張桂芳，閆小巧，王艷，李一凡，林穎，賴小平,2

(1.廣州中醫(yī)藥大學 中藥學院，廣東 廣州 510006; 2.東莞廣州中醫(yī)藥大學 中醫(yī)藥數(shù)理工程研究院，廣東 東莞 523000)

?

天然藥物化學

稀土元素鑭、鈰對鐵皮石斛組培苗生長影響的研究

張桂芳1，閆小巧1，王艷1，李一凡1，林穎1，賴小平1,2

(1.廣州中醫(yī)藥大學 中藥學院，廣東 廣州 510006; 2.東莞廣州中醫(yī)藥大學 中醫(yī)藥數(shù)理工程研究院，廣東 東莞 523000)

目的 探討添加稀土元素鑭、鈰對鐵皮石斛組培苗以及移栽后鐵皮石斛苗的生長的影響，尋找能顯著促進鐵皮石斛生長發(fā)育的稀土元素，以獲得品質(zhì)優(yōu)良的鐵皮石斛苗。方法 以鐵皮石斛小苗為外植體，通過添加不同濃度硝酸鑭、硝酸鈰的培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)，并對其性狀特征、生理活性、移栽后生長狀況等進行統(tǒng)計比較研究。結(jié)果 通過90 d的培養(yǎng)后，添加稀土元素組別的鐵皮石斛的鮮質(zhì)量、根數(shù)、株高、葉綠素含量均高于空白組，分蘗數(shù)低于空白組，而且隨著硝酸鑭和硝酸鈰濃度的增高，鐵皮石斛組培苗的鮮質(zhì)量、株高、根數(shù)、葉綠素含量基本呈遞增的趨勢，分蘗數(shù)呈遞減的趨勢，硝酸鈰濃度為40 mg/L時，其鮮質(zhì)量、根數(shù)、株高最大，分蘗數(shù)最少；鐵皮石斛移栽培養(yǎng)30 d后，稀土元素組比空白組中的存活率和抽芽率高，硝酸鈰為40 mg/L時其生長情況最佳；一定濃度的稀土元素La、Ce能增強鐵皮石斛組培苗的T-SOD酶、CAT酶活性和根系活力，添加10.0～40.0 mg/L La3+，SOD酶活性和CAT酶活性均呈現(xiàn)先增后降的趨勢；添加10.0～40.0 mg/L Ce3+，SOD酶活性逐漸增強，但CAT酶活性在Ce3+10～30.0 mg/L時逐漸增強，40.0 mg/L時又稍下降；添加10.0～40.0 mg/L La3+，根系活力呈先增后降的趨勢，10～30.0 mg/L時根系活力逐漸上升，40.0 mg/L時略有下降；添加10.0～40.0 mg/L Ce3+，根系活力逐漸上升，40.0 mg/L時最高。結(jié)論 稀土元素鑭、鈰對鐵皮石斛組培苗的生長及T-SOD酶、CAT酶活性和根系活力均有較顯著的影響,本文結(jié)果為鐵皮石斛組培苗的壯苗以及品質(zhì)的提高提供了依據(jù)。

鐵皮石斛； 稀土元素； T-SOD酶活性； CAT酶活性； 根系活力

鐵皮石斛來源于蘭科石斛屬植物鐵皮石斛DendrobiumofficinaleKimura et Migo的干燥莖，是傳統(tǒng)名貴藥材，具有益胃生津、滋陰清熱等功效[1]。鐵皮石斛自然繁殖力極低，野生資源瀕危。為解決其藥材資源短缺問題，許多科研人員對鐵皮石斛進行了組培快繁研究，在種子萌發(fā)、原球莖生長及壯苗的影響因素等方面取得了一定的進展[2-4]，主要采用植物生長調(diào)節(jié)劑、有機添加物等來促進鐵皮石斛的生長發(fā)育，雖然效果明顯，但仍存在組培苗出瓶前易封頂、抗逆性差等問題[5]，導致移栽后長勢較差、病害較為嚴重。因此，有必要探討新的組培方法和適宜的培養(yǎng)基配方，以解決此問題。某些稀土元素具有一定的生理活性，它對植物生根、發(fā)芽、種子萌發(fā)、葉綠素的增加和光合作用等都有一定的影響[6-9]，適當濃度稀土元素能夠促進植物對養(yǎng)分的吸收、轉(zhuǎn)化和利用等，有利于改善品質(zhì)、提高產(chǎn)量。稀土在農(nóng)業(yè)上主要作為微量元素肥料，具有促進農(nóng)作物增產(chǎn)、增強植物抗逆性、改善農(nóng)作物品質(zhì)的特殊性能[10-11]，在農(nóng)業(yè)領域中的應用逐漸廣泛深入。

本文以野生鐵皮石斛種子離體無菌萌發(fā)苗為對象，探討不同濃度稀土元素鑭(La)、鈰(Ce)對鐵皮石斛試管苗離體生長的影響，并從超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)活性等生理特性方面初步闡明內(nèi)在機理，為鑭(La)、鈰(Ce)在鐵皮石斛組織培養(yǎng)中的合理利用提供依據(jù)。

1 儀器與材料

1.1 材料

野生鐵皮石斛果實采自福建省連城冠豸山，經(jīng)廣州中醫(yī)藥大學劉軍民教授鑒定為鐵皮石斛DendrobiumofficinaleKimura et Migo的果實。經(jīng)常規(guī)消毒后將種子接種到1/2 MS附加培養(yǎng)基上培養(yǎng)獲得試管苗，在經(jīng)過3個月的培養(yǎng)后，選擇長勢相近、株高為2～3 cm左右的試管苗作為供試材料。

1.2 試劑

6-芐氨基嘌呤(6-BA，上海伯奧生物科技有限公司)；α-萘乙酸(NAA，廣州市齊云生物技術(shù)公司)；硝酸鈰、硝酸鑭(分析純，天津市科密歐化學試劑有限公司)；蔗糖(成都市科龍化工試劑廠)；瓊脂粉(北京康倍斯科技有限公司)；HCl(北京化工廠)；NaOH(天津市大茂化學試劑廠)；香蕉(市售海南香蕉)；常規(guī)1/2 MS培養(yǎng)基藥品及其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.3 儀器

ZHJH-C1109B超凈工作臺(上海智城分析儀器制造有限公司)；JZ-100-B接種器具消毒器(上海稼豐園藝用品有限公司)；SQ810C立式壓力蒸汽滅菌器(重慶雅馬拓科技有限公司)；A390型紫外可見分光光度計[翱藝儀器(上海)有限公司]。

2 方法

2.1 培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件

基本培養(yǎng)基為1/2 MS培養(yǎng)基，附加6-BA 0.1 mg/L、NAA 0.2 mg/L、瓊脂7 g/L、蔗糖30 g/L、3%活性炭等，并根據(jù)不同的要求添加不同濃度的硝酸鑭、硝酸鈰(硝酸鑭用La3+表示，硝酸鈰用Ce3+表示)等。每一處理均同時接種45株，且每組重復3次；90 d后每組隨機抽取15株試管苗分別進行稱重，記錄其根數(shù)、分蘗數(shù)、株高和生長狀況，并對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

培養(yǎng)條件：培養(yǎng)溫度(25±2)℃，光照時間12 h/d，光照強度為1 000～1 500 lx。

2.2 葉綠素含量測定

取新鮮鐵皮石斛組培苗葉片，采用丙酮法[12]測定葉綠素含量，每組隨機測10株。以體積分數(shù)95%乙醇為空白對照，分別測定665、649 nm處的吸光度，并計算葉綠素含量。

2.3 生理指標測定方法

每個處理組隨機選取10株進行生理指標測定，超氧化物歧化酶(SOD)活性采用黃嘌呤氧化酶法(羥胺法)測定(南京建成生物工程研究所T-SOD測試盒)，過氧化氫酶(CAT)活性用鉬酸銨法進行測定(南京建成生物工程研究所CAT測試盒)；根系活力(四氮唑還原強度)采用TTC法測定[13]。

2.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel和IBM SPSS22.0統(tǒng)計軟件處理，組間差異顯著性采用鄧肯氏新復極差法(Duncan′s multiple range test)進行多重比較檢驗。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同質(zhì)量濃度稀土元素La、Ce對鐵皮石斛試管苗生長的影響

不同質(zhì)量濃度稀土元素La、Ce對鐵皮石斛試管苗生長的影響見表1和圖1～圖2。結(jié)果表明，添加La3+、Ce3+試驗組的鐵皮石斛苗鮮質(zhì)量均高于空白組，且隨著La3+和Ce3+質(zhì)量濃度的增高，基本呈遞增趨勢。La3+、Ce3+質(zhì)量濃度均為40 mg/L時，鮮質(zhì)量明顯增加；通過比較鐵皮石斛試管苗株高發(fā)現(xiàn)(圖1～圖2)，空白組與La、Ce組株高差異均有統(tǒng)計學意義，隨著La3+、Ce3+質(zhì)量濃度的增高，株高遞增；La3+、Ce3+質(zhì)量濃度在40 mg/L時，株高增加更為明顯；稀土元素La、Ce對鐵皮石斛的分蘗數(shù)也有一定的影響，空白組的鐵皮石斛試管苗長勢一般，分蘗數(shù)多，矮小，莖稈纖細，葉片狹小，顏色淺綠，添加La3+、Ce3+組的小苗，分蘗數(shù)較少，并隨質(zhì)量濃度的增加分蘗數(shù)遞減，苗高且莖稈粗壯，葉片較大，顏色鮮綠；說明La、Ce在一定程度上可以抑制鐵皮石斛組培苗分蘗數(shù)，從而單株小苗所獲得和吸收的營養(yǎng)物質(zhì)較多，長勢更好(圖1～圖2)。隨著La3+、Ce3+質(zhì)量濃度的提高，試管苗根數(shù)基本呈遞增趨勢?？瞻捉M小苗的根長較短，大多為2～3 cm，根數(shù)目較少，淺綠色，較細長，容易斷裂(如圖1 a)。隨著La3+、 Ce3+質(zhì)量濃度的增加，其根數(shù)目增加，根長大多為5～6 cm，最長可達8 cm，綠色，根較粗，部分露白，有韌性，不易折斷。

表1 不同質(zhì)量濃度稀土元素La、Ce對鐵皮石斛試管苗生長的影響

組別ρ(La3+)/(mg·L-1)ρ(Ce3+)/(mg·L-1)鮮質(zhì)量/g株高增長量/cm分蘗數(shù)根數(shù)整體生長狀況評價1(對照組)0031.55±0.77a2.30±0.15a7.05±0.61d1.97±0.31a+210035.04±0.98b2.84±0.10ab6.22±0.26c2.41±0.18a++320035.00±0.43b3.06±0.23ab5.63±0.20ab2.76±0.21a++430042.00±0.53c3.15±0.22b5.93±0.29bc3.25±0.26a+++540046.32±0.51d3.20±0.26b6.01±0.34bc3.05±0.31a++++601038.54±0.59e2.76±0.23ab6.34±0.39c2.71±0.33a++702041.23±0.40c3.01±0.31ab6.24±0.23c2.78±0.26a++803042.93±0.87cf3.46±0.21b5.64±0.34ab3.38±0.13ab+++904044.66±0.40df3.54±0.34ab5.31±0.45a3.50±0.36a++++

注：采用Duncan′s multiple range test 分析，同一列不同字母表示差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。

a.0 mg/L; b.10 mg/L; c.20 mg/L; d.30 mg/L; e.40 mg/L。

a.0 mg/L; b.10 mg/L; c.20 mg/L; d.30 mg/L; e.40 mg/L。

圖2 不同濃度的稀土元素Ce對鐵皮石斛試管苗生長的影響
Figure 2 The effect of different concentrations of rare-earth element Ce on the growth ofDendrobiiofficinalisplantlets

3.2 不同質(zhì)量濃度稀土元素La、Ce對鐵皮石斛試管苗葉綠素含量的影響

不同質(zhì)量濃度稀土元素La、Ce對鐵皮石斛試管苗葉綠素含量的影響見表2。結(jié)果表明，La、Ce均能提高植株的葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量，La3+、Ce3+濃度和葉綠素含量基本呈正相關(guān)。這與王玲等[14]報道稀土元素可提高植物體內(nèi)葉綠素的含量是一致的。因此，推測稀土元素La、Ce在一定程度上影響了鐵皮石斛的光合作用效率。周潔等[15]對黃花蒿植株葉面噴施鑭，考察它對光合作用及青蒿素積累的影響，發(fā)現(xiàn)適宜濃度LaCl3(20～80 μmol/ L)可促進黃花蒿體內(nèi)青蒿素積累、提高葉片凈光合速率(Pn)，Pn提高可能與PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)化效率及PSⅡ潛在活性的提高有關(guān)。

通過觀察及數(shù)據(jù)比較發(fā)現(xiàn)，La、Ce對鐵皮石斛的鮮質(zhì)量、根數(shù)、分蘗數(shù)、株高、葉綠素含量都有一定的影響?？瞻捉M的植株長得相對較矮小，莖枝顏色較淺，葉片較小、顏色偏向黃綠色，新出芽生長速度較慢；La、Ce組植株較粗壯，莖枝顏色較深，葉片較大、顏色濃綠，新出芽生長速度較快。La3+、Ce3+濃度均為40 mg/L時，鐵皮石斛試管苗鮮質(zhì)量大、苗高且莖粗壯、根系發(fā)達、葉綠素含量高，生長狀況良好，且Ce促進鐵皮石斛試管苗生長效果較La明顯。張軍剛等[16]研究指出烤煙成熟過程中鮮煙各顏色值均與各色素含量、類葉比值呈顯著或極顯著性相關(guān)關(guān)系，表明成熟過程中烤煙葉片顏色值與色素含量關(guān)系密切，葉片顏色值變化可以指示煙葉各色素含量的變化。本研究中鐵皮石斛莖葉顏色與葉綠素含量有一定關(guān)系，與前述中添加稀土元素La、Ce提高鐵皮石斛葉綠素含量的結(jié)果一致。

表2 不同濃度稀土元素La、Ce對鐵皮石斛試管苗葉綠素含量的影響

組別La3+Ce3+葉綠素a葉綠素b總?cè)~綠素1(對照)007.31±0.06a4.16±0.47a11.47±0.53a21008.81±0.05b4.41±0.46ab13.20±0.50ab32008.54±1.20abc4.48±0.78ab13.02±1.77ab43009.12±0.56abc4.95±0.60ab14.07±0.71ab54009.67±0.13c5.42±0.47b15.09±0.46b60107.65±1.10abc4.80±0.55ab12.12±1.41ab70209.10±0.38bc5.24±0.18ab14.34±0.37b80309.32±0.53abc5.16±0.22ab14.48±0.50b90409.73±0.21bc5.20±0.90ab14.93±0.71b

注：采用Duncan′s multiple range test 分析，同一列不同字母表示差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。

3.3 不同質(zhì)量濃度稀土元素La、Ce對鐵皮石斛試管苗T-SOD酶活性、CAT酶活性和根系活力的影響

一定濃度的稀土元素La、Ce能增強鐵皮石斛組培苗的T-SOD酶和CAT酶活性(見表3)，添加10.0～40.0 mg/L La3+，SOD酶活性和CAT酶活性均呈現(xiàn)先增后降的趨勢，La3+為10～30.0 mg/L時SOD酶和CAT酶活性逐漸增強，40.0 mg/L時均略有下降；添加10.0～40.0 mg/L Ce3+，SOD酶活性逐漸增強，40.0 mg/L時最高，是對照組的1.87倍，但CAT酶活性在Ce3+10～30.0 mg/L時逐漸增強(最大值為對照組的1.22倍)，40.0 mg/L時又稍下降。這與張杰等[17]對于稀土元素La可以提高正常及鎘脅迫初期的水稻幼苗SOD、CAT酶的活性，從而促進水稻幼苗生長的研究結(jié)果一致。

一定質(zhì)量濃度的稀土元素La、Ce能提高鐵皮石斛組培苗的根系活力(見表3)，添加10.0～40.0 mg/L La3+，根系活力呈現(xiàn)先增后降的趨勢，10.0～30.0 mg/L時根系活力逐漸上升，40.0 mg/L時略有下降；添加10.0～40.0 mg/L Ce3+，根系活力逐漸上升，40.0 mg/L時最高，是對照組的1.80倍。

3.4 不同質(zhì)量濃度稀土元素La、Ce對鐵皮石斛試管苗移栽及生長的影響

分別選擇各組生長健壯的試管苗50株，先把培養(yǎng)瓶的瓶蓋打開，每天淋適量無菌水，置于實驗室內(nèi)進行7～10 d的煉苗，煉苗結(jié)束后，取出試管苗，洗凈根部培養(yǎng)基，移栽至樹皮和珍珠巖的復合基質(zhì)中。置于陰涼通風處，適量澆水，60 d后統(tǒng)計其抽芽率和成活率，結(jié)果見表4。

通過觀察及數(shù)據(jù)比較發(fā)現(xiàn)，添加La、Ce的石斛苗生長狀況優(yōu)于空白組。鐵皮石斛試管苗在La、Ce組中的成活率和抽芽率均較高，空白組較低。隨著La3+、Ce3+濃度的增大，其成活株數(shù)及新抽出芽數(shù)呈增加的趨勢，Ce3+為40 mg/L時其生長情況最佳，且優(yōu)于La3+濃度組。可見，添加一定量的稀土元素La、Ce可促進鐵皮石斛試管苗和移栽苗的生長，提高了鐵皮石斛苗的品質(zhì)，說明具有一定的壯苗作用。稀土元素La比較常用于石斛屬培養(yǎng)中，對植株的高度、鮮質(zhì)量、葉綠素含量、芽分化、根數(shù)目均有顯著作用，表現(xiàn)出良好的促進生長作用[18]。史東平等[19]研究表明，適當濃度La浸種具有顯著促進小麥根系生長、壯苗的作用，顯著提高葉片細胞抗氧化酶系統(tǒng)活性，緩解鹽脅迫對小麥幼苗的傷害。本研究中，Ce(NO3)3對鐵皮石斛的生長促進作用更優(yōu)于La(NO3)3，其作用更為顯著，這可為進一步開發(fā)Ce(NO3)3在鐵皮石斛組織培養(yǎng)中的應用、提高鐵皮石斛的品質(zhì)提供依據(jù)。

稀土元素具有一定的生理調(diào)控特性，并對植物的生長發(fā)育和品質(zhì)改善有一定的促進作用。郭淑華[20]在探討不同濃度的稀土化合物硝酸鈰對南瓜組培苗的影響中表明，稀土化合物硝酸鈰對組培苗的影響具有濃度依賴性，低濃度(10.0 μg/mL)有助于組培苗的生長發(fā)育，而高濃度對組培苗有毒害作用?？瞻捉M的移栽苗種植過程中，其根部容易變成褐色，慢慢影響到全株而造成移栽苗死亡，新長出來的芽生長較緩慢。添加稀土元素組的移栽苗存活率較高，生長狀況較好，很少出現(xiàn)根部腐爛死亡的情況。稀土對作物體內(nèi)的抗氧化酶有刺激作用，影響膜保護系統(tǒng)中的酶活性，提高作物清除自由基的能力，增強作物對逆境的抗性和對不良生長環(huán)境的適應能力[21]。說明稀土元素對增強植物抗逆性有一定的作用。

表3 不同濃度稀土元素La、Ce對鐵皮石斛試管苗SOD、CAT活性和根系活力的影響

Table 3 The effect of different concentrations of rare-earth elements La and Ce on the activity of SOD,CAT and root system ofDendrobiiofficinalisplantlets

組別ρ(La3+)/(mg·L-1)ρ(Ce3+)/(mg·L-1)SOD活性/(U·mg-1)CAT活性/(U·mg-1)四氮唑還原強度/(μg·g-1·h-1)1(對照)0015.645.3325.86210018.695.6033.66320022.406.1139.69430026.467.0751.77540023.896.6247.07601022.485.3937.11702025.395.9841.95803028.486.5146.42904029.176.3046.60

表4 鐵皮石斛試管苗的移栽情況Table 4 The status of Dendrobii officinalis plantlets after transplantion

[1] 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典:2015年版一部[M].北京:中國醫(yī)藥科技出版社，2015: 282.

[2] ZHOU Yuan，HUANG Shaojun，HUANG Jianfeng，et al. Screening test of greenhouse seeding exercise matrix for tissue culture seeding ofDendrobiumofficinaleKimura et Migo[J]. EDP Sci，2015，14：2007.

[3] 張桂芳，關(guān)杰敏，黃松，等.鐵皮石斛原球莖的誘導與增殖影響因素研究[J].中草藥，2011，34(8)：1172-1177.

[4] 徐玲，陳自宏，楊曉娜，等.不同有機附加物對鐵皮石斛原球莖增殖和組培苗生根壯苗的影響[J].云南農(nóng)業(yè)大學學報(自然科學版)，2016，30(2): 250-256.

[5] 滕建北，萬德光，朱意麟，等.鐵皮石斛的抗逆性研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2009，37(17):7948-7949.

[6] LUIGI d′Aquino,MARIA CONCETTA de Pinto,LUCA Nardi,et al. Effect of some light rare earth elements on seed germination,seedling growth and antioxidant metabolism in Triticum durum[J]. Chemosphere,2009,75(7): 900-905.

[7] 王凱.稀土元素對霍山石斛類原球莖生長和多糖合成影響的研究[D].合肥：合肥工業(yè)大學.2009.

[8] 郭麗珠,陳邦,周攀,等.硝酸鑭對長柄扁桃試管苗生根的影響[J].中國稀土學報,2014,32(5): 628-635.

[9] CHALLARAJ EMMANUEL E S,ANANDKUMAR B, NATESAN M,et al. Efficacy of rare earth elements on the physiological and biochemical characteristics ofZeamaysL.[J]. AJCS,2010,4(4): 289-294.

[10] 王蕊.鑭、鈰對銅脅迫下豌豆種子萌發(fā)和幼苗生長的影響[D].雅安：四川農(nóng)業(yè)大學，2013.

[11] 朱曉鑫.鑭和鈰對大豆產(chǎn)量、品質(zhì)和生理特性的影響[D].哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學，2013.

[12] 曾建敏，姚恒，李天福，等.烤煙葉片葉綠素含量的測定及其與SPAD值的關(guān)系[J].分子植物育種，2009,7(1)： 56-62.

[13] 鄭堅，陳秋夏，金川，等.不同TTC法測定楓香等闊葉樹容器苗根系活力探討[J].浙江農(nóng)業(yè)科學，2008,49(1)：39-42.

[14] 王玲，洪法水.稀土與葉綠素作用關(guān)系的研究進展[J].安徽技術(shù)師范學院學報，2004，18(1)：26-31.

[15] 周潔，張霽，郭蘭萍，等.稀土元素鑭對黃花蒿光合作用及青蒿素積累的影響[J].中草藥，2010，41(8)：1371-1374.

[16] 張軍剛，王永利，呂國新，等.烤煙成熟過程中鮮煙顏色值與色素含量變化及相關(guān)分析[J].中國煙草科學，2014，35(1)：54-60.

[17] 張杰，黃永杰，劉雪云.鑭對鎘脅迫下水稻幼苗生長及生理特性的影響[J].生態(tài)環(huán)境，2007，16(3):835-841.

[18] 徐曉燕，唐 迪，蔡菁雯，等.鑭對鐵皮石斛幼苗生理特性及品質(zhì)的影響[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，2015,54(12)：2935-2938，3014.

[19] 史冬平，楊笑，張永清.鑭浸種對鹽脅迫下小麥幼苗生長及其生理特征的影響[J].西北植物學報，2008，28(4)：4730-4736.

[20] 郭淑華.硝酸鈰對南瓜組培苗生長影響的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2009，37(27)：13022-13023，13059．

[21] GE Feng,WANG Xiaodong,ZHAO Bing,et al. Effects of rare earth elements on the growth ofArnebiaeuchromacells and the biosynthesis of shikonin[J]. Plant Growth Regul,2006,48(3):283-290.

(責任編輯：陳翔)

Effects of rare-earth elements La,Ce on test-tube seedling growth ofDendrobiumofficinaleKimura et Migo

ZHANG Guifang1，YAN Xiaoqiao1，WANG Yan1，LI Yifan1，LIN Ying1，LAI Xiaoping1,2

(1.SchoolofTraditionalChineseMateriaMedica,GuangzhouUniversityofChineseMedicine,Guangzhou510006,China; 2.MathematicalEngineeringAcademyofChineseMedicine,Dongguan523000,China)

Objective To investigate the effect of rare-earth elements of La and Ce on test-tube seedling and transplants growth ofDendrobiumofficinaleKimura et Migo (Dendrobiiofficinaliscaulis). Methods The seedlings were tested as the explants and cultured with different concentrations of rare-earth elements La and Ce. The characteristics,physiological activity,and growth status after transplantation were compared statistically. Results After 90 days of culturing,the fresh weight,root number,plant height content of the group adding rare-earth elements were higher than the blank group,and the tiller number was lower than the blank group. The fresh weight,root number,plant height,chlorophyll content increased with the concentration of lanthanum nitrate and cerium nitrate,but the tiller number decreased. When the concentration of cerium nitrate was 40 mg/L,the fresh weight,root number and plant height were the highest,and the tiller number was the least. After transplanting for 30 days,the survival and budding rate of the group adding rare-earth elements were superior to the blank group. Certain concentrations of La and Ce enhanced the activities of T-SOD enzyme,CAT enzyme and root activity of the plantlets. When the concentration of La3+was among 10～40 mg/L,the activity of SOD and CAT showed a trend of first increasing and then falling. When the concentration of Ce3+was among 10～40 mg/L,SOD enzyme activity increased gradually. The activity of CAT increased when the concentration of Ce3+was among 10～30.0 mg/L,and decreased slightly at 40 mg/L. When the concentration of La3+was 10～40 mg/L,the root activity first increased and then decreased,and the root activity increased gradually at La3+10～30.0 mg/L,but decreased slightly at 40 mg/L. When the concentration of Ce3+was among 10～40 mg/L,the root activity increased gradually,and the highest activity was at 40 mg/L. Conclusion Remarkable changes could be observed on the growth and the T-SOD enzyme,CAT enzyme activity and root activity by adding rare-earth elements La and Ce. It provides a way and basis to improve the seedling growth and the quality ofDendrobiiofficinalis.

DendrobiumofficinaleKimura et Migo; Rare-earth elements; T-SOD enzyme activity; CAT enzyme activity; Root activity

2016-06-29

港澳臺科技合作專項項目(2014DFH30010);廣東省應用型科技研發(fā)專項資金重點項目(2015B020234008)；廣東省公益研究與能力建設專項項目(2014A030304059)；國家自然科學基金資助項目(81001601)；廣東省優(yōu)秀青年教師培養(yǎng)計劃項目(yq2014042)；廣州中醫(yī)藥大學“青年英才”第一批培養(yǎng)對象項目(QNYC20120105)

張桂芳(1980—)，女，博士，副教授，從事植物細胞工程研究，電話:020-39356380,Email:zhanggf@gzucm.edu.cn；通信作者：賴小平(1960—)，男，博士研究生導師，教授，珠江學者，Email：lxp@gzucm.edu.cn。

時間：2016-10-08 11:41

http://www.cnki.net/kcms/detail/44.1413.R.20161008.1141.002.html：

R282.1

A

1006-8783(2016)05-0559-06

10.16809/j.cnki.1006-8783.2016062902