广藿香试管苗根发生研究

2020-05-18杜婷婷张毓珈孟凯丽罗今辰赵东利

北京农学院学报 2020年3期

杜婷婷，张鑫，张毓珈，孟凯丽，罗今辰，赵东利

(大连大学医学院，辽宁大连 116622)

广藿香(Pogostemoncablin(Blanco) Benth.)为唇形科刺蕊草属植物，其干燥地上部分药用，具有芳香化浊、和中止呕、发表解暑等功效。用于治疗湿浊中阻、脘痞呕吐、暑湿表证、腹痛吐泻、鼻渊头痛等症[1]。广藿香挥发油具有抗菌、驱虫、调节免疫等药理功效[2]。广藿香既可单方入药，如藿香正气水、藿香正气片、藿香油等，也可作为添加成分，与其他药物构成复方中药，如藿香清胃片、藿胆丸、木香分气丸等[3]。另外，广藿香还可作为食品和香料的添加剂，市场需求量较大。研究报道多集中于药用成分分析[4]，药理功效[5-6]等，近年来，分子生物学领域研究也引起重视[7]。组织培养技术可以为广藿香栽培提供大量优质种苗，同时也是育种研究的基础，但近20年来，也仅有6篇相关报道[8-13]。试管苗的生根诱导是组织培养快速繁殖体系建立的关键，而关于广藿香试管苗的生根诱导，潘超美等[8]、杜勤等[9]认为无需激素，添加土豆泥或者香蕉汁以及合适的蔗糖浓度即可生根；伍彧等[10]、曹嵩晓等[11]则认为需要添加IBA激素，还有学者认为IAA和IBA复合使用才能更好促进生根[12]。而关于生根率的报道，也比较含糊。另外，根发生的形态特点、根的类型等未见有报道。为此，笔者对广藿香试管苗根的发生过程及其特点进行研究，为进一步建立广藿香的组织培养体系奠定基础。

1 材料与方法

以大连大学医学院本科生创新实验室培养的广藿香试管丛芽为材料进行生根诱导。选用NAA、IAA和IBA 3种激素，单一或者组合使用，共计15个组合(表1)。基本培养基为1/2MS，添加琼脂0.55%，蔗糖3%，pH值6.5左右，121 ℃高压灭菌15 min。

每组接种3～4瓶，每瓶接种1～2 cm高的小芽5株左右。观察并记录根形态发生过程，50 d时统计生根率。

培养条件：实行变温培养，即6:00到20:00，27 ℃，光照2 000 lx；20:00到次日6:00，20 ℃，无光照。

2 结果与分析

21 d后可见到明显根发生(图1)，50 d左右时，根发生达到鼎盛(图2a，2b)，此时统计生根率(表1)。对照(表1的1号)生根率很低，不足20%；单一激素NAA、IAA或IBA，都可以不同程度诱导试管苗生根。其中NAA 1.0 mg/L组生根率达到81.1%，为15种组合中最高，但是根的发生位置异常，茎基部先形成愈伤组织，之后在愈伤组织上长出根，不利于后期驯化；激素组合使用时，1/2MS+NAA 0.5 mg/L+IBA 0.5 mg/L组合获得较高生根率80.2%，为15种组合中次高，没有愈伤组织影响，可以作为本次试验最佳生根组合配方(表1)。

表1 不同激素对广藿香试管苗生根的影响Tab.1 Effects of plant growth regulators on root induction of Pogostemon cablin (Blanco) Benth.

观察广藿香试管苗的根发生，发现在NAA、IBA单独使用的部分组合或者该2种激素组合使用情况下，同一培养瓶中会同时长出2种类型的根(表1的2、3、9、12、14号)，一种为常规意义的地下根，呈光滑丛生状(命名为类型1，图1、图2、图3)；另一种为气生根转变而来的地下根(命名为类型2，图1、图2、图3)，后者先由茎基部的节上长出丛生状的气生根，且密被根毛(图1)，之后铺地生长(图2a、图2b)，随培养时间延长，陆续转变为地下生长，至80 d时，全部转变为地下根，且根系茂密(图3)，此时地上部分已经显示老化。类型2数量稍强，在同一培养瓶中可达60%。15种培养基组合中，类型2所占比例为多(表1)。

图1 2种根发生：光滑的地下丛生根及气生根(接种21 d，箭头所示为气生根) Fig.1 Two types of roots: smooth underground cluster root and aerial roots (inoculated for 21 days, arrow shows aerial roots)

图2a 光滑的地下丛生根及贴于基质表面的密被根毛的丛生状的气生根(接种50 d，平视，箭头所示为后者) Fig.2a Smooth underground cluster roots and cluster aerial roots with dense root hairs and attached to the surface of the medium (inoculated for 50 days, front view, arrowhead shows the latter)

图2b 光滑的地下丛生根及贴于基质表面的密被根毛的丛生状的气生根(底面观，箭头所示为后者) Fig.2b Smooth underground cluster roots and cluster aerial roots with dense root hairs and attached to the surface of the medium (bottom view, the arrow shows the latter)

图3 贴于基质表面的丛生状的气生根转变为地下根(接种80 d) Fig.3 Underground roots transformed from cluster aerial roots attached to the surface of the matrix (inoculated for 80 days)

3 讨论

广藿香试管苗生根研究，不同学者的结论不尽相同。有研究者认为无需激素，在1/2MS培养基上添加土豆泥或者香蕉汁以及适量蔗糖即可获得生根的壮苗[8-9]；另有研究者认为在1/2MS培养基上添加激素IBA 0.2～1.0 mg/L即可促进试管苗生根[10-11]，但是没有生根率报道；也有研究者使用1/2MS+NAA 0.6 mg/L+蔗糖15%+琼脂6%+活性炭6 g/L获得较高的生根率，达到92%[10]；而最近的报道认为MS+IAA 0.5 mg/L+IBA 0.5 mg/L可以使100%的试管苗生根[12]，本研究做过尝试，但是未能重复该结果。从文献[10-12]研究结果来看，生根率与所使用的激素种类之间无明显相关关系。本研究结果均与之不同，1/2MS+NAA 0.5 mg/L+IBA 0.5 mg/L获得较高的生根率，但不能达到100%。

关于广藿香试管苗的根发生类型，鲜有报道，仅见杜勤等[9]曾在《植物生理学通讯》上发表了“广藿香的组织培养和快速繁殖”，提到广藿香的茎节有不定根发生。而其他有关广藿香组织培养的文献仅提及生根方法，或者进一步说明生根率，而未描述根的发生过程及类型。本研究中，除了常见的地下根外，还有一半以上的试管苗先产生气生根，再转变为地下根，而且根系茂密，这种根发生特点在其他种类的植物试管苗诱导过程中也很少有报道，应该引起重视。当然该类型的根在后期驯化过程中是否影响试管苗存活率还有待于评估，也是下一步的研究重点。