西紅花花柱離體培養(yǎng)技術(shù)及培養(yǎng)物特征特性的研究.pdf

1、西紅花(Crocus sativus Linn)為鳶尾科番紅花屬球根類多年生草本植物,屬珍稀藥用植物,也是日用化工染料與食品香料制品的天然原料。在傳統(tǒng)栽培與生產(chǎn)方式下,球莖繁殖系數(shù)和柱頭產(chǎn)量極低,造成資源短缺,價格昂貴。因此,應(yīng)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)以高效生產(chǎn)西紅花藥用組織及活性成分的研究業(yè)已受到人們。的關(guān)注。鑒于西紅花藥用部位僅限柱頭的特殊性,本研究以西紅花的花柱、柱頭和雄蕊為初代培養(yǎng)試驗(yàn)材料,花柱培養(yǎng)物為繼代培養(yǎng)試驗(yàn)材料,對初代培養(yǎng)和繼

2、代培養(yǎng)過程中培養(yǎng)物的增殖生長、器官分化、特征特性的變化及其影響因素進(jìn)行了分析,探討了離體成花、花柱培養(yǎng)物干燥處理及活性成分檢測的優(yōu)化條件,初步建立了以西紅花活性成分生產(chǎn)為目標(biāo)的花柱離體培養(yǎng)技術(shù)體系,主要取得以下實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
　　 ⑴在西紅花初代培養(yǎng)試驗(yàn)中,探討了外植體種類及處理方式、接種方法對培養(yǎng)效果的影響。結(jié)果表明,采用改良的一步滅菌法、適宜的切割方式與接種方式能夠獲得污染少、出愈率高的培養(yǎng)效果；不同發(fā)育階段的花柱都能誘導(dǎo)形成愈

3、傷組織,與柱頭和雄蕊相比,花柱是更為適合的外植體材料。
　　 ⑵在西紅花花柱初代培養(yǎng)過程中,生長素是誘導(dǎo)花柱愈傷組織形成的重要影響因子,在2.0-8.0 mg／L濃度范圍內(nèi),較低濃度的NAA有利于愈傷組織的形成,細(xì)胞分裂素6-BA的作用相對較弱,但與生長素之間具有顯著的互作效應(yīng),在配合使用NAA2.0mg／L與6-BA1.0mg／L的激素條件下出愈率最高,對花柱脫分化形成愈傷組織最為有利；其次,花柱主要形成三種不同類型的愈傷組織

4、,其生長量、色澤、質(zhì)地、均勻性等外觀特性受激素條件的影響比較顯著,在MS+6-BA5.0 mg／L+NAA2.0 mg／L+2,4-D2.0 mg／L培養(yǎng)基中,可獲得生長快、外觀特性良好的愈傷組織,由此初步建立了西紅花花柱誘導(dǎo)愈傷組織的初代培養(yǎng)技術(shù)體系。
　　 ⑶在西紅花花柱初代培養(yǎng)過程中,也發(fā)生了愈傷組織的花器官分化或離體成花。在供試培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件下,雄蕊和花柱表現(xiàn)不同的分化方式,前者直接分化形成花或花器官,后者則首先脫分化

5、形成愈傷組織,再由愈傷組織分化形成花或花器官,而柱頭未見花器官的形成:發(fā)育較為成熟的花柱(A2)作為外植體時,多形成具有柱頭(或柱頭狀結(jié)構(gòu))+花瓣?duì)罱Y(jié)構(gòu)的“完全花”,易于培養(yǎng)離體成花,而幼嫩花柱(A1)則多形成花瓣或花瓣?duì)罱Y(jié)構(gòu),無柱頭或柱頭狀結(jié)構(gòu)的形成,但兩種外植體均無雄蕊或類似結(jié)構(gòu)的形成；細(xì)胞分裂素(6-BA)與生長素(NAA)的激素配比對花器官分化類型起著主要作用,6-BA／NAA較高時有利于柱頭狀結(jié)構(gòu)的形成；在花柱離體成花過程中,

6、NAA的使用效果最好,IBA.次之,2,4-D最差。
　　 ⑷在長期繼代(第6-18代)培養(yǎng)過程中,西紅花花柱培養(yǎng)物出現(xiàn)了多種類型的形態(tài)分化,研究結(jié)果表明其形態(tài)特征與化學(xué)成分的積累具有一定相關(guān)性,并且受激素條件的影響比較顯著,基本確立了花柱培養(yǎng)物中6種主成分產(chǎn)生所需的激素條件；其次,花柱培養(yǎng)物的增殖能力、生長量、外觀特性等,也隨培養(yǎng)次數(shù)的增加呈現(xiàn)不穩(wěn)定性,其中增殖能力大多呈現(xiàn)先下降、后增強(qiáng)的變化趨勢,而外觀特性(顏色、質(zhì)地、均勻

7、性)的變化趨勢呈現(xiàn)不確定性,但在MS+6-BA5.0mg／L+NAA5.0mg／L培養(yǎng)基中,能夠保持其質(zhì)地和器官分化能力的相對穩(wěn)定。
　　 ⑸本研究確定的樣品前處理方法有利于提高西紅花培養(yǎng)物的外觀品質(zhì),烘干前的預(yù)處理溫度對化合物種類和含量具有顯著影響,而在適宜溫度預(yù)處理下烘干溫度的影響相對較小,研究表明80℃預(yù)處理和烘干溫度40℃的干燥條件有利于優(yōu)良感官品質(zhì)的形成。
　　 ⑹試驗(yàn)結(jié)果表明,不同類型的培養(yǎng)物及不同提取方法可

8、分別檢測到各具特征峰的不同化學(xué)成分；在西紅花花柱的高代培養(yǎng)物中含有水溶性多糖、黃酮類、生物堿與酚類、皂苷、鞣質(zhì)、有機(jī)酸、蒽醌類、香豆素與萜類內(nèi)酯、甾體或二萜類等多類化合物,其中總黃酮和多糖含量與天然柱頭之間未檢測到顯著差異；在花柱高代培養(yǎng)物所含的17種以上化學(xué)成分中,至少包含了天然柱頭中的cis-5-tGcrocetin ester(350 nm)、cis-3-Gg crocetin ester(290 nm／200 nm)、Tribu