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本实验以铁皮石斛Dendrobium candidum Wall.ex Lindl.为研究对象,从植物组织培养入手,首先建立其离体再生系统,优化离体培养的各种因素,为进行纳米材料添加实验提供充足的、生长旺盛的实验材料。在此基础上,依据纳米材料的特殊性能,采用纳米二氧化钛(TiO2)和纳米二氧化硅(SiO2)两种纳米材料作为添加剂,在铁皮石斛不同培养阶段,分别添加不同浓度的纳米TiO2、纳米SiO2及纳米TiO2-SiO2组合,探讨了无机纳米材料对铁皮石斛离体培养的影响,为培育高效、高产铁皮石斛药材提供技术参考。主要研究成果如下: 1.铁皮石斛离体再生系统的建立 选取铁皮石斛的带节茎作为外植体进行离体培养,通过比较基本培养基、植物激素、添加物等影响因子,筛选出铁皮石斛离体再生的最佳培养基。研究表明:铁皮石斛侧芽萌发的最佳培养基为N6+BA1mg/L+NAA0.1mg/L+7%马铃薯汁;丛芽诱导及增殖的最佳培养基为N6+BA1mg/L+NAA0.5mg/L+20%马铃薯汁;以丛生幼芽作为外植体在MS+BA2mg/L+NAA0.5mg/L培养基上诱导拟圆球茎效果较好,MS+NAA1mg/L较适于拟圆球茎增殖,MS+BA2mg/L+NAA0.2mg/L对拟圆球茎分化效果较好;试管苗壮苗生根的最佳培养基为N6+BA0.1mg/L+NAA0.2mg/L+10%马铃薯汁+20%香蕉汁+0.3%活性炭;选用树皮和碎木块组合(1:1),上覆1cm厚的水苔作为移栽基质,幼苗成活率可达95%以上。 2.纳米TiO2对铁皮石斛离体培养的影响 纳米TiO2对铁皮石斛侧芽及丛芽的诱导有较明显促进作用,可显著提高侧芽(丛芽)诱导率及出芽数(增殖倍数)。但纳米TiO2对侧芽(丛芽)和小苗的生长有抑制作用,且随着剂量的增加抑制作用增强,浓度在5g/L及以上时,植株明显矮小、黄化,并诱导产生很多难以分化的淡黄色愈伤组织,小部分苗产生变异现象。 3.纳米SiO2对铁皮石斛离体培养的影响 纳米SiO2对铁皮石斛侧芽(丛芽)诱导及小苗的生长均有显著促进作用,苗的生长情况较对照明显好转,但纳米SiO2不同浓度对离体培养的作用不同。纳米SiO2在5g/L时对侧芽及丛芽诱导促进效果较明显,既可显著提高侧芽(丛芽)诱导率及出芽数(增殖倍数),又对侧芽(丛芽)的生长有一定的促进作用。随着添加浓度的增加,纳米SiO2促进发芽的作用逐渐减弱,对小苗或小芽生长的促进作用不断增强。当纳米SiO2在20g/L时对侧芽(丛芽)的诱导无显著促进作用,但可极显著促进侧芽(丛芽) 及试管苗的生长。在实验过程中随着添加剂量的增加,未发现纳米SiO2对试管苗产生毒害作用。 4.纳米TiO2-SiO2组合对铁皮石斛离体培养的影响 选用低浓度的纳米TiO2(5g/L)和纳米SiO2(5g/L)组合,即可显著提高侧芽及丛芽的发芽数,又可促进芽的生长,较适宜侧芽及丛芽诱导阶段,两者5~10g/L的4个浓度组合均对试管苗壮苗生根有抑制作用,不适于壮苗生根阶段使用。