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外源褪黑素对离体培养虎杖生长的影响

作者：张来军贾敬芬王凤琴等

来源：《江苏农业科学》2015年第08期

摘要：研究不同浓度外源褪黑素[N-acetyl-5-methoxytryptamine，即melatonin（MEL）]对

离体培养虎杖茎生长、根分化的影响。在培养基中分别添加3、6、12、24μmol/LMEL，观察

其对扦插的虎杖外植体生长的影响，并用相应浓度的IAA（indole-3-aceticacid）作对照。结果

表明，各种浓度的MEL对虎杖的生长都产生明显影响，低浓度的MEL（3、6μmol/L）有助

于茎、根的生长，其中在6μmol/LMEL作用下根长、根数、茎高、叶面积、生根率均达到最

大或较大值；高浓度MEL（24μmol/L）对虎杖生长有抑制作用。由结果可以看出，MEL可以

调节离体培养虎杖的生长，其对虎杖生长的促进作用与IAA类似。

关键词：褪黑素；IAA；虎杖；组织培养；离体培养

中图分类号：Q946.885+.9；S567.23+9.043文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2015）08-0058-03

自1995年在植物体中发现褪黑素[N-acetyl-5-methoxytryptamine，即melatonin（MEL）][1]

后，植物体内褪黑素的功能成为众多学者研究的热点，迄今为止研究已经取得了很大进展，但

是褪黑素在植物中作用的详细机制还须要进一步研究。关于MEL的最初研究集中于对不同植

物及植物的不同器官含量的测定[2-3]，随后一些报道揭示，MEL可能作为一种抗氧化剂存在

于细菌、真菌、植物[4-6]中。王英利等发现，外源MEL对增强UV-B辐射下生长的绿豆有防

护作用[7]。Lei等以胡萝卜悬浮细胞为材料进行试验表明，加入外源MEL降低了低温胁迫下

细胞的凋亡[8]。Zhao等报道，MEL提高了低温胁迫下大花红景天（Rhodiolacrenulata）愈伤

组织的存活率[9]。一些研究还发现，MEL对植物生长有促进作用[10]。用外源MEL处理贯

叶连翘，促进了根的形成[11]；Arnao等用高浓度MEL短期处理羽扇豆（LupinusalbusL.）的

下胚轴、子叶，发现MEL可以促进下胚轴形成不定根，子叶也显著扩展[12-13]。由于MEL

结构类似于IAA，是一种吲哚类化合物，利用离体培养体系研究外源MEL对植物生长的影

响，是方便的研究体系，也为阐明植物体内MEL的生理功能提供了更多的科学证据。虎杖

（PolygonumcuspidatumSieb.etZucc.）为多年生蓼科草本植物，主要分布于秦岭以南地区，以

根或根茎入药，其主要有效成分是芪类化合物、蒽醌类化合物，其中芪类化合物主要包括白藜

芦醇、白藜芦醇苷。白藜芦醇及其苷类是具有多种药理作用的活性化合物，能够抑制细胞和组

织癌变、降血脂、抑菌、抗氧化、抗病毒、增强机体免疫力，还是一种安全的天然植物雌激

素，广泛应用于临床医疗及保健业[14]。将MEL应用于虎杖的扦插培养，可以揭示MEL在植

物组织培养过程中对生长可能起到的调节作用，也可为虎杖的组织培养提供新方法。本试验将

离体培养的虎杖分别置于附加不同浓度的MEL培养基上培养，并用相应浓度的IAA作对照，

观察MEL对离体培养的虎杖茎生长、根分化的影响。

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材料与方法1

试验材料1.1

虎杖外植体取自西北大学生命科学学院果园，经鉴定为虎杖（P.cuspidatum）。取当年新

生虎杖的带叶茎段，流水冲洗6～10h后用75%乙醇处理10～15s，分别用无菌水冲洗1～2

次、0.2%氯化汞溶液消毒5～7min、无菌水冲洗3～4次，然后在无菌条件下剪掉叶片，剪成

1cm长茎段（留1个腋芽），接种于附加0.1mg/L6-BA、1mg/LGA3、0.5mg/LIBA的MS

培养基上进行培养。培养条件：温度（25±2）℃，相对湿度60%～75%，人工光照12～14

h/d，光照度30μmol/（m2·s）