CN108056021A - 一种马齿苋愈伤组织诱导及生产类黄酮的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种马齿苋愈伤组织诱导及生产类黄酮的方法,属于愈伤组织诱导领域,以马齿苋种子萌发7d后幼苗胚轴做为外植体,接种在MB5+1.0mg/L 6‑BA+0.5mg/L 2,4‑D+AgNO34.0mg/L培养基中,在蓝光下培养30d后,增殖系数及类黄酮含量最高。本发明方法简单,为马齿苋的工厂化生产类黄酮提供更快和有效的途径。
Description
技术领域
本发明属于愈伤组织诱导领域,具体涉及一种马齿苋愈伤组织诱导及生产类黄酮的方法。
背景技术
马齿苋(Portulaca oleracea L),又可称其为长寿菜、长命草等,是当年内能完成全部生长周期的肉质野生草本植物,因其根(白色)、茎(红色)、叶(绿色)、花(黄色)和种子(黑色)的颜色不同,在《本草图经》内又被称为"五行草”。马齿苋广布中国大江南北,适应性极强,且具有与其他一般野生植物一样保护自我的特性,抗热及耐干旱的特性明显。马齿苋之所以得到广大消费者和学者的喜爱与关注,是因为它不仅含有一定药用价值的矿物质、氨基酸、多糖、脂肪酸、维生素、生物碱、酸类和黄酮类物质等多种化学成分,还具有抗菌止血、散血消肿、杀虫杀菌、消炎利尿、清热解毒、利水去湿、增强免疫和抗氧化、抗衰老、抗肿瘤等功能,是经国家***认证的保健食品之一。近年来,马齿苋在化学成分、临床应用、保健食品的加工与栽培技术方面的研究较多,因马齿苋即可食用又可药用,但野生资源匮乏,学者也加强了马齿苋在组织培养方面的应用,用以满足对种子资源的需求和培育出高产优质的马齿苋品种。国内关于马齿苋植物组织培养的研究首次报道出现于2003年。邱宁宏、李焘对马齿苋的组织培养与快速繁殖的研究,建立了植株再生体系,在MS培养基中附加0.5-2.0 mg/L 6-BA 和0.5 mg/L 2,4-D有利于以子叶、胚轴为外植体进行愈伤组织的诱导。后来的研究学者也得到相同结果。
光是植物生长发育中最重要的一个环境因子。它除了是一种能控制光合作用的能源,还是一种能影响组织生长的诱导信号。组培苗体内不同的光受体感知到光信号,从而影响到组培苗的生长发育、光合特性及性状表现。对于光质应用在植物愈伤组织诱导及生长方面,已报道出多种植物在此方面的研究,如赵德修等研究的水母雪莲、张真等研究的葡萄、马琳等研究的大蒜、郭君丽等研究的47号怀山药等,这些研究结果均表明植物愈伤组织诱导或生长受到光质的影响很大,适宜的光质有利于愈伤组织诱导和生长对。因此光质在马齿苋愈伤组织诱导与生长的影响有一定的研究意义,通过本发明期望为马齿苋愈伤组织的工厂化生产类黄酮提供更快和有效的途径。
发明内容
本发明的目的在于提供一种马齿苋愈伤组织诱导及生产类黄酮的方法。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种马齿苋愈伤组织诱导及生产类黄酮的方法,所述方法为马齿苋种子萌发7d后幼苗胚轴做为外植体,接种在MB5+ 1.0 mg/L 6-BA +0.5 mg/L 2,4-D + AgNO3 4.0mg/L培养基中,在蓝光下培养30d。培养条件为每一天光照12h,温度25℃。
幼苗的培养方法为:先用滤纸将马齿苋的种子包裹,再将其在放入50-55℃的温水中浸泡10-15min,进行温汤浸种消毒,然后用流水冲洗20 min;然后在75%的酒精中将滤纸包裹的种子消毒60s;然后在0.1% HgCl2中消毒8min,期间不断进行搅拌;然后用无菌水冲洗4-5次;最后接种到经过高压灭菌处理过的MS基本培养基中,将其放在光照强度2000~3000lx,光照时间12h/d,温度25±2℃条件下进行培养,获得无菌幼苗。
本发明的优点在于:
1.建立了快速高效的马齿苋愈伤组织诱导体系,节省培养时间
2.建立了提高马齿苋愈伤组织中类黄酮含量的培养条件,可以实现马齿苋类黄酮周年生产,节省资源。
具体实施方式
实施例1
1 材料和方法
1.1 试验材料
本试验以四川产的野生马齿苋种子为试材。
1.2 试验方法
1.2.1 无菌苗的获得
先用滤纸将马齿苋的种子包裹,再将其在放入50-55℃的温水中浸泡10-15min,进行温汤浸种消毒,然后用流水冲洗20 min,最后在超净工作台中进行消毒处理和接种。首先在75%的酒精中将滤纸包裹的种子消毒60s;然后在0.1% HgCl2消毒8min,期间不断进行搅拌;然后用无菌水冲洗4-5次;最后接种到经过高压灭菌处理过的MS基本培养基中,每瓶接10粒种子,接40瓶,将其放在光照强度2000~3000lx,光照时间12h/d,温度25±2℃条件下进行培养,获得无菌苗。
1.2.2 不同苗龄与组织部位对马齿苋愈伤组织诱导的影响
以马齿苋种子萌发后4d、7 d、10 d、13 d、16 d的无菌苗为材料,将子叶和胚轴分别接种到愈伤组织诱导培养基MB5+6-BA 1.0mg/L+2,4-D0.5mg/L中进行诱导,比较不同苗龄和组织部位对马齿苋愈伤组织的影响。
1.2.3 不同激素对马齿苋愈伤组织诱导的影响
(1)不同浓度6-BA对马齿苋愈伤组织诱导的影响
将苗龄7d的子叶接种于诱导愈伤组织的培养基MB5+ 0.5 mg/L 2,4-D+ AgNO3 4.0mg/L,并附加不同浓度6-BA(0.5 mg/L、1.0 mg/L、1.5 mg/L、2.0 mg/L、3.0 mg/L)中进行诱导,比较不同浓度6-BA对马齿苋愈伤组织诱导的影响。在培养30d时观察统计愈伤组织诱导率。每种处理接种30个外植体,3次重复。
(2)不同浓度IAA对马齿苋愈伤组织诱导的影响
将苗龄7d的子叶接种于诱导愈伤组织的培养基MB5+ 1.0 mg/L 6-BA + AgNO3 4.0mg/L,并附加不同浓度IAA(0 mg/L、0.2 mg/L、0.5 mg/L、0.8 mg/L、1.0 mg/L)中进行诱导。
(3)不同浓度2,4-D
将苗龄7d的子叶接种于诱导愈伤组织的培养基MB5+ 1.0 mg/L 6-BA + AgNO3 4.0mg/L,并附加不同浓度2,4-D(0 mg/L、0.2 mg/L、0.5 mg/L、0.8 mg/L、1.0 mg/L)中进行诱导。
(4)不同浓度NAA
将苗龄7d的子叶接种于诱导愈伤组织的培养基MB5+ 1.0 mg/L 6-BA + AgNO3 4.0mg/L,并附加不同浓度NAA(0 mg/L、0.2 mg/L、0.5 mg/L、0.8 mg/L、1.0 mg/L)中进行诱导。
1.2.4 不同光质对马齿苋愈伤组织诱导的影响
选择长势良好一致的组培壮苗为试材,将叶片切成0.5cm2左右的方块,幼茎切成约1-2cm的茎段,接种到诱导马齿苋愈伤组织的最适培养基MS+6-BA1.0mg/L+2,4-D0.5mg/L上,在接种时将叶片的背面接触到培养基基质,每处理接种18瓶,每瓶5个,并进行3次重复。接种后置红光、蓝光、白光、黄光、绿光和黑暗6种光处理培养架上培养,光照时间为12h/d,培养温度为25℃。之后,每隔1d或2d观察1次愈伤组织的生长状况,记录出各光处理愈伤组织的出现时间与形态,40d后统计诱导出的愈伤组织数。
1.2.5 不同光质对马齿苋愈伤组织增殖的影响
首先在无菌条件下将预先培养的马齿苋愈伤组织进行称重,然后将其切成小茎段接种到增殖培养基MS+6-BA1.0mg/L+IAA1.0mg/L上,接种后分别置于红光、蓝光、白光、黄光、绿光和黑暗6种光处理培养架上进行继代培养,每处理接种30瓶,每瓶3个,进行3次重复。培养条件为每一天光照12h,温度25℃。30天后称重观察后的愈伤组织。
1.2.6不同光质对马齿苋愈伤组织中类黄酮含量的影响
将马齿苋愈伤组织接种到最适增殖培养基中后,分别置于红光、蓝光、白光、黄光、绿光和黑暗6种光处理培养架上进行培养,每处理接种30瓶,每瓶3个,进行3次重复。培养条件为每一天光照12h,温度25℃。30天后进行类黄酮含量测定。将愈伤组织烘干后称取0.1g置于30mL 85%乙醇水浴恒温70℃经过2h后吸取上层清夜4mL于试管中,而后分别吸取于比色皿中置于510nm波长下分光检测,测出分光光度值,通过标准曲线公式回归方程α=1.2C+4.8x10-3,其线性范围为0~0.5 mg,相关系数为r=0.9955,算出类黄酮含量。
1.3 数据处理与分析
愈伤组织诱导率(%)=诱导出来的愈伤组织外植体数/接种的总外植体数×100%;
愈伤组织增长率(%)=愈伤组织增长重量/愈伤组织接种重量×100%。
采用Excel和SPSS 19.0等统计软件对于试验数据进行处理及分析。
2 结果与分析
2.1 无菌苗获得与壮苗
以马齿苋种子为试材,7d后得到的无菌苗,株高在4~5cm,子叶与胚轴呈***。
2.2 不同苗龄与组织部位对马齿苋愈伤组织诱导的影响
以马齿苋种子萌发后4d、7 d、10 d、13 d、16 d的无菌苗为材料,将叶片和胚轴分别接种到愈伤组织诱导培养基MB5+6-BA1.0mg/L + 0.5 mg/L 2,4-D+ AgNO3 4.0mg/L中进行诱导,比较不同苗龄和组织部位对马齿苋愈伤组织的影响。
从表中可以看出,7d苗龄有利于马齿苋愈伤组织诱导,且胚轴做为外植体诱导率略高于子叶,这两个材料都可以做为外植体进行愈伤组织诱导。
2.3不同激素对马齿苋愈伤组织诱导的影响
(1)不同浓度6-BA对马齿苋愈伤组织诱导的影响
将苗龄7d的胚轴接种于诱导愈伤组织的培养基MB5+ 0.5 mg/L 2,4-D+ AgNO3 4.0mg/L,并附加不同浓度6-BA(0、0.5 mg/L、1.0 mg/L、1.5 mg/L、2.0 mg/L)中进行诱导。
说明6-BA浓度为0.5 mg/L时有利于愈伤组织诱导。
(2)不同浓度IAA对马齿苋愈伤组织诱导的影响
将苗龄7d的胚轴接种于诱导愈伤组织的培养基MB5+ 1.0 mg/L 6-BA + AgNO3 4.0mg/L,并附加不同浓度IAA(0 mg/L、0.2 mg/L、0.5 mg/L、0.8 mg/L、1.0 mg/L)中进行诱导。从表中可以看出,IAA不适合马齿苋愈伤组织诱导。最高诱导率才只有62.3%。
(3)不同浓度2,4-D
将苗龄7d的子叶接种于诱导愈伤组织的培养基MB5+ 1.0 mg/L 6-BA + AgNO3 4.0mg/L,并附加不同浓度2,4-D(0 mg/L、0.2 mg/L、0.5 mg/L、0.8 mg/L、1.0 mg/L)中进行诱导。从表中可以看出,2,4-D浓度为0.5或者1.0 mg/L时,都有利于马齿苋愈伤组织诱导。
(4)不同浓度NAA
将苗龄7d的子叶接种于诱导愈伤组织的培养基MB5+ 1.0 mg/L 6-BA + AgNO3 4.0mg/L,并附加不同浓度NAA(0 mg/L、0.2 mg/L、0.5 mg/L、0.8 mg/L、1.0 mg/L)中进行诱导。从表中可以看出,NAA也是不利于马齿苋愈伤组织诱导。
2.4 不同光质对马齿苋诱导愈伤组织的影响
2.4.1 不同光质对马齿苋胚轴诱导愈伤组织的影响
将马齿苋胚轴接种到诱导愈伤组织的培养基上,再置于红光、蓝光、白光、黄光、绿光和黑暗6种光处理中培养,研究不同光质对马齿苋茎段诱导出愈伤组织的最早出现时间以及诱导率的影响。结果如表所示,光质对马齿苋胚轴愈伤组织的诱导有一定的影响,各种光质下胚轴均能诱导出愈伤组织,其中以红光的诱导出愈伤组织需要时间最短,6d即有愈伤组织产生,诱导率最高,达到100%,虽然蓝光的诱导率也为100%,但与红光相比,愈伤组织诱导出时间延后了2d。各光质下茎段愈伤组织的诱导率从高到低的顺序为红光=蓝光>白光>暗光>黄光>绿光。
光质对马齿苋胚轴愈伤组织最早出现时间及诱导率的影响
* 表中大写字母表示0.01水平差异显著性。
2.4.2 不同光质对马齿苋愈伤组织质量的影响
不同光质对马齿苋愈伤组织的质量也有一定的影响,由图版Ⅱ可知,马齿苋叶片在红光下产生的愈伤组织质地很致密,颜色为淡黄色、蓝光下产生的愈伤组织质地较致密,颜色为淡黄绿色、白光下产生的愈伤组织质地较紧密,颜色为淡绿色、暗光下产生的愈伤组织质地疏松,颜色为淡黄色发白、黄光下产生的愈伤组织质地疏松,颜色为黄绿色、绿光下产生的与愈伤组织质地紧密,颜色为绿色发白。茎段在不同光质处理下产生的愈伤组织与叶片相比质地较疏松,颜色略带微褐色。
从上述试验数据来看,将光质对马齿苋茎段与叶片愈伤组织诱导影响相比较得到:各光处理下茎段与叶片愈伤组织诱导率的高低次序是一致的,而各光处理下茎段的出愈时间明显均早于叶片,诱导率也明显均高于叶片,由此说明茎段诱导出愈伤组织最早时间比叶片要短,愈伤组织生长速度也较叶片快。叶片在各光质下诱导的愈伤组织品质较茎段好,褐化发生概率较茎段低,且取材较易能进行大量操作。因此可根据试验具体要求使用不同的外植体在诱导愈伤组织的方面。
2.5 不同光质对马齿苋愈伤组织增殖的影响
将马齿苋愈伤组织接种到增殖培养基上,再置于红光、蓝光、白光、黄光、绿光和黑暗6种光处理中进行继代培养,研究不同光质对马齿苋叶片愈伤组织生长的影响。结果如表 所示,各光质均能促进马齿苋愈伤组织的生长,其中蓝光的鲜增量最大,为9.71g,增长率最高,达到359%。蓝光与其他光处理差异显著,蓝光对于马齿苋愈伤组织的生长影响显著高于其他光质。红光与其他光处理差异显著,白光、黄光与暗光在5%显著水平上差异不显著。说明光质在马齿苋愈伤组织诱导中有一定的积极意义。
表 光质对马齿苋愈伤组织生长的影响
* 表中小写字母表示0.05水平差异显著性。
2.6光质对马齿苋愈伤组织中类黄酮含量的影响
从表中可知,蓝光有利于马齿苋愈伤组织中类黄酮累积,含量最高。
终上所述,本研究确定马齿苋愈伤组织诱导增殖及类黄酮含量累积的最佳培养基和培养条件是:马齿苋种子萌发7d后幼苗胚轴做为外植体,接种在MB5+ 1.0 mg/L 6-BA +0.5 mg/L 2,4-D + AgNO3 4.0mg/L培养基中,在蓝光下培养30d后,增殖系数及类黄酮含量最高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (2)
1.一种马齿苋愈伤组织诱导及生产类黄酮的方法,其特征在于:所述方法为马齿苋种子萌发7d后幼苗胚轴做为外植体,接种在MB5+ 1.0 mg/L 6-BA +0.5 mg/L 2,4-D + AgNO34.0mg/L培养基中,在蓝光下培养30d。
2.根据权利要求1所述的一种马齿苋愈伤组织诱导及生产类黄酮的方法,其特征在于:幼苗的培养方法为:用滤纸将马齿苋的种子包裹,再将其在放入50-55℃的温水中浸泡10-15min,进行温汤浸种消毒,然后用流水冲洗20 min;然后在75%的酒精中将滤纸包裹的种子消毒60s;然后在0.1% HgCl2中消毒8min,期间不断进行搅拌;然后用无菌水冲洗4-5次;最后接种到经过高压灭菌处理过的MS基本培养基中,将其放在光照强度2000~3000lx,光照时间12h/d,温度25±2℃条件下进行培养,获得无菌幼苗。
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Effective date of registration: 20220107 Address after: 362500 No. 15, shangxiadian Road, Cangshan District, Fuquan Road, No. 177, Huayan, Fuquan village, Chishui Town, Dehua County, Quanzhou City, Fujian Province Patentee after: Dehua Zhongshun Biotechnology Co.,Ltd. Address before: No. 15, Cangshan District, Fujian, Fuzhou, Fujian Patentee before: FUJIAN AGRICULTURE AND FORESTRY University |
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Granted publication date: 20200214 Termination date: 20220104 |