太子參試管苗的生物學(xué)性狀觀察

胡 月，張金媛，竇存琪，潘 強(qiáng)，孫禹晗，李 赫，趙東利

(大連大學(xué)醫(yī)學(xué)院，遼寧大連 116622)

太子參，為石竹科植物孩兒參(Pseudostellariaheterophylla(Miq.)Pax)的干燥塊根，是中國常用中草藥，具有益氣健脾，生津潤(rùn)肺之功效。常用于脾虛體倦，食欲不振，病后虛弱，氣陰不足，自汗日渴，肺燥干咳[1]。太子參主要含苷類、糖類、氨基酸類等成分，對(duì)于心臟保健、改善記憶、降血糖血脂等方面均有一定作用，是藥食兩用中藥材?！吨袊幍洹分泻刑訁橹饕系闹谐伤幉粩嘣黾覽2]，同時(shí)作為保健品的原料成分也得到越來越多的利用，還是百姓餐桌的滋補(bǔ)藥膳[3]，市場(chǎng)需求量較大。太子參的組織培養(yǎng)研究引起眾多學(xué)者的重視[4-11]。本研究在太子參試管苗繼代培養(yǎng)過程中，發(fā)現(xiàn)了特殊的生物學(xué)性狀表現(xiàn)，對(duì)此做一報(bào)道，以期為太子參的開發(fā)應(yīng)用研究提供有意義的參考。

1 材料與方法

1.1 芽擴(kuò)繁培養(yǎng)過程中的生物學(xué)性狀觀察

以太子參的塊莖為材料，經(jīng)過MS+BA 0.5 mg/L+NAA 0.1 mg/L培養(yǎng)基誘導(dǎo)獲得初代芽，初代芽切割單獨(dú)繼代至MS+BA 0.5 mg/L培養(yǎng)基，以40 d為周期進(jìn)行繼代培養(yǎng)，擴(kuò)大繁殖，同時(shí)一部分材料持續(xù)培養(yǎng)270 d以上，觀察此過程中，試管苗的生物學(xué)性狀變化。

1.2 生根誘導(dǎo)過程中的生物學(xué)性狀觀察

將太子參試管苗接種于如下2種生根培養(yǎng)基：1/2MS以及1/2MS+NAA 0.2 mg/L，誘導(dǎo)根的發(fā)生。培養(yǎng)270 d，觀察生物學(xué)性狀變化。

在1.1和1.2中的培養(yǎng)基均額外添加蔗糖3%，瓊脂0.55%。pH值調(diào)節(jié)至6.0左右。121 ℃高壓滅菌15 min。培養(yǎng)溫度27.5 ℃，每天光照14 h，光強(qiáng)2 000 lx。

2 結(jié)果與分析

太子參試管苗生長(zhǎng)過程中，出現(xiàn)特殊的生物學(xué)現(xiàn)象，如試管內(nèi)結(jié)參、開花、結(jié)籽以及茂盛的叢生根、須根及不定根發(fā)生等。

2.1 試管內(nèi)結(jié)參、開花及結(jié)籽現(xiàn)象的觀察

在芽繼代培養(yǎng)基MS+BA 0.5 mg/L和生根培養(yǎng)基1/2MS+NAA 0.2 mg/L上培養(yǎng)超過60 d時(shí)，大部分植株開始長(zhǎng)出微塊根(圖1)，發(fā)生率70%左右；部分植株長(zhǎng)出花蕾，頂生并單生(圖2)，發(fā)生率20%左右；偶見簇生或者簇狀輪生花序于葉腋(圖3)。70 d之后，可見到開花(圖4)，80 d左右，可見到種子成熟(圖5)。

圖1 太子參試管苗生長(zhǎng)60 d以上時(shí)形成的微塊根(箭頭所示)Fig.1 Microtuber root formation after P. heterophylla plantlets grew for more than 60 d (Arrowhead)

圖2 太子參試管苗的單生頂生花蕾(箭頭所示)Fig.2 Flower buds of P. heterophylla plantlets (Arrowhead)

圖3 太子參試管苗的簇生、輪生花序Fig.3 Tufty and cyclic inflorescencer of P. heterophylla plantlets(Arrowhead)

圖4 太子參試管苗開花(箭頭所示)Fig.4 Flowering of P. heterophylla plantlets (Arrowhead)

圖5 太子參試管苗種子成熟(箭頭所示)Fig.5 Seeds maturity of P. heterophylla plantlets

2.2 旺盛的叢生根、須根以及不定根生長(zhǎng)現(xiàn)象

太子參具有旺盛的根發(fā)生能力，在芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基、根誘導(dǎo)培養(yǎng)基以及無激素培養(yǎng)基上均可以生根。在芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基上生長(zhǎng)20 d后，就有根的發(fā)生，培養(yǎng)50 d之后，不僅基部產(chǎn)生大量叢生根，而且小苗的莖節(jié)葉腋等部位也長(zhǎng)出不定根(氣生根)(圖6)，說明細(xì)胞分裂素利于太子參小苗生根。太子參試管苗對(duì)NAA尤其敏感，低濃度的NAA即對(duì)根產(chǎn)生極大促進(jìn)作用，在1/2MS+NAA 0.2 mg/L培養(yǎng)基上，14 d后，即有大量的叢生根和須根產(chǎn)生，須根極為發(fā)達(dá)細(xì)密，呈白色絨毛狀(圖7)，60 d后，根已經(jīng)布滿整個(gè)培養(yǎng)基(圖8)。

圖6 太子參試管苗長(zhǎng)出茂盛的氣生根Fig.6 Frondage aerial rooting of P. heterophylla plantlets

圖7 根誘導(dǎo)14 d后，太子參試管苗發(fā)達(dá)的叢生根及須根Fig.7 14 d after root induction, vigorous tufted roots and fibrous roots of P. heterophylla plantlets

圖8 根誘導(dǎo)60 d后，太子參試管苗發(fā)達(dá)的叢生根及須根布滿整個(gè)培養(yǎng)基(底面觀)Fig.8 60 d after root induction, vigorous tufted roots and fibrous roots of P. heterophylla plantlets all over the culture medium(norma inferior)

3 討 論

太子參可在瓶?jī)?nèi)結(jié)參，對(duì)此，葉祖云等在太子參的四倍體育種研究中有過報(bào)道[4]，并且證實(shí)以試管內(nèi)培養(yǎng)120 d的微塊根用于馴化栽培，比用試管苗進(jìn)行馴化栽培成活率更高，太子參產(chǎn)量更大。本研究表明培養(yǎng)時(shí)間超過60 d，微塊根即開始形成。微塊根屬于營養(yǎng)貯藏器官，在馴化時(shí)抗逆、抗脅迫能力強(qiáng)于試管苗，因此，利用該特點(diǎn)，可以在試管內(nèi)誘導(dǎo)微塊根，利用微塊根為種源作為太子參快速繁殖的新途徑。

太子參的瓶?jī)?nèi)開花、結(jié)籽現(xiàn)象至今未見有報(bào)道，連同瓶?jī)?nèi)結(jié)參現(xiàn)象一起，太子參在試管內(nèi)展示整個(gè)生命周期，這些特點(diǎn)可用于微景觀制作，用于植物組織培養(yǎng)過程的科普宣傳材料，也可以開發(fā)成園藝微景觀藝術(shù)產(chǎn)品。

太子參有較強(qiáng)的根發(fā)生能力，低濃度的生長(zhǎng)素(NAA 0.2 mg/L)即可誘導(dǎo)其產(chǎn)生旺盛的叢生根以及不定根(氣生根)，證明其內(nèi)源生長(zhǎng)素比較豐富，該特點(diǎn)可用于器官培養(yǎng)途徑生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物。梁玉勇等報(bào)道利用太子參不定根生產(chǎn)皂苷、多糖和氨基酸等次生物質(zhì)[5]，但是類似報(bào)道還不多，可見這是一條值得探索的生產(chǎn)太子參有效成分的潛在途經(jīng)。

4 結(jié) 論

太子參試管苗培養(yǎng)時(shí)間足夠長(zhǎng)(超過60 d)的話，可以在試管內(nèi)完成結(jié)參、開花、結(jié)籽等整個(gè)生命周期，并具有旺盛的叢生根、不定根發(fā)生能力，這些特點(diǎn)使其具備通過工廠化途徑生產(chǎn)其天然有效成分的可能性。另外，也可以作為植物組織培養(yǎng)的科普材料及制作園藝微景觀的材料進(jìn)行探索開發(fā)。