Optimizing Tissue Culture of Anoectochilus roxburghii for a Maximized Content on Effe
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摘要: 为研究金线莲组织培养中有效成分含量积累的有效培养条件，以金线莲试管苗为材料，MS+6-BA 2.0 mg·L-1+NAA 0.2 mg·L-1+KT 1.5 mg·L-1+琼脂7 g·L-1+蔗糖25 g·L-1为基础培养基，采用正交设计试验，研究不同有机添加物、不同活性炭含量、不同光质等对金线莲试管苗生长过程中多糖、总黄酮含量积累的影响。结果表明，影响金线莲多糖、总黄酮含量的顺序为光质>有机添加物>活性炭。光质中蓝光的均值最大，并且蓝光与白光和红光之间具有显著性差异（P < 0.05）；添加物中香蕉泥的均值最大，并且香蕉泥与苹果汁和胡萝卜汁之间具有显著性差异（P < 0.05）；活性炭中浓度为1.0 g·L-1的均值最大，与1.5 g·L-1活性炭对比有显著性差异（P < 0.05）。综合3个因素对金线莲组培苗生长状况和多糖、总黄酮含量的影响，优化金线莲有效成分含量累积的培养条件为MS+6-BA 2.0 mg·L-1+NAA 0.2 mg·L-1+KT 1.5 mg·L-1+琼脂7 g·L-1+蔗糖25 g·L-1+100 g·L-1香蕉泥+1.0 g·L-1活性炭+蓝光。Abstract: Conditions of tissue culture for Anoectochilus roxburghii were optimized to maximize the content of effective substances in the plantlets. The tissues were cultivated in test tubes containing a basal medium of MS+6-BA 2.0 mg·L-1+NAA 0.2 mg·L-1+KT 1.5 mg·L-1+agar 7 g·L-1+glucose 25 g·L-1. Effects of various organic additives, activated carbon additions and light exposures on the accumulation of polysaccharides and total flavonoids during the growth periods of the plantlets were studied using a L9 (34) orthogonal experimental design. It was found that the treatment effects were in the order of:light > additives > activated carbon. The average increases on the target substances by the blue light exposure were significantly higher than those by the white or red light (P < 0.05). The increases by adding banana mud to the basal medium were significantly greater than the addition of either apple juice or carrot juice (P < 0.05). And, the gains by inclusion of 1.0 g·L-1 of activated carbon in the medium were significantly higher than those at 1.5 g·L-1 level (P < 0.05). Thus, it was concluded that an optimal production of polysaccharides and flavonoids in the plantlets could be achieved by a combination of the following ingredients in the medium under blue light:MS+6-BA 2.0 mg·L-1+NAA 0.2 mg·L-1+ KT1.5 mg·L-1+agar 7 g·L-1+glucose 25 g·L-1+banana puree 100 g·L-1+activated carbon 1.0 g·L-1.
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Key words:
- Anoectochilus roxburghii /
- tissue culture /
- polysaccharides /
- flavonoids
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表 1 金线莲不同培养条件正交试验因子水平
Table 1. Levels of orthogonal test on varied conditions for in vitro cultivating A. roxburghii tissue
水平 光质 活性炭/(g·L -1) 有机添加物/(g·L -1) 1 蓝光 0.5 100苹果汁 2 白光 1.0 100香蕉泥 3 红光 1.5 100胡萝卜汁 
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表 2 正交试验结果
Table 2. Results of orthogonal test
组合 光质 活性炭 有机添加物 多糖含量1/% 多糖含量2/% 多糖含量3/% 多糖均值/% 总黄酮含量1/% 总黄酮含量2/% 总黄酮含量3/% 总黄酮均值/% 1 1 1 1 19.12 18.22 18.56 18.63 1.52 1.56 1.48 1.52 2 1 2 2 22.54 22.48 22.36 22.46 1.61 1.68 1.64 1.64 3 1 3 3 19.16 18.40 18.28 18.61 1.48 1.46 1.44 1.46 4 2 1 2 19.46 18.86 18.42 18.91 1.54 1.52 1.58 1.55 5 2 2 3 18.22 18.48 18.26 18.32 1.46 1.50 1.46 1.47 6 2 3 1 17.86 18.42 18.24 18.17 1.40 1.38 1.54 1.44 7 3 1 3 17.24 17.16 16.92 17.10 1.38 1.34 1.36 1.32 8 3 2 1 17.88 17.86 18.20 17.98 1.32 1.28 1.35 1.36 9 3 3 2 17.24 17.46 18.10 17.60 1.43 1.38 1.37 1.39 K1 59.70 54.64 54.78 K2 55.4 58.76 58.97 K3 53.68 54.38 54.03 k1 19.90 18.21 18.26 k2 18.46 19.58 19.65 k3 17.56 18.12 18.01 R1 2.34 1.46 1.64 M1 4.62 4.39 4.32 M2 4.46 4.47 4.58 M3 4.07 4.29 4.25 m1 1.54 1.46 1.44 m2 1.49 1.49 1.53 m3 1.36 1.43 1.42 R2 0.18 0.06 0.11 注：K1、K2、K3分别代表 3因子3水平对金线莲多糖含量的影响，k1、k2、k3分别为K1、K2、K3的平均值，R1为多糖极差；M1、M2、M3分别代表 3因子3水平对金线莲黄酮含量的影响，m1、m2、m3分别为M1、M2、M3的平均值，R2为黄酮极差。
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表 3 金线莲多糖和总黄酮含量主效应方差分析
Table 3. Effects of major factors on polysaccharide and total flavonoids content in A. roxburghii
源 多糖含量主效应方差分析 总黄酮含量主效应方差分析 平方和 自由度 方差 F P 平方和 自由度 方差 F P 光质 25.056 2 12.528 33.359 0.000 0.162 2 0.081 43.524 0.000 活性炭 12.021 2 6.010 16.004 0.000 0.012 2 0.006 3.359 0.055 添加物 14.141 2 7.071 18.827 0.000 0.059 2 0.030 16.013 0.000 误差 7.511 20 0.376 0.037 20 0.002
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表 4 光质、添加物、活性炭统计
Table 4. Estimated marginal means induced by light exposures, additives and AC
光质 添加物/(g·L-1) 活性炭/(g·L-1) 蓝光 白光 红光 苹果汁 香蕉泥 胡萝卜汁 0.5 1.0 1.5 多糖均值 19.902±0.204 18.469±0.204 17.562±0.198 18.262±0.204 19.658±0.204 18.013±0.204 18.218±0.204 19.587±0.204 8.129±0.204 黄酮均值 1.541±0.014 1.487±0.014 1.357±0.014 1.426±0.014 1.528±0.014 1.431±0.014 1.476±0.014 1.487±0.014 1.431±0.014
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表 5 不同光质多重比较
Table 5. Multiple comparisons on exposures of different light sources
(I)光质 (J)光质 均值差值(I-J) 标准误差 显著性(P) 多糖 总黄酮 多糖 总黄酮 多糖 总黄酮 蓝光 白光 1.4333* 0.0544* 0.28889 0.02031 0.000 0.014 红光 2.3400* 0.1844* 0.28889 0.02031 0.000 0.000 白光 蓝光 -1.4333* -0.0544* 0.28889 0.02031 0.000 0.014 红光 0.9067* 0.1300* 0.28889 0.02031 0.005 0.000 红光 蓝光 -2.3400* -0.1844* 0.28889 0.02031 0.000 0.000 白光 -0.9067* -0.1300* 0.28889 0.02031 0.005 0.000 注：*表示在0.05水平上差异显著。下表同。
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表 6 添加物多重比较
Table 6. Multiple comparisons on additives
(I)添加物 (J)添加物 均值差值(I-J) 标准误差 显著性(P) 多糖 总黄酮 多糖 总黄酮 多糖 总黄酮 苹果汁 香蕉泥 -1.3956* -0.1022* 0.28889 0.02031 0.000 0.000 胡萝卜汁 0.2489 -0.0056 0.28889 0.02031 0.399 0.787 香蕉泥 苹果汁 1.3956* 0.1022* 0.28889 0.02031 0.000 0.000 胡萝卜汁 1.6444* 0.0967* 0.28889 0.02031 0.000 0.000 胡萝卜汁 苹果汁 -0.2489 0.0056* 0.28889 0.02031 0.399 0.787 香蕉泥 -1.6444* -0.0967* 0.28889 0.02031 0.000 0.000
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表 7 活性炭多重比较
Table 7. Multiple comparisons on activated carbon additions
活性炭/(g·L-1) (J)活性炭/(g·L-1) 均值差值(I-J) 标准误差 显著性(P) 多糖 总黄酮 多糖 总黄酮 多糖 总黄酮 0.5 1.0 -1.3689* -0.0022 0.28889 0.02031 0.000 0.914 1.5 0.0889 0.0444* 0.28889 0.02031 0. 761 0.041 1.0 0.5 1.3689* 0.0022 0.28889 0.02031 0.000 0.914 1.5 1.4578* 0.0467* 0.28889 0.02031 0.000 0.033 1.5 0.5 -0.0889 -0.0444* 0.28889 0.02031 0.761 0.041 1.0 -1.4578* -0.0467* 0.28889 0.02031 0.000 0.033
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[1] 黄瑞平, 黄颖桢, 陈菁瑛, 等.不同月龄金线莲多糖和总黄酮含量的比较[J].热带生物学报, 2012, 3(2):174-176. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HNNX201202019.htm [2] 杨翠芹, 秦耀国, 曾富春, 等.不同培养条件对金线莲多糖与总生物碱含量的影响[J].中国农学通报, 2010, 26(23):259-262. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=ahnykx200933074 [3] 牛蓓, 傅华龙, 卿人韦, 等.温度对组培金线莲生理生化影响的研究[J].四川大学学报, 2004, 41(4):842-844. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YRDT200003010.htm [4] 秦朋. 金线莲遗传多样性和有效成分分析[D]. 福州: 福建农林大学, 2013. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10389-1013327057.htm [5] 关環, 王春兰, 郭顺星, 等.福建金线莲总黄酮提取工艺的研究[J].中国药学杂志, 2008, 43(21):1615-1617. doi: 10.3321/j.issn:1001-2494.2008.21.005 [6] 郭捷华. 白马山金线莲组培快繁关键技术研究及其药用成分比较[D]. 福州: 福建农林大学, 2015. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10389-1015377572.htm [7] MARKOVSKA Y K, DIMITROV D S. The effect of leaf age on gas exchange and malate accumulation in C3-CAM plant Marrubium frivaldszkyanum(Lamiaceae)[J]. Photosynthetica, 2001, 39:191-195. doi: 10.1023/A:1013718806674 [8] KOWALLIK W. Blue light effects on respiration[J]. Annual reciew of Plants Physiology, 1982, 33:51-72. doi: 10.1146/annurev.pp.33.060182.000411 [9] KOWALLIK W. Blue light effects on carbohydrate and protcin metabolism[M]. Senger H ed. Blue Light Responses: Phenomena and Occurrence in Plants and Microorganisms(Vol 1). Boca Raton Florida: CRC Press, 1987: 7-16. [10] 范桂枝, 詹亚光, 王博, 等.光质、光周期对白桦愈伤组织生长和三萜质量分数的影响[J].东北林业大学学报, 2009, 37(1):1-3. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dblydxxb200901001 [11] 王智杰. LED光质对金线莲组培苗形态及生理特征的影响[D]. 福州: 福建农林大学, 2015. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10389-1015376003.htm [12] 林小苹, 赖钟雄.不同光质对铁皮石斛原球茎增殖及有效成分含量的影响[J].热带作物学报, 2015, 36(10):1796-1801. doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2015.10.012 [13] 高亭亭, 斯金平, 朱玉球, 等.光质与种质对铁皮石斛种苗生长和有效成分的影响[J].中国中药杂志, 2013, 37(2):198-201. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-ZJNX201508017.htm [14] 徐茂军, 朱睦元, 顾青.发芽大豆中异黄酮积累的光诱导作用研究[J].中国粮油学报, 2003(1):74-77. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=zglyxb200301019 [15] 赵德修, 李茂寅, 邢建民, 等.光质、光强和光期对水母雪莲愈伤组织生长和黄酮生物合成的影响[J].植物生理学报.1999, 25(2):127-132. https://www.wenkuxiazai.com/doc/31f3b9a0aeaad1f346933f6a-2.html [16] 任锦, 郭双生, 沈锡赜.LED光质对紫背天葵挥发油和酚类成分积累的影响[J].载人航天, 2014(4):386-392. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zrht201404018 [17] 朱旭丹, 叶岚, 许建香, 等.不同光质对布朗葡萄藻生长、有机物质积累的影响[J].生物过程, 2013, 6(2):17-22. https://www.hanspub.org/journal/articles.aspx?searchCode=%e9%bb%84%e7%ab%8b%e5%ae%8f&searchField=authors&page=3 [18] 郝俊江, 陈向东, 兰进.光质对灵芝生长与灵芝多糖含量的影响[J].中国中药杂志, 2010, 35(17):2242-2245. http://www.cqvip.com/QK/95973X/201118/39300774.html [19] 刘敏玲. LED不同光质对金线莲生理特征及品质的影响[D]. 福州: 福建农林大学, 2013: 43-48. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10389-1013326744.htm [20] 黄晓梅.植物组织培养[M].北京:化学工业出版社, 2013:21. [21] 甘艳, 莫开敏, 廖仁财.不同活性炭成分对香樟组织培养的影响[J].内蒙古林业调查设计, 2017, 40(1):89-91. http://mall.cnki.net/magazine/Article/HNNK201007006.htm [22] 王景飞, 戚华莎, 潘梅, 等.淮山组织培养的多因子正交试验研究[J].园艺与种苗, 2015(11):7-8, 21. http://www.cqvip.com/QK/71121X/201511/667166581.html [23] 甘勇辉, 郑加协.添加物对金线莲离体培养生长量的影响[J].漳州职业技术学院学报, 2011, 13(4):30-34. http://mall.cnki.net/magazine/Article/WSSZ201306005.htm [24] 胡佳丽, 戚正华, 马美兰, 等.铁皮石斛种子组织培养条件的优化[J].浙江农业学报, 2015, 27(8):1399-1402. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-ZJNB201508016.htm [25] 段文武, 蒋祖丰, 伍芬桂, 等.蝴蝶兰组织培养褐化抑制研究[J].现代农业科技, 2017(14):137-138, 140. doi: 10.3969/j.issn.1007-5739.2017.14.089 -
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