甘氨酸400mg/L、盐酸硫胺素100mg/L、盐酸吡哆醇100mg/L、烟酸100mg/L、蛋白胨1.75g/L、蔗糖30g/L、琼脂6.5-8g/L;
采用加入蛋白胨的改良1/2MS培养基作为诱导种子萌发培养基,可促进种子萌发并缩短萌发时间,蛋白胨的添加弥补了铁皮石斛种子不含胚乳的缺陷,为种子萌发提供的营养;
(2)圆球茎增殖、分化的培养基配方:硝酸钾38000mg/L、硝酸铵33000mg/L、磷酸二氢钾3400mg/L、硫酸镁7400mg/L、氯化钙8800mg/L、碘化钾166mg/L、硼酸1240mg/L、硫酸锰4460mg/L、硫酸锌1720mg/L、钼酸钠50mg/L、硫酸铜5mg/L、氯化钴5mg/L、硫酸亚铁5560mg/L、乙二胺四乙酸二钠7460mg/L、肌醇20000mg/L、甘氨酸400mg/L、盐酸硫胺素100mg/L、盐酸吡哆醇100mg/L、烟酸100mg/L、土豆浸出粉15g/L、蔗糖30g/L、琼脂6.5-8g/L;
改良MS培养基中用土豆浸出粉代替传统的土豆汁,其优点在于方便快捷,节省时间;克服使用土豆制作培养基导致不同批次培养基养分含量不同导致组培苗生长存在差异,并且二者比较发现,组培苗在加土豆浸出粉培养基中的生长情况优于在加土豆的培养基;
(3)脱分化培养基配方:硝酸钾19000mg/L、硝酸铵16500mg/L、磷酸二氢钾1700mg/L、硫酸镁3700mg/L、氯化钙4400mg/L、碘化钾166mg/L、硼酸1240mg/L、硫酸锰2230mg/L、硫酸锌860mg/L、钼酸钠50mg/L、硫酸铜5mg/L、氯化钴5mg/L、硫酸亚铁2780mg/L、乙二胺四乙酸二钠3730mg/L、肌醇20000mg/L、甘氨酸400mg/L、盐酸硫胺素100mg/L、盐酸吡哆醇100mg/L、烟酸100mg/L、土豆浸出粉15g/L、蔗糖30g/L、琼脂6.5-8g/L;
(4)壮苗培养基配方:硝酸钾38000mg/L、硝酸铵33000mg/L、磷酸二氢钾3400mg/L、硫酸镁7400mg/L、氯化钙8800mg/L、碘化钾166mg/L、硼酸1240mg/L、硫酸锰4460mg/L、硫酸锌1720mg/L、钼酸钠50mg/L、硫酸铜5mg/L、氯化钴5mg/L、硫酸亚铁5560mg/L、乙二胺四乙酸二钠7460mg/L、肌醇20000mg/L、甘氨酸400mg/L、盐酸硫胺素100mg/L、盐酸吡哆醇100mg/L、烟酸100mg/L、NAA6ml/L、土豆浸出粉15g/L、蔗糖30g/L、琼脂6.5-8g/L;
(5)生根培养基配方:花宝1号2000mg/L、花宝2号2000mg/L、肌醇20000mg/L、甘氨酸400mg/L、盐酸硫胺素100mg/L、盐酸吡哆醇100mg/L、烟酸100mg/L、香蕉100g/L、NAA5ml/L、IBA5ml/L、蔗糖30g/L、琼脂6.5-8g/L;
生根培养基采用花宝1号和花宝2号替代传统MS培养基中的大量元素,可促进组培苗生根,缩短生根培养周期,铁皮石斛组培苗在传统生根培养基中需培养28-30诱导生根,而在添加花宝1号和2号的生根培养基中仅需20-25天,另外,生根培养基中添加香蕉的方法是将香蕉去皮切块,在水中煮沸15-20分钟,用200目筛网将香蕉水过滤,将滤水直接添加到煮培养基的水中,定容,此方法与传统添加香蕉汁的方法相比,减少了培养基中的沉淀,减少了细菌和真菌的生长介质,降低污染率。
以上步骤所用的培养基pH5.6-5.7,添加活性碳5g/L,培养基用水均为普通自来水。
本发明的技术效果:本发明通过优化和改进各个步骤的培养基对铁皮石斛组织培养,所用的培养基分别为改良1/2MS基本培养基、添加土豆浸出粉的MS培养基、添加土豆浸出粉的1/2MS培养基,添加土豆浸出粉和NAA的改良培养基,添加香蕉提取物和NAA、IBA的改良培养基,添加花宝1号和花宝2号改良培养基,采用加入蛋白胨的改良1/2MS培养基作为诱导种子萌发培养基,可促进种子萌发并缩短萌发时间,蛋白胨的添加弥补了铁皮石斛种子不含胚乳的缺陷,为种子萌发提供的营养;添加土豆浸出粉组培苗生长旺盛、叶片浓绿色、较厚。铁皮石斛萌发率高,且萌发时间短,加快了组培苗的生长速率,减少时间消耗,降低成本。
具体实施方式
实施例
本实施例的铁皮石斛组织培养方法,包括如下步骤:
(1)种子萌发成为圆球茎:将成熟铁皮石斛种子经消毒处理后播种于MS基本培养基中培养20天,经过种胚膨大、萌发形成绿色圆球茎;培养条件为25℃,光照为1700lx,光照时间为14h/d;
(2)圆球茎增殖、分化:将圆球茎转入加土豆浸出粉的MS改良培养基中培养23天,使得圆球茎堆积在培养基中,并出现叶原基和分化苗;培养条件:温度26℃,光照度2100lx,光照时间为13h/d;
(3)脱分化:将圆球茎分化苗转入改良1/2MS培养基中培养25天,经诱导产生叶原基;
(4)壮苗:将步骤(3)中产生的小苗转入改良MS培养基中进行壮苗,经过70天壮苗培养,高度达到1.5-2.5cm的幼苗出现,培养条件:温度25℃,光照度2100lx,光照时间为14h/d;
(5)生根:将步骤(4)得到的幼苗转入加花宝1号和2号的改良培养基进行诱导生根;
(6)炼苗:将步骤(5)得到的生根苗进行炼苗驯化。
上述各步骤采用的培养基配方如下所列:
(1)种子萌发成为圆球茎的培养基:采用改良1/2MS基本培养基,即硝酸钾19000mg/L、硝酸铵16500mg/L、磷酸二氢钾1700mg/L、硫酸镁3700mg/L、氯化钙4400mg/L、碘化钾166mg/L、硼酸1240mg/L、硫酸锰2230mg/L、硫酸锌860mg/L、钼酸钠50mg/L、硫酸铜5mg/L、氯化钴5mg/L、硫酸亚铁2780mg/L、乙二胺四乙酸二钠3730mg/L、肌醇20000mg/L、甘氨酸400mg/L、盐酸硫胺素100mg/L、盐酸吡哆醇100mg/L、烟酸100mg/L、蛋白胨1.75g/L、蔗糖30g/L、琼脂6.5-8g/L;
(2)圆球茎增殖、分化的培养基配方:硝酸钾38000mg/L、硝酸铵33000mg/L、磷酸二氢钾3400mg/L、硫酸镁7400mg/L、氯化钙8800mg/L、碘化钾166mg/L、硼酸1240mg/L、硫酸锰4460mg/L、硫酸锌1720mg/L、钼酸钠50mg/L、硫酸铜5mg/L、氯化钴5mg/L、硫酸亚铁5560mg/L、乙二胺四乙酸二钠7460mg/L、肌醇20000mg/L、甘氨酸400mg/L、盐酸硫胺素100mg/L、盐酸吡哆醇100mg/L、烟酸100mg/L、土豆浸出粉15g/L、蔗糖30g/L、琼脂6.5-8g/L;
(3)脱分化培养基配方:硝酸钾19000mg/L、硝酸铵16500mg/L、磷酸二氢钾1700mg/L、硫酸镁3700mg/L、氯化钙4400mg/L、碘化钾166mg/L、硼酸1240mg/L、硫酸锰2230mg/L、硫酸锌860mg/L、钼酸钠50mg/L、硫酸铜5mg/L、氯化钴5mg/L、硫酸亚铁2780mg/L、乙二胺四乙酸二钠3730mg/L、肌醇20000mg/L、甘氨酸400mg/L、盐酸硫胺素100mg/L、盐酸吡哆醇100mg/L、烟酸100mg/L、土豆浸出粉15g/L、蔗糖30g/L、琼脂6.5-8g/L;
(4)壮苗培养基配方:硝酸钾38000mg/L、硝酸铵33000mg/L、磷酸二氢钾3400mg/L、硫酸镁7400mg/L、氯化钙8800mg/L、碘化钾166mg/L、硼酸1240mg/L、硫酸锰4460mg/L、硫酸锌1720mg/L、钼酸钠50mg/L、硫酸铜5mg/L、氯化钴5mg/L、硫酸亚铁5560mg/L、乙二胺四乙酸二钠7460mg/L、肌醇20000mg/L、甘氨酸400mg/L、盐酸硫胺素100mg/L、盐酸吡哆醇100mg/L、烟酸100mg/L、NAA6ml/L、土豆浸出粉15g/L、蔗糖30g/L、琼脂6.5-8g/L;
(5)生根培养基配方:花宝1号2000mg/L、花宝2号2000mg/L、肌醇20000mg/L、甘氨酸400mg/L、盐酸硫胺素100mg/L、盐酸吡哆醇100mg/L、烟酸100mg/L、香蕉100g/L、NAA5ml/L、IBA5ml/L、蔗糖30g/L、琼脂6.5-8g/L;
以上步骤所用的培养基pH5.6-5.7,添加活性碳5g/L,培养基用水均为普通自来水。
将铁皮石斛种子播种于MS基本培养基和1/2MS基本培养基诱导萌发,结果如表1所示。研究结果表明种子在1/2MS基本培养基萌发率明显高于在MS基本培养基,且萌发较快。
针对不同的培养基对种子萌发率及萌发时间的影响,详见表1与表2。
表1不同培养基对种子萌发的影响
培养基 | 萌发率(%) | 萌发时间(d) |
MS | 48 | 23 |
1/2 MS | 65 | 20 |
因为铁皮石斛种子不含胚乳,不能为萌发过程提供营养,因此在诱导萌发培养基中补充蛋白质,促进其萌发,研究结果表明在诱导萌发培养基中添加蛋白胨可促进种子萌发,有效提高萌发效率,且缩短诱导萌发时间(表2)。
表2蛋白胨含量对铁皮石斛种子萌发的影响
组织培养过程中在不同的阶段所用的培养基有所不同,大量的研究结果表明,铁皮石斛不同时期的幼苗对营养物质的需求不同,以下针对各阶段采用的不同的培养基、激素添加物等进行对比。
1).不同培养基对铁皮石斛组培苗壮苗的影响:
根据国内外专家的研究结果可知,添加不同的有机添加物对铁皮石斛组培苗的影响不同,据报道,添加土豆、香蕉、苹果、椰汁等有机物对铁皮石斛组培苗生长均有影响。近年来随着人们对铁皮石斛组织培养的关注,越来越多的学者致力于铁皮石斛组织培养的研究,但是采用不同的方法培养采用的培养基也不同,本发明在实验过程中比较了不同有机添加物对铁皮石斛圆球茎分化的影响,实验结果如表3所示。
表3有机添加物对组培苗壮苗的影响
2).不同激素对铁皮石斛组培苗生根的影响:
在铁皮石斛壮苗培养基中添加不同的激素,其生长情况表现不同,其中在NAA浓度为0.5mg/L时,幼苗生长情况最好,具体如表4所示。
表4不同激素组合对组培苗壮苗的影响
3).不同的有机添加物对组培苗生根的影响:
通过实验测定不同的有机添加物对铁皮石斛组培苗壮苗的影响结果表明,有机添加物对铁皮石斛生长有一定的影响,有机添加物对组培苗生根的影响结果表明,与其他有机添加物相比,在培养基中添加香蕉泥对铁皮石斛组培苗生根有较高的促进作用,见表5。
表5不同有机添加物对组培苗生根的影响
4).不同培养基对铁皮石斛组培苗生根的影响
由上可知添加香蕉泥对铁皮石斛组培苗生根有较好的促进作用。本发明在此基础上培养基进行改进,结果如表6所示,实验结果表明在添加花宝1号和花宝2号的改良培养基中生根效果最好,幼苗长势也最好。
表6不同培养基对铁皮石斛组培苗生根的影响
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (1)
1.一种铁皮石斛组织培养方法,其特征在于包括:铁皮石斛种子萌发成为圆球茎,圆球茎增殖、分化,脱分化,壮苗,生根,炼苗六个步骤;
所述六个步骤具体培养方法如下:
(1)种子萌发成为圆球茎:将成熟铁皮石斛种子经消毒处理后播种于改良1/2MS基本培养基中培养15-20天,经过种胚膨大、萌发形成绿色圆球茎;培养条件为25-26℃,光照为1700-2100lx,光照时间为13-14h/d;
(2)圆球茎增殖、分化:将圆球茎转入加土豆浸出粉的MS改良培养基中培养23-28天,使得圆球茎堆积在培养基中,并出现叶原基和分化苗;培养条件:温度25-26℃,光照度1700-2100lx,光照时间为13-14h/d;
(3)脱分化:将圆球茎分化苗转入改良1/2MS培养基中培养20-30天,经诱导产生叶原基;
(4)壮苗:将步骤(3)中产生的小苗转入改良MS培养基中进行壮苗,经过60-70天壮苗培养,高度达到1.5-2.5cm的幼苗出现,培养条件:温度25-26℃,光照度1700-2100lx,光照时间为13-14h/d;
(5)生根:将步骤(4)得到的幼苗转入加花宝1号和2号的改良培养基进行诱导生根;
(6)炼苗:将步骤(5)得到的生根苗进行炼苗驯化;
所述各步骤的培养基配方如下:
(1)种子萌发成为圆球茎的培养基:采用改良1/2MS基本培养基,即硝酸钾19000mg/L、硝酸铵16500mg/L、磷酸二氢钾1700mg/L、硫酸镁3700mg/L、氯化钙4400mg/L、碘化钾166mg/L、硼酸1240mg/L、硫酸锰2230mg/L、硫酸锌860mg/L、钼酸钠50mg/L、硫酸铜5mg/L、氯化钴5mg/L、硫酸亚铁2780mg/L、乙二胺四乙酸二钠3730mg/L、肌醇20000mg/L、甘氨酸400mg/L、盐酸硫胺素100mg/L、盐酸吡哆醇100mg/L、烟酸100mg/L、蛋白胨1.75g/L、蔗糖30g/L、琼脂6.5-8g/L;
(2)圆球茎增殖、分化的培养基配方:硝酸钾38000mg/L、硝酸铵33000mg/L、磷酸二氢钾3400mg/L、硫酸镁7400mg/L、氯化钙8800mg/L、碘化钾166mg/L、硼酸1240mg/L、硫酸锰4460mg/L、硫酸锌1720mg/L、钼酸钠50mg/L、硫酸铜5mg/L、氯化钴5mg/L、硫酸亚铁5560mg/L、乙二胺四乙酸二钠7460mg/L、肌醇20000mg/L、甘氨酸400mg/L、盐酸硫胺素100mg/L、盐酸吡哆醇100mg/L、烟酸100mg/L、土豆浸出粉15g/L、蔗糖30g/L、琼脂6.5-8g/L;
(3)脱分化培养基配方:硝酸钾19000mg/L、硝酸铵16500mg/L、磷酸二氢钾1700mg/L、硫酸镁3700mg/L、氯化钙4400mg/L、碘化钾166mg/L、硼酸1240mg/L、硫酸锰2230mg/L、硫酸锌860mg/L、钼酸钠50mg/L、硫酸铜5mg/L、氯化钴5mg/L、硫酸亚铁2780mg/L、乙二胺四乙酸二钠3730mg/L、肌醇20000mg/L、甘氨酸400mg/L、盐酸硫胺素100mg/L、盐酸吡哆醇100mg/L、烟酸100mg/L、土豆浸出粉15g/L、蔗糖30g/L、琼脂6.5-8g/L;
(4)壮苗培养基配方:硝酸钾38000mg/L、硝酸铵33000mg/L、磷酸二氢钾3400mg/L、硫酸镁7400mg/L、氯化钙8800mg/L、碘化钾166mg/L、硼酸1240mg/L、硫酸锰4460mg/L、硫酸锌1720mg/L、钼酸钠50mg/L、硫酸铜5mg/L、氯化钴5mg/L、硫酸亚铁5560mg/L、乙二胺四乙酸二钠7460mg/L、肌醇20000mg/L、甘氨酸400mg/L、盐酸硫胺素100mg/L、盐酸吡哆醇100mg/L、烟酸100mg/L、NAA6ml/L、土豆浸出粉15g/L、蔗糖30g/L、琼脂6.5-8g/L;
(5)生根培养基配方:花宝1号2000mg/L、花宝2号2000mg/L、肌醇20000mg/L、甘氨酸400mg/L、盐酸硫胺素100mg/L、盐酸吡哆醇100mg/L、烟酸100mg/L、香蕉100g/L、NAA5ml/L、IBA5ml/L、蔗糖30g/L、琼脂6.5-8g/L。
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