越桔組織培養(yǎng)的相關(guān)研究

張?jiān)谑?，王秀華

(東北林業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，哈爾濱150040)

1 越桔相關(guān)情況簡(jiǎn)介

越桔 (Vaccinium vitis－idaeaL.)，杜鵑花科，越桔屬。常綠矮生灌木，地下莖長(zhǎng)，匍匐，地上莖高10cm左右，直立，有白微柔毛［1］，果實(shí)為直徑1～2cm的紅色漿果。主要分布于北歐、北美以及我國(guó)的長(zhǎng)白山和大小興安嶺地區(qū)［2］，這些地區(qū)屬于高寒地區(qū)，不適于大多數(shù)植物的生長(zhǎng)，但由于越桔具有極強(qiáng)的抗寒及環(huán)境適應(yīng)能力，很多處于北方寒冷地區(qū)的國(guó)家把其作為較重要的果樹種類引進(jìn)種植，最為重要的就是越桔自身具有極高的食用和藥用價(jià)值，因此被廣泛關(guān)注。

1.1 越桔的食用價(jià)值

越桔果實(shí)可被加工成果醬、果干，還可以作為輔料加工奶制產(chǎn)品，味道極佳，深受廣大群眾的喜愛(ài)。其果實(shí)含有大量有機(jī)酸，還含有多種糖類，維生素和微量元素，具有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值［3］，同時(shí)，越桔果實(shí)中含有大量的色素，可以作為優(yōu)良的天然色素食用。

1.2 越桔的藥用價(jià)值

越桔可以以葉入藥，性溫，味苦，具有解毒、利尿、消炎等諸多功效。可以用于治療風(fēng)濕、痛風(fēng)等疾病。越橘果實(shí)含有多種藥用成分，包括:抗氧化物，蹂酸，葉酸，抗菌成分。其中花青素、SOD的含量超過(guò)其它植物許多倍，花青素對(duì)治療胃潰瘍、抗血凝、改善夜視力等方面具有顯著效果。豐富的SOD在預(yù)防癌癥和心臟病方面也具有重要的作用。同時(shí)，在越桔的果實(shí)和莖葉中含有黃酮、萜類等多種活性成分［4］，可以避免血管變脆變薄，有效地保護(hù)血管，改善人體微循環(huán)。在防輻射，防衰老，抗腫瘤等方面也已進(jìn)入臨床。因此，越桔在國(guó)外早已成為關(guān)注的熱點(diǎn)，稱為眾多學(xué)者爭(zhēng)相研究的對(duì)象，其中越桔的組織培養(yǎng)就成為了其中極為重要的一個(gè)組成部分。

2 越桔的組織培養(yǎng)

2.1 材料的選取與處理

2 .1 .1 材料的選取

越桔組織培養(yǎng)的選材非常重要，也可謂是各有千秋，一般分為兩種途徑，一種是直接取自野生的越桔植株的一部分作為外植體，例如金彥磊［5］等在越桔離體培養(yǎng)的組織學(xué)研究中選取大興安嶺野生的越桔葉片作為外植體接種于含有TDZ的WPM培養(yǎng)基中進(jìn)行離體培養(yǎng)［5］。顧地周［6］等取長(zhǎng)白山北坡的針闊葉混交林中的篤斯越桔休眠枝條利用水培法促使腋芽萌發(fā)做為外植體。另外一種是利用種子萌發(fā)［5］，然后取萌發(fā)后幼苗的不同部分作為外植體，例如利用幼苗的子葉和胚軸等，這樣做的好處是避免了外植體染菌的幾率，同時(shí)也能較快速的得到所需的外植體，避免了采摘外植體所受地域和時(shí)間的限制。

2 .1 .2 材料的采摘與處理

如果選擇采摘野生越桔作為外植體，那么要盡量選擇植株長(zhǎng)勢(shì)旺盛且氣溫較涼爽的季節(jié)，因?yàn)榇藭r(shí)植株在培養(yǎng)過(guò)程中容易成活而且不易染菌，但是氣溫亦不宜過(guò)低，否則植株體已近休眠，培養(yǎng)過(guò)程中成芽率低。然后對(duì)外植體進(jìn)行有效地清洗以及消毒處理，用蒸餾水清洗去除外植體表面的污物，將其置于消毒液 (新潔爾滅等)中浸潤(rùn)30～45min，取出后用無(wú)菌水沖洗6～7次，洗凈備用。在這一過(guò)程中可以加70%的酒精以及氯化汞加以浸泡，再用無(wú)菌水清洗數(shù)遍備用，以達(dá)到更好的消毒效果［7］。其中在氯化汞中浸泡的時(shí)間應(yīng)控制在8～9min為宜，少則易造成消毒不充分致外植體染菌，多則可能造成外植體不同程度的黃化和褐化［8－9］。

2.2 越桔組織培養(yǎng)中的影響因素

2 .2 .1 培養(yǎng)基的篩選

眾所周知，植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基的選擇非常重要。經(jīng)過(guò)眾多實(shí)驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，WPM培養(yǎng)基最為適合越桔的組織培養(yǎng)，高鹽濃度的MS對(duì)越桔的生長(zhǎng)有抑制作用。因此大部分人都以WPM培養(yǎng)基作為越桔組培的基礎(chǔ)培養(yǎng)基或加以改良，和加衛(wèi)等用水合硝酸鈣水合硝酸鈣 ［Ca(NO3)2·4H2O］684 mg/L、KNO3190 mg/L、C10H13FeN2NaO874.3 mg/L和鹽酸硫胺素0.1代替原WPM培養(yǎng)基中的K2SO4、CaCl2、FeSO4和乙二胺四乙酸鈉(Na2EDTA)［10］，林寶山等將 KH2PO4含量減少1/2，CaNO3為原來(lái)的1倍，NaCl為原來(lái)的2倍。結(jié)果證明，改良過(guò)的WPM培養(yǎng)基在對(duì)不同越桔品種的誘導(dǎo)分化以及增殖具有獨(dú)特的效果。

2 .2 .2 溫度、光照的影響

研究表明，適合越桔生長(zhǎng)的溫度在15～28℃之間，最適溫度為20℃，溫度低于10℃或高于30℃將造成光飽和點(diǎn)迅速下降，抑制其光合作用，因此，20℃左右的溫度為最適培養(yǎng)溫度［11］。另外，通常選擇1 500～2 000 lx的光強(qiáng)以及配合8～10h的暗處理對(duì)越桔組織的初始誘導(dǎo)有著非常良好的效果。

2 .2 .3 蔗糖濃度的影響

為了研究蔗糖濃度對(duì)越桔組織培養(yǎng)的影響，Debnath分別在培養(yǎng)基中加入了10、20和30g/L的蔗糖，結(jié)果發(fā)現(xiàn)20g/L的蔗糖對(duì)越桔的生長(zhǎng)最為有效［12］，同樣的結(jié)果和發(fā)現(xiàn)也在其他研究中 (如Qu et al.，2000)有記載，因此，現(xiàn)在越桔組織培養(yǎng)中通常都在培養(yǎng)基中添加20g/L的蔗糖以促進(jìn)再生苗的生長(zhǎng)。

2 .2 .4 激素的影響

激素在植物組織培養(yǎng)中的重要性毋庸置疑，因此正確的選擇合適的激素以及激素的使用量非常關(guān)鍵。經(jīng) Julia Meiners［13］以及段祖安［14］等人實(shí)驗(yàn)證明，Zeatin在對(duì)越桔苗的初始誘導(dǎo)以及后續(xù)的增殖培養(yǎng)有著突出的效果，相反，2－ip的誘導(dǎo)效果則相當(dāng)不明顯，不但出芽率低，而且幼苗的長(zhǎng)勢(shì)也不如加入zeatin的培養(yǎng)基中幼苗長(zhǎng)勢(shì)旺盛，還會(huì)出現(xiàn)葉片變紅的跡象。另外，少量的TDZ也可促進(jìn)越桔苗的生長(zhǎng)，但濃度不宜過(guò)高，5mg/L最佳［12］，多則反而抑制芽苗的生長(zhǎng)，TDZ在很多組織培養(yǎng)中都有使用，如一些木本植物的組織培養(yǎng) (Huetteman and Preece，1993)以及一些其他越桔品種如兔眼越桔 (Marcotrigiano et al，1996)的組織培養(yǎng)中都扮演著重要的角色，說(shuō)明其具有很強(qiáng)的誘導(dǎo)植物生長(zhǎng)的作用。研究中還發(fā)現(xiàn)，肌醇對(duì)于越桔組織培養(yǎng)也有著很好的效果，林寶山等在培養(yǎng)基中加入少量肌醇就起到了很好的效果，同樣的結(jié)果在Julia Meiners關(guān)于越桔的組織培養(yǎng)一文中也有相關(guān)的記載。其他激素如NAA、6－BA等雖有促進(jìn)植物生長(zhǎng)的作用，但針對(duì)于越桔效果卻不理想。

2 .2 .5 pH的選擇

越桔喜生于有機(jī)質(zhì)豐富的土壤上，pH值大約在4～6之間［15］，為了模擬這一生態(tài)環(huán)境，一般研究者都選擇pH在5～6之間的培養(yǎng)基，事實(shí)證明，這種微酸性的培養(yǎng)基對(duì)于越桔幼苗的生長(zhǎng)非常有利，幼苗生長(zhǎng)旺盛，側(cè)枝條數(shù)較多且存活率高。

2.3 越桔組織培養(yǎng)的生根問(wèn)題

2 .3 .1 試管內(nèi)生根

國(guó)內(nèi)主要將長(zhǎng)勢(shì)良好的幼苗移至生根培養(yǎng)基中，在試管內(nèi)進(jìn)行生根培養(yǎng)，通常選取的是WPM基礎(chǔ)培養(yǎng)基，加入利于生根的各類激素，實(shí)踐證明IBA相對(duì)于其他激素適合大部分品種的越桔苗的試管內(nèi)生根，生根率較高。然后經(jīng)過(guò)煉苗以后就可以進(jìn)行移栽了。煉苗過(guò)程中需注意補(bǔ)水，防止小苗因?yàn)槿彼菸?/p>

2 .3 .2 試管外生根

但經(jīng)眾多研究證明，越桔組織培養(yǎng)中在試管內(nèi)完成生根非常困難，即使可以生根，根的條數(shù)也很少而且長(zhǎng)勢(shì)也不旺盛，移栽存活率很低。因此，試管外生根技術(shù)就被廣泛應(yīng)用于越桔的生根培養(yǎng)。管外生根將試管苗的生根階段中的生根和馴化結(jié)合起來(lái)，不但減少了試管內(nèi)生根易染菌的弊病，而且簡(jiǎn)化了組織培養(yǎng)的程序，降低成本的同時(shí)又提高了繁殖系數(shù)［16－20］，可以說(shuō)為那些在試管內(nèi)生根困難的組培品種解決了難題。國(guó)內(nèi)外管外生根大多采用微體扦插法進(jìn)行，研究者發(fā)現(xiàn)，將無(wú)根幼苗切下以后采用0.8%的IBA速蘸處理，然后將其置于泥炭∶珍珠巖=2∶1的生根基質(zhì)上，放于噴霧箱中保濕處理，生根率可以達(dá)到80% ～90%［12］，而且植物的根系長(zhǎng)勢(shì)旺盛，可以進(jìn)行大規(guī)模的種植。

3 討論

近年來(lái)，隨著人們的保健意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)保健食品的關(guān)注度也就越來(lái)越高。因此，越桔由于其顯著的食用以及藥用保健價(jià)值也就得到了更加廣泛的關(guān)注和研究空間，越來(lái)越多的人開始研究越桔。而越桔的組織培養(yǎng)不但可以使其迅速繁殖，進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化種植并且實(shí)現(xiàn)其巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，還能為其他研究提供無(wú)菌材料。因此，針對(duì)于越桔組織培養(yǎng)的相關(guān)研究就顯得尤其重要。綜上所述，就是作者針對(duì)國(guó)內(nèi)外有關(guān)越桔組織培養(yǎng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)的一些總結(jié)。本文作者從外植體的選擇和消毒，最適培養(yǎng)基以及最適激素的選擇，溫度、pH值以及生根問(wèn)題等諸多因素進(jìn)行篩選和討論，目的就是將最優(yōu)的選擇提煉出來(lái)，為其他關(guān)于越桔組織培養(yǎng)的相關(guān)研究提供一個(gè)快捷的平臺(tái)和理論實(shí)踐依據(jù)，為越桔的深入研究貢獻(xiàn)一份力量。

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