作者简介:史梦娜(1987—),女,福建福州人,硕士研究生,研究方向应用生化与生化分离工程 通讯作者:张明生(1963—),男,重庆人,教授,博士生导师;E-mail:mshzhang@163.com
贵州大学 生命科学学院,贵州省中药材繁育与种植工程实验室,贵州贵阳 550025
School of Life Sciences, Guizhou Engineering Laboratory of Propagation and Cultivation on Traditional Chinese Medicinal Materials,Guizhou University, Guiyang 550025, China
Premna puberula Pamp.; solution culture; plant growth; Shenxian tofu
备注
作者简介:史梦娜(1987—),女,福建福州人,硕士研究生,研究方向应用生化与生化分离工程 通讯作者:张明生(1963—),男,重庆人,教授,博士生导师;E-mail:mshzhang@163.com
以一年生狐臭柴春枝为插条,于室温下在不同营养液中进行通气培养。通过对不同营养液中培养材料的形态、生理生化以及叶片制成的神仙豆腐的产量品质等指标进行考查。结果 表明:1/10 Hoagland 营养液培养的狐臭柴插枝的叶片可溶性糖和果胶含量以及神仙豆腐产量均较高;1/10 Hoagland+0.05 mg/L NAA 营养液对狐臭柴插枝的根和叶生长均有显著促进作用,用其叶制成的神仙豆腐品质较好。综合各项指标得出结论:通过离体培养狐臭柴枝条获得叶片、制作神仙豆腐,其适宜营养液配方为1/10 Hoagland+0.05 mg/L NAA。
The appropriate conditions of solution culture were optimized by cultivating the annual branches of Premna puberula inspring, and the relevant indices of cultured branches in different solution were investigated, including morphological, physiological,biochemical indices, and yield and quality of Shenxian tofu from leaves. The results show that soluble sugar content, pectin content andShenxian tofu yield were higher in 1/10 Hoagland solution. The growth of cutting plant’s roots and leaves were promoted significantlyand the quality of Shenxian tofu was better in 1/10 Hoagland+0.05 mg/L NAA. The appropriate nutrient solution formula was 1/10Hoagland+0.05 mg/L NAA.
引言
狐臭柴Premna puberula Pamp. 又名神仙豆腐柴、斑鸠占等,属于马鞭草科豆腐柴属的多年生落叶灌木,主要分布于我国华东、中南、西南各省,位于海拔700 ~ 1 800 m 的山坡或路边丛林[1]。狐臭柴是一种药食兼用植物,其根、茎、叶中含有多种药用成分,具有清热解毒、消炎等功效[1-2];叶片中果胶和蛋白质含量高,氨基酸配比合理,矿质元素丰富[3],故用其叶片制作的色泽碧翠、味道鲜美的“神仙豆腐”具有很高的食用价值,在民间备受喜爱[4]。此外,狐臭柴叶片中的果胶和过氧化物酶含量很高[5],其工业价值较大。然而,狐臭柴虽然分布较广,但因其自然繁殖能力差[6],加之生态环境的破坏,其野生资源日益匮乏。为有效开发利用这一资源,人工种植势在必行,而探索其种苗繁殖技术更是当务之急。
近年来,有关豆腐柴属植物的繁殖技术研究逐年增多,但对于狐臭柴的研究甚少。我们在继初步完成狐臭柴组织培养、扦插繁殖技术研究之后[7],开展了狐臭柴溶液培养离体繁殖工作,并就溶液培养对其植株形态、生理生化及叶片神仙豆腐产量品质的影响进行了探索,以期为狐臭柴的快速繁殖和常年利用提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 实验材料狐臭柴Premna puberula Pamp.:采自贵州省务川仡佬族苗族自治县,经贵州大学熊源新教授鉴定。
于早春剪取尚未萌芽的狐臭柴一年生春枝,每段3 ~ 4 节。插枝的上切口剪平,切口离顶部节点3 ~ 5 cm;下切口剪成“V”形,切口距基部节点约7 cm。
1.2 实验方法实验处理设置2 种营养液,即1/10 Hoagland、1/10 Hoagland+0.05 mg/L NAA,以去离子水作对照(CK),在(18±1)℃、光照12 h/d、光照强度27 μmol/(m2·s) 下进行通气培养。培养容器为30cm×20 cm×30 cm 的长方形玻璃缸(外壁用2 层牛皮纸遮光),以泡沫板作为漂浮板,在其上打3×5 个直径0.5 cm 的定植孔,孔间距5 cm,每孔植入1 株狐臭柴枝条。在漂浮板一角预留一孔作为氧气泵通气管入孔。
每隔5 d 测量一次培养枝条的形态指标,10 d更换一次营养液。培养60 d 后取叶片测定生理生化指标及神仙豆腐的产量和品质。含水量采用烘干法测定[8];可溶性总糖含量用蒽酮比色法测定[9];果胶含量用咔唑比色法测定[10]。神仙豆腐依据王世强等[11] 的描述进行制作。
计算方法:平均根长(cm)= 根长总和(cm)/ 总根数;平均根数(条)= 总根数/ 株数;平均叶片数(片)= 总叶片数/ 株数;神仙豆腐产量(g/g)= 神仙豆腐质量(g)/ 叶片鲜重(g);渗水量(mL/100mL)=[ 神仙豆腐渗水体积(mL)/ 制作神仙豆腐用水量(mL)]×100。实验结果采用DPS 统计软件进行分析。
2 结果与分析
2.1 不同培养溶液对狐臭柴形态指标的影响培养5 d 后,对照组和2 个处理组的狐臭柴枝条均开始萌芽,11 d 时的萌芽率均达到100%,且1/10 Hoagland+0.05 mg/L NAA 处理组的插条切口处开始长出白色小颗粒状的愈伤组织。上述结果表明狐臭柴枝条萌芽时间及出芽率不受培养溶液的影响,但含有NAA 的培养溶液可能通过诱导插条基部切口愈伤组织的形成与分化进而影响其生根。
培养37 d 后,对照和处理的枝条均开始生根,58 d 后侧根大量长出(图1),此时对照和处理的生根率均达到100%。不同处理间的插条生根时间没有明显差异,但根数及根长差异显著,因此将根数和根长作为狐臭柴枝条溶液培养生根质量的评价指标(图2 为培养44 d 后根的生长情况)。与对照相比,1/10 Hoagland 营养液能显著促进根长的增加(图3、图4。图中,小写字母表示显著性差异P < 0.05,大写字母表示极显著性差异P < 0.01。下同),NAA 对根数的增加有显著效果(图5)。培养至51 d,1/10 Hoagland+0.05mg/L NAA 营养液中插条的平均根数达到66 条,为1/10 Hoagland 营养液中插条平均根数(24 条)的2.7 倍,是对照(15 条)的4.4 倍。狐臭柴插条生根是先由皮层形成愈伤组织,继而生根,因此,要获得高的生根率,首先应提高插条愈伤组织的形成率。NAA 作为一种植物生长调节剂,能促进细胞分裂和膨大,诱导不定根的形成,从而有效地促进插条生根。
对照和处理的叶片长势也有很大的差异,图6 为培养44 d 后叶片的生长情况。1/10 Hoagland+0.05 mg/L NAA 处理组的叶片数量和面积均优于其它两组(图7、图8)。对照组和1/10Hoagland 处理组的叶片前期长势差异不大,但对照组的叶片在生长后期存在严重的脱落现象,表明狐臭柴叶片的持续生长与养分关系较大。
2.2 不同培养溶液对狐臭柴生理生化指标的影响可溶性糖是植物体内重要的有机物质,其含量高低可客观地反映植物体内不同类型有机物间
的转化关系。从表1 可以看出,1/10 Hoagland 营养液培养的狐臭柴插条,其叶片可溶性糖含量显著高于其它两组; 对照组与1/10 Hoagland+0.05mg/L NAA 处理组的叶片可溶性糖含量差异不显著。产生这一结果的原因是Hoagland 营养液有助于叶片光合同化形成可溶性糖,而NAA 通过消耗部分可溶性糖而促进生根。
果胶是狐臭柴的一种重要化学成分,这也使得狐臭柴具有很高的开发利用价值。从叶片的果胶积累来看,1/10 Hoagland 和1/10 Hoagland+0.05mg/L NAA 营养液处理的叶片果胶含量差异不明显,但均显著高于对照(表1),说明果胶的形成与植株营养状况密切相关,这为人工调控植株果胶产量提供了依据。
虽然含水量是反映植物水分状况的一个重要指标,并直接影响植株的生长,但由于本实验采用溶液培养,因此不同处理的叶片含水量变化不大(表1)。
2.3 不同培养溶液对神仙豆腐产量和品质的影响狐臭柴因其叶片中含有丰富的果胶、营养成分和药效成分,是制作民间特色小吃“神仙豆腐”的理想原料。由表2 和图9 可见,叶片的营养条件对其神仙豆腐产量和品质均有一定的影响,1/10Hoagland 处理的叶片制作的神仙豆腐产量高于其它2 组,但其渗水量相对较高, 且质地不均匀,粗糙;而1/10 Hoagland+0.05 mg/L NAA 处理的叶片制作的神仙豆腐渗水量较低,质地均匀、细腻而富有弹性;对照组叶片制作的神仙豆腐的产量和渗水量与1/10 Hoagland+0.05 mg/L NAA 处理组相近,但软而不易成形,质地不均匀,弹性(韧性)小,易碎。
表2 不同处理叶片制作的神仙豆腐的产量和品质差异
Table 2 The difference both yield and quality of Shenxiantofu in different treatments3 讨 论
溶液培养是一种人工调控的设施栽培技术,不受季节变化的影响,尤其是对仅以鲜叶作为加工“神仙豆腐”原料的狐臭柴而言,采用溶液培养技术就显得更为重要。
正如李琳玲等[12] 关于豆腐柴枝条水培生根的研究结果一样,本实验也得出不同培养溶液对狐臭柴的生根时间和生根率没有明显影响的结论。但房江育等[13] 对冬季豆腐柴水培诱导不定根的研究表明,用1/10 Hoagland 培养液的生根时间最早,根数最多,这可能与选材不同有关,他们选用的插条是冬枝,而本实验用的为春枝。本实验中各组狐臭柴叶片的果胶含量均较低,可能是由于测定时液培植株尚处于幼龄期[14-15]。同时,在实验中发现1/10 Hoagland 处理组枝条100% 萌芽时间晚于其它2 组,原因很可能是由于该处理在培养过程中靠近氧气泵而受到噪音干扰,影响其芽萌发的生理过程[16-17]。此外,本实验只采用了一种生长调节剂(NAA)并只选用了一种浓度水平,结果有一定的局限性,在接下来的工作中,我们将进一步完善营养液配方,并对不同年份的枝条进行更加全面、系统的研究。
- [1] 云南省植物研究所. 云南植物志. 第一卷: 种子植物[M]. 北京: 科学出版社, 1977: 421-422.
- [2] 罗文谦, 王 琳, 鲁绪会, 等. 野生豆腐柴总黄酮及微量元素的测定[J]. 安徽农业科学, 2009, (14): 6429-6430.
- [3] 曹稳根, 蔡 红, 高贵珍, 等. 野生豆腐柴营养成分分析[J].生物学杂志, 2001, (4): 23-24.
- [4] 孟凡应, 吴小龙. 观音豆腐[J]. 安徽林业, 2002, (1): 38.
- [5] 石丽敏, 楼肖成, 郭 勇, 等. 野生豆腐柴资源的开发利用[J]. 安徽农学通报, 2008, (19): 127-129.
- [6] 陈 斌, 杜一新, 李永青, 等. 豆腐柴人工栽培技术[J]. 中国农技推广, 2011, (2): 30-32.
- [7] 徐 利, 史梦娜, 张明生. 狐臭柴扦插繁殖技术初步研究[J].山地农业生物学报, 2011, (1): 82-86.
- [8] 何兴东, 丛培芳, 段争虎, 等. 荒漠植物蒸腾速率的变化与组织含水量的关系[J]. 干旱区资源与环境, 2001, (3): 68-70.
- [9] 张志良, 翟伟菁, 李小芳. 植物生理学实验指导[M]. 第4 版.北京: 高等教育出版社, 2009.
- [10] Bitter T, Muir H. A modified uronic acid carbazole reaction[J].Analytical Biochemistry, 1962, 4(4): 330-334.
- [11] 王世强, 贾 孟. 外界因子对豆腐柴叶豆腐形成的影响[J]. 中国林副特产, 2006, (5): 15-17.
- [12] 李琳玲,曹晓娟,程 华,等. 豆腐柴枝条水培生根的研究[J]. 湖北农业科学, 2010, (1): 123-126.
- [13] 房江育,王世强,方建新, 等. 冬季豆腐柴水培诱导不定根[J]. 中国农学通报, 2008, (11): 244-246.
- [14] 马 俊. 从豆腐柴中提取果胶的工艺研究[J]. 中国食品添加剂,2007, (5): 114-116.
- [15] 刘世彪, 冯运明, 郭荣亮, 等. 豆腐柴叶果胶含量的季节性变化及胶冻加工[J]. 食品工业科技, 2009, (4): 90-92.
- [16] Wang B, Zhao H, Duan C, et al. Effects of cell wall calcium on the growth of Chyrsanthemum callus under sound stimulation[J].Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2002, 25(3): 189-195.

学报简介
中南林业科技大学学报
《中南林业科技大学学报》原名《中南林学院学报》,是中南林业科技大学主办的以林为特色的自然科学学术期刊。该刊1981年创刊,2010变更为月刊,月底出版,国内外公开发行。国际刊号为ISSN 1673-923X,国内刊号为CN43-1470/S。该刊是教育部优秀科技期刊,全国优秀高校学报,湖南省一级期刊。是全国中文核心期刊,中国科学引文数据库来源期刊,中国精品科技期刊,中国科技核心期刊。该刊入编了国内所有的期刊数据库。
主要栏目:林学、生态学、生物科学与技术、植物学、园林、木材科学等。
读者对象:本刊适合于农林院校师生以及农林科研院所、农林管理部门和生产单位的科技和管理人员阅读,也适合于与以上学科和专业有关的其他高校师生和科技人员阅读。