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Botanical Research
Vol.06 No.03(2017), Article ID:20692,5 pages
10.12677/BR.2017.63018

The Effects of Brassinosteroid on Growth and Physiological Properties of Platycodon grandiflorum Seedlings in Tissue Culture

Minghua Luo1,2, Weilong Kang1, Di Yang1, Bing Gu3, Lijuan Zou1, Zhangshu Jing3

1College of Life Science and Technology, Mianyang Normal University, Mianyang Sichuan

2Ecological Security and Protection Key Laboratory of Sichuan Province, Mianyang Sichuan

3Sichuan Tongxing Natural Phyto-Pharmaceutical Co., Ltd., Zhongjiang Sichuan

Received: May 5th, 2017; accepted: May 23rd, 2017; published: May 26th, 2017

ABSTRACT

In this study, the effects of Brassinosteriod (BR) on growth and physiological properties of Platycodon grandiflorum seedlings were conducted by adding exogenous BR in the root inducing medium, and the concentration of exogenous BR is 0, 0.025, 0.05, 0.10, 0.20, 0.40 mg/L. The results showed that the number of adventitious root and node, chlorophyll content, activity of POD and SOD in P. grandiflorum seedlings were increased first and then decreased, and the maximum value in 0.1 mg/L treatment, respectively. Obviously, BR application could significantly increase the chlorophyll content, the resistance of the P. grandiflorum leaves, and cultivate the health and strong seedlings in the 0.1 mg/L treatment. The results provided theoretical foundation in seedling culture of P. grandiflorum.

Keywords:Seedlings of Platycodon grandiflorum, Brassinosteroid, Growth, Physiological Properties

油菜素内酯对桔梗组培幼苗生长 和生理特性的影响

罗明华1,2，康卫龙1，杨迪1，顾冰3，邹利娟1，敬章书3

1绵阳师范学院生命科学与技术学院，四川 绵阳

2生态安全与保护四川省重点实验室，四川 绵阳

3四川同兴天然植物药业有限公司，四川 中江

收稿日期：2017年5月5日；录用日期：2017年5月23日；发布日期：2017年5月26日

摘 要

本文研究了生根培养基中添加不同浓度的油菜素内酯(BR)对桔梗组培幼苗生长和生理特性的影响，外源BR的浓度为0, 0.025, 0.05, 0.10, 0.20, 0.40 mg/L。结果表明：幼苗不定根的条数、幼苗节数、叶绿体色素含量、POD和SOD活性均随BR浓度的增加呈先增高后降低趋势，在0.10 mg/L处理达到最大值，说明该处理有利于培养健壮幼苗，提高叶绿素含量和增强幼苗的抗性。

关键词 :桔梗幼苗，油菜素内酯，生长，生理特性

Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc.

This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).

http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

1. 引言

油菜素内酯(Brassinosteriod, BR)是一种甾醇类植物激素，广泛存在于植物中。研究发现，BR可以促进水稻、火炬松、巨桉等胚性细胞的诱导和分化 [1] [2] ，外施可提高农作物产量、提高植物的抗逆性 [3] [4] 。桔梗Platycodon grandiflorum (Jacq.) A. DC.为桔梗科多年生草本植物，根供药用，主治咳嗽痰多胸闷不畅，咽痛音哑，肺痈吐脓等症 [5] 。在桔梗组织培养和工厂化育苗过程中，我们研究了BR对桔梗组培苗生长和生理特性的影响，为其在组织培养中和其它方面的应用提供必需的基础资料。

2. 材料与方法

2.1. 试验材料

桔梗种子购内蒙古赤峰市喀喇沁旗，为内蒙古赤峰市喀喇沁旗牛营子镇栽培的农家品种。经罗明华教授鉴定为桔梗P. grandiflorum (Jacq.) A. DC.。以种子萌发无菌苗的叶片为外植体，诱导成愈伤组织，再分化成丛生不定芽。以此为试验材料。

2.2. 试验方法

2.2.1. 桔梗组培苗生根和幼苗生长实验

以1/2MS + 0.5 mg/L IAA为基础，同时加入0、0.025、0.05、0.10、0.20、0.40 mg/L的油菜素内酯(BR)，化学结构见图1。然后加入蔗糖30 g/L，琼脂8.0 g/L，调节pH为5.8~6.5。将待生根的不定芽接种养基上，在温度25℃，光照强度1200 lx，光周期每天12 h条件下培养。每个处理接种15瓶，每瓶5个芽，3个重复。25天后对生长的每个不定芽形成生根数、节间记录。

2.2.2. 幼苗生理特性实验

在培养30天后，待植株叶片有3对时，取第二对展开成熟的叶片为实验材料。叶绿素含量按李合生 [6] 的方法测定；POD活性测定按Omran的方法 [7] 测定；SOD活性参照邵从本等的NBT光还原法 [8] 测定。

Figure 1. Chemical structural formula of Brassinosteriod

图1. 油菜素内脂的化学结构

2.2.3. 数据分析方法

数据用SPSS.19统计软件进行数据分析。

3. 实验结果与分析

3.1. 油菜素内酯对桔梗幼苗生长的影响

从表1可以看出，在桔梗丛生芽根生长方面，随着油菜素内酯浓度的升高，生根条数呈现出先升高，后降低的趋势，在浓度为0.1 mg/L时，生根条数达到4.12条，为最多，而根长则随着浓度的升高而明显下降，说明BR促进丛生芽分化为不定根，但在根分化伸长的过程中又具有抑制伸长作用；在茎生长方面，与CK相比，株高的变化不显著，但每苗的节数随着油菜素内酯浓度的升高，呈现出先升高，后降低的趋势，与生根条数相似，在浓度为0.1 mg/L时，节数最密，平均为4.76节。就每苗生物量而言，也是在BR为0.1 mg/L时，达到最高，与CK的差异显著(p < 0.05)。

3.2. BR对桔梗叶片叶绿素体色素含量的影响

叶绿素体色素含量是幼苗生长是否健壮的重要生理指标。由表2可知，桔梗幼苗叶片的叶绿体色素含量均随BR浓度的增加呈先升高后降低趋势，叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和叶绿素a + b均在BR为0.1 mg/L处理达最大值，分别比CK提高了29.51%、32.64%、24.41% 和30.13%，差异显著。

3.3. 油菜素内酯对桔梗组培幼苗POD和SOD活性的影响

POD和SOD活性的大小能表征桔梗组培幼苗抗逆性的强弱。由图2可知，桔梗组培幼苗的POD活性基本随BR浓度的增加呈先升高后降低趋势。低浓度0.025 mg/L处理与CK相比，活性提高4.46%，差异不显著；POD活性在BR0.1 mg/L处理时最大活性提高35.87%，差异极显著；在0.4 mg/L处理时最小，低于CK，差异显著。SOD活性的变化趋势与POD活性相似，在BR0.1 mg/L时达最大值，且与CK差异显著。两种抗氧化酶活性变化的结果表明：在较低浓度能够促进桔梗的抗氧化物酶活性提高，达到一定值后，浓度提高反而抑制其活性。

4. 讨论和结论

BR对于促进植物生长发育，有极高生理活性 [9] 。由于与细胞中的H+-ATPase活性以及细胞骨架中

Table 1. The effects of BR on growth of Platycodon grandiflorum seedlings in tissue culture (, n = 3)

表1. 油菜素内酯对桔梗组培幼苗生长的影响(, n = 3)

注：同列不同小写字母表示0.05显著水平。

Table 2. The effects of BR on chlorophyll content of Platycodon grandiflorum seedlings in tissue culture (, n = 3)

表2. 油菜素内酯对桔梗组培幼苗叶绿体色素含量的影响(, n = 3)

注：同列不同小写字母表示0.05显著水平。

(a) POD活性变化 (b) SOD活性变化

Figure 2. The effects of BR on POD and SOD of Platycodon grandiflorum seedlings in tissue culture (, n = 3)

图2. 油菜素内酯对桔梗组培幼苗POD和SOD的影响(, n = 3)

微管及微管蛋白对细胞壁的作用等有关 [10] ，BR能促进植物细胞的分裂与伸长 [11] ，闫慧芳、李启任等 [2] [12] 研究结果表明，油菜素内酯处理能促进能提高巨桉组培幼苗的生根率，同时可以抑制根长，本研究也表明可以增加不定根的条数，但根长减小。钟妍婷 [4] 等研究表明，油菜素内酯处理能提高谷子生物量和株高，本研究表明，同样可以提高桔梗组培苗的生物量，所不同的是，株高的增加不显著，但节间缩短，节数增加，说明其壮苗作用明显。

叶绿体色素的含量是植物光合作用的基础，BR既能保持叶片中较高的叶绿素含量水平，又能提高光合产物的运输速率 [13] 。本研究结果表明，BR为0.1 mg/L处理时，叶绿体色素的含量增加显著，从而提高光合效率，为培育壮苗打下良好基础。

POD和SOD是植物体内两种重要的抗氧化酶，其活性提高可以提高植株的抗逆性。本研究结果表明，桔梗组培苗的POD和SOD活性基本随BR浓度的增加呈先升高后降低趋势，在BR 0.1 mg/L处理时明显增强POD和SOD活性。本研究的结果与前人相似，但在处理的浓度上存在明显的差异，说明不同物种之间，或同种不同品种间存在差异 [4] [14] 。

综合各方面因素考虑，在桔梗组培苗培养基中添加0.10 mg/L的BR，促进生根，增加生物量和幼苗节数，提高叶绿体色素含量，明显提高幼苗的POD和SOD活性，增强其抗氧化能力。外观上，该处理的植株叶色浓绿、健壮。说明BR的壮苗作用明显，值得在桔梗和其他作物组培育苗中使用。

基金项目

四川省科技计划项目(编号：2014FZ0057)；绵阳师范学院科研启动费(编号：QD2014A001)；四川省大学生创新创业训练项目(编号：201610639001)。

文章引用

罗明华,康卫龙,杨迪,顾冰,邹利娟,敬章书. 油菜素内酯对桔梗组培幼苗生长和生理特性的影响
The Effects of Brassinosteroid on Growth and Physiological Properties of Platycodon grandiflorum Seedlings in Tissue Culture[J]. 植物学研究, 2017, 06(03): 134-138. http://dx.doi.org/10.12677/BR.2017.63018

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