白术人工种子制作技术研究_汪福源
白术人工种子制作技术研究
12*2
汪福源，唐宁，贲爱玲
（1．中国药科大学高等职业技术学院，江苏南京211198；2．南京晓庄学院生物化工与环境工程学院，江苏南京211171）
摘要［目的］研究白术人工种子最佳胚乳配方，为白术人工种子技术规模化开发应用提供理论依据。［方法］以白术试管苗无菌体系
2．5%海藻为试验材料，研究了人工种子包埋繁殖体、人工胚乳配方对人工种子萌发率和成苗率的影响。［结果］以腋芽为包埋繁殖体，
0．5mg /LIAA 和30g /L蔗糖为人工胚乳配方，播种后萌发率和成苗率分别为100%和92%。［结论］酸钠+2%CaCl 2为人工胚乳基质，
以组织培养为基础的白术人工种子快速繁殖技术具有一定的优越性。关键词白术；人工种子；人工胚乳；萌发率中图分类号Q943．2文献标识码A 文章编号0517－6611（2012）02－00731－02Study on the Preparation Technique on Synthetic Seeds of Atractylodes macrocephala Koidz．WANG Fu-yuan et al （Higher Vocational and technical School ，China Pharmaceutical University ，Nanjing ，Jiangsu 211198）
Abstract ［Objective ］To study the best synthetic endosperm combination of Atractylodes macrocephala Koidz．Seeds and to provide the theoreti-cal basis for development and large －scale application of A．macrocephala synthetic seeds．［Method ］Factors to affect germination rate and seed-such as encapsulated propagule and synthetic endosperm components were studied with germfree tube plantlet system of A．ling conversion rate ，
Result ］The germination rate and seedling conversion rate of synthetic seeds could reach 100%and 92%with auxilizry buds ，macrocephala．［
2．5%sodium alginate +2%CaCl 2as synthetic endosperm encapsulation ，and 0．5mg /LIAA and 30g /Lsucrose as synthetic endosperm compo-nents．［Conclusion ］The technique of rapid multiplication of synthetic seeds on the basis of tissue culture of A．macrocephala has definite superior-ity．
Key words Atractylodes macracephala Koidz．；Synthetic seed ；Synthetic embryo ；Germination rate
植物体细胞胚人工种子（plant synthetic seed ）的概念自提出后
［1］
1．1．3Benzylaminopurine ，6-BA ）、主要试剂。6-苄基嘌呤（6-
，现已发展到运用多种系统包埋种胚、顶芽、小鳞茎
IAA ），吲哚乙酸（Indoleacetic acid ，购自Sigma 公司；病毒唑，由华北制药集团有限责任公司生产；海藻酸钠，由上海化学试剂厂生产；氯化钙，氯化汞，均为Spectrum 公司产品。其他市售。试剂均为国产或进口化学纯，1．21．2．1
方法
材料的预处理。选取1．5 2．0cm 大小的白术外植
等制作人工种子进行快速繁殖。白术（RHIZOMA ATRAC-TYLDDIS MACROCEPHALAE ）是菊科苍术属植物白术（At-ractylodes macrocephala Koidz．）的干燥根茎，气清香，味甘苦，
［2］
性温，具健脾益气、燥湿利水、止汗、安胎之功效，为常用大
导致品种种性退宗药材之一。长期以来由于药农只种不选，
化，药材产量和质量下降，化学成分不稳定。因此笔者利用组培技术，对白术进行了品种选育和提纯复壮的工作，初步选育出几个白术优良品系
［3］
体幼芽，经浓度0．1%HgCl 2消毒后，接种于含0．5mg /LBA+5．0mg /L病毒唑的MS 培养基上，得到无菌试管苗作为试验材料。1．2．2
人工种子制作。切取3 5mm 直径的单个芽茎段或
腋芽，用蒸馏水分别配制浓度从2．0% 3．5%的海藻酸钠溶湿热灭菌后，采用滴注法，将包有小芽液和2．0%CaCl 2溶液，
的半凝胶状态海藻酸钠滴到CaCl 2中，形成人工种子，浸泡一定时间，确保人工种子的硬度适中，捞出，无菌水中浸洗2次，观察人工种子质量，人工种子基质和胚乳配方见表1。
表1
试验编号1
[1**********]112
人工胚乳配方
包埋繁殖体
腋芽茎段腋芽茎段腋芽茎段腋芽茎段腋芽茎段腋芽。利用组培技术虽能在一定程
但试管苗生产周期较长，成本高，且不便度上解决快繁问题，
贮藏和运输，限制了白术的规模化生产。利用人工种子技术但关于这一方面有可能为药材的产业化提供一条有效途径，
的研究在国内外还未见报道。试验对白术人工种子制作技术进行了初步探索，以期为该药用植物人工种子的实用化提供科学依据。11．11．1．1
材料与方法材料
植物来源。白术原植物采自安徽亳州白术GAP 生产
人工胚乳配方
CK
CK 1/2MS1/2MS
0．5mg /LIAA 0．5mg /LIAA 1/2MS+0．5mg /L1/2MS+0．5mg /L0．5mg /LBA 0．5mg /LBA
1/2MS+0．5mg /L1/2MS+0．5mg /L
基地，经中国药科大学生物学鉴定为菊科植物Atractylodes macrocephala Koidz．。1．1．2
主要仪器。超净工作台，购自苏州净化设备有限公
司；压力蒸汽灭菌器，购自上海博迅实业有限公司医疗设备厂；智能人工气候箱，购自武汉瑞华仪器设备有限责任公司。
南京晓庄学院青年专项（2008NXY46）。
汪福源（1978－），男，辽宁辽阳人，讲师，博士研究生，研究方向：中药生物技术。*通讯作者，副教授，博士，从事中草药生物技术研究。
09-26收稿日期2011-基金项目
作者简介
IAA IAA BA BA
1．2．3“1．2．2”人工种子的萌发。按照方法，添加不同的人
工胚乳成分制作成人工种子。制作好的种子播种在铺有无
菌水浸润滤纸的培养皿中。培养温度（25+1）ħ ，光强1500lx ，光照每天16h 。观察人工种子的发芽情况。在播种后1030d 计算萌发率和成苗率，n =50。萌发标准d 观察发芽势，
萌发率（%）=（萌发数/播种数）ˑ 为突破种皮2mm 计，
100。以同时具有根和叶为标准，计成成苗，成苗率（%）=（苗数/播种数）ˑ 100。1．2．4
碳源对人工种子萌发的影响。在含0．5mg /LIAA 的
制作人工种子，以人工胚乳中添加蔗糖或葡萄糖作为碳源，
不添加碳源的人工种子为对照，观察芽的长势，并计算萌发率和成苗率。22．1
结果与分析
包埋剂浓度对白术包埋丸形成质量及时间的影响
不
根数也明显增多。与添加葡萄糖相比，添加蔗糖的处理效果更好，萌发出的小芽健壮、生长旺盛，叶片色深，根数多，萌发成苗率达到92%（见表3，图1）。率达到100%，
表3
人工胚乳配方（无碳源）CK
30g /L蔗糖30g /L葡萄糖
不同碳源对白术人工种子发芽情况的影响
萌发率∥%
100100100
成苗率∥%
709282
同浓度海藻酸钠对人工种子形成的时间和质量有很大影响。海藻酸钠浓度过低，形成时间长，形状不规则，颗粒不均；浓度过高，虽然形成时间大大缩短，但人工种子的硬度太大，浑2．5%海藻酸钠在2%CaCl 2中反不透明。试验结果表明，浊，
应8 10min 是白术人工种子的最佳制作条件，在此条件下透明和硬度适合的合格人工种子。可形成颗粒均匀、2．2
人工胚乳对白术人工种子发芽率的影响
由表2可以
3
讨论
人工种子一直是科学家的研究热点之一，欧洲将其列入“尤里卡”“863”尖端技术的计划，我国也于1987年列入高技术研究与发展计划。人工种子本质上属于无性繁殖，与天然具有以下优点：（1）可对一些自然条件下不结实或种子相比，
种子很昂贵的植物进行繁殖；（2）固定杂种优势；（3）人为控制植物生长发育和抗性；（4）保存及快速繁殖脱病毒苗及植物优良品种。近年来，国内外关于植物人工种子的研究范围越来越广，在粮食作物、蔬菜果树、经济植物、观赏植物等方面均有报道楤木
［8］
［4－5］
［7］
。在药用植物中如半夏［6］、杜鹃兰、龙牙
［9］［10］
、东北矮紫杉、石斛等珍稀药用植物方面也展示
图1由白术人工种子形成的健康植株
不同的包埋材料对人工种子质量有很大影响。腋芽为看出，
这是因为芽本身有发育完全的生长点，包埋材料好于茎段，
在外界营养充足的条件下，容易成苗。白术芽自身的内部营因此需添加营养元素。而不养不足以提供人工种子的生长，
但对进一步生根的影响不同。同胚乳均有助于种子的萌发，
6-BA 在早期促进种子萌发，但不利于生根；IAA 在促进种子萌发的同时，也有利于生根；人工种子内添加1/2MS基本培养说明在保证营养元素充足的液同用蒸馏水的效果基本相同，
情况下，影响人工种子发芽的主要因素是激素的种类和浓7号人工胚乳配方，即添加1/2MS+度。由表2还可以看出，
0．5mg /LIAA 处理，其萌发率达到100%，成苗率达到82%，为最佳配方。
表2
不同人工胚乳的白术人工种子发芽情况
成苗率∥%
[***********]5022
苗正常，叶片小苗正常，叶片小
苗矮壮，叶片正常，叶色正常苗矮壮，叶片正常，叶色正常苗细高、叶片小、叶色微黄
芽长势
苗细高、叶片小、叶色微黄
了重要的应用前景。
该研究建立了白术人工种子无菌繁殖体系，为前期获得的白术多倍体优良品系的大量推广提供了一条有效途径。研究发现在不加营养元素或单纯添加1/2MS时，白术苗细高，瘦弱，萌发率和成苗率均不高；当加入一定量的营养元素时可以促进芽的正常生长；加入适量BA ，芽长势良好，但生根效果不好；加入IAA 或蔗糖后，苗矮壮，长势好，而且大多生根。
虽经过30年的努力，人工种子无菌繁殖技术有了长足的发展，但总的说来，人工种子的研究目前仍处于探索阶段，许多问题亟待解决，如人工种皮、防腐、贮藏运输、在体外条件及类似土壤的底物中转化率较低、制作成本高、主要靠手工操作等一系列等解决。参考文献
［11］
试验编号萌发率∥%[**************]
[***********]78489056
。有关这些问题亟待进一步研究
2．3碳源对白术人工种子发芽率的影响在人工种子中额
均能够促进人工种子的萌发和成苗。外添加蔗糖和葡萄糖，
虽然不添加碳源的人工种子萌发率均能达到100%，但添加糖后，萌发时间和生根时间明显缩短，而且生根率有所提高，
［1］STANDARDI A ，PICCIONI E．Perspectives on synthetic seed technology u-sing nonembryogenic in vitro-derived explants ［J ］．Int J Plant Sci ，1998，159（6）：968－978．［2］国家药典委员会．中华人民共和国药典（一部）［S ］．北京：中国医药科
2010：95－96．技出版社，
（下转第735页）
相对含量∥%根
－－－－－－－－－4．59－－－－－－－－－－－－－－－－－－1．14－－－0．66－－－－－30．07－－－32．17－－－－茎4．745．03－7．21－－1．35－－1．39－2．091．20－－－－－1．27－0．59－3．86－0．901．28－－1．01－－－0．48－－1．101．15－17．90－－－7．24－5．53－－保留时间min 16．9517．7217．7718．1218．1718．4418．7918．8319．0819．7719．8320．4220．6320．7020．9221．2421．4822．2522．3522．3922．4722．5822．7122．9123．1923．4724．0124．8824．9925．3326．5026．7626．9126．9227．6927．8927．9928．0928．4028．7529．3230．6831．0731．2231．2431．6131．75峰号[***********][***********][***********][***********][***********]9394化合物名称分子式1524C 15H 24C 15H 24C 15H 24C 15H 24C 15H 24C 13H 12O 2C 15H 24C 15H 24C 15H 20C 12H 24O 2C 15H 26O C 15H 24O C 15H 24C 15H 24O C 15H 26O C 15H 26O C 15H 24O C 15H 24O C 15H 26O C 15H 26O C 15H 24C 15H 24C 15H 26O C 15H 24C 15H 18
C 13H 10F 2O C 15H 30O C 15H 22O C 14H 28O 2C 14H 10C 18H 36O C 15H 30O 2C 16H 22O 4C 22H 34O 4C 18H 30O C 16H 28O 2C 16H 32O 2C 20H 40O C 16H 32O 2C 18H 36O 2C 15H 26O C 20H 40O C 18H 32O 2C 18H 32O C 18H 34O 2C 20H 36O 2C 20H 34O 2C H O 分子量[***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********][**************]α芹子烯γ-芹子烯2，4a ，5，6，8a-4，7-1-（1-1，六氢-二甲基-亚甲基）萘2，3，4，4a ，5，6，8a-7-4-1-（1-1，八氢-甲基-亚甲基-亚甲基）萘（1S-cis ）-1，2，3，4-1，6-4-（1-四氢-二甲基-亚甲基）萘
（+）-δ-杜松烯
6-1-甲氧基-萘乙酮
α-杜松烯α-依兰烯α-二去氢菖蒲烯月桂酸
反－橙花叔醇（-）-斯巴醇（+）-喇叭烯（-）-丁子香烯氧化物喇叭茶醇柏木脑（-）-葎草烯环氧化物II 10-2，6-7．2．0］5β-10，二甲基-二亚甲基二环［十一碳-醇
α-毕橙茄醇依兰油醇罗汉柏烯α-柏木烯（1R ，8a β）-1，4a β-7α-（1-1α-二甲基-亚甲基）十氢萘-醇α-布藜烯卡达萘3，4＇-4-二氟-甲氧基联苯正十五碳醛α-香附酮肉豆蔻酸蒽6，10，14-2-三甲基-十五烷酮正十五酸
邻苯二甲酸二异丁酯1，2-苯二甲酸丁基8-甲基壬酯金合欢基丙酮E ，E-10，12-四十溴二烯-1-醇酯Z-7-十六烷酸异植醇棕榈酸软脂酸乙酯橙化叔醇植物醇亚油酸（Z ，Z ，Z ）-9，12，15-十八碳二烯醛油酸
亚油酸乙酯亚麻酸乙酯：“－”注表示未测出。
叶
3．63－2．34－3．540．28－0．720．87－1．311．29－3．520．190．261．250．933．830．81－2．52-0．380．47-0．490．220．350．230．890．21－0．230．17－－0．165．270．500．150．820．290．70－0．310．293结论
试验结果显示，当归藤根、茎、叶挥发油中均含有2-正戊
基呋喃、肉豆蔻酸、棕榈酸和亚油酸，根中含量最高为亚油酸，茎中含量最高为棕榈酸。当归藤不同部位挥发油成分差异较大，因此入药时要区别对待。参考文献
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（上接第732页）
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