彭小列,彭秀建,張顯卓,劉世彪
(1.吉首大學(xué)生物資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,湖南 吉首 416000;2.湖南湘泉制藥有限公司,湖南 吉首 416000)
絞股藍(lán)(Gynostemma pentaphyllum)為葫蘆科絞股藍(lán)屬草質(zhì)藤本植物,又名五葉參、七葉參、七葉膽、小苦草、遍地生根等,主要分布于我國(guó)秦嶺南坡、長(zhǎng)江流域及其以南廣大地區(qū)。絞股藍(lán)作為普通中藥可用于消炎解毒、止咳祛痰、治療慢性氣管炎[1]。自20世紀(jì)70年代以來(lái),從絞股藍(lán)中分離出84種絞股藍(lán)皂苷,全部具有達(dá)瑪烷型的基本結(jié)構(gòu),其中6種與人參皂苷結(jié)構(gòu)完全相同,其余大部分種類的水解次級(jí)苷與人參皂苷或其次級(jí)苷是同一物質(zhì)[2],因而絞股藍(lán)被稱為“南方人參”。絞股藍(lán)皂苷在抗疲勞、抗衰老、改善心血管和神經(jīng)系統(tǒng)功能等多方面具有重要生理功效,臨床上還用于治療多種惡性腫瘤,故已成為重要的藥食兩用資源植物。近年來(lái),由于野生絞股藍(lán)資源的減少,人工栽培的絞股藍(lán)已成為絞股藍(lán)加工利用的主要原料。絞股藍(lán)種苗是影響絞股藍(lán)人工栽培的首要因素,因此,絞股藍(lán)的繁殖特性及育苗技術(shù)成為了科學(xué)工作者研究的重點(diǎn)。
絞股藍(lán)的無(wú)性繁殖即通過(guò)植株?duì)I養(yǎng)器官的增殖而增加個(gè)體數(shù)量的繁殖方式,包括自然營(yíng)養(yǎng)繁殖和人工營(yíng)養(yǎng)繁殖兩種類型。
絞股藍(lán)在自然條件下以營(yíng)養(yǎng)繁殖為主。絞股藍(lán)的莖分為地上莖和地下莖,其匍匐于地面上的莖節(jié)可生出不定根伸入土層,節(jié)上長(zhǎng)出新芽,成為植株。絞股藍(lán)粗大的地下莖屬于根狀莖,莖上具有明顯的節(jié)和節(jié)間,節(jié)上有鱗片葉,葉脫落后留有葉痕,葉腋內(nèi)有腋芽,前端有頂芽。這些腋芽和頂芽伸出地面后都能發(fā)育成新的植株。在華中、西安等地的冬季來(lái)臨前,絞股藍(lán)藤蔓從空中下垂,鉆入土中,其前端的節(jié)間縮短膨大,成為珠芽,珠芽可能形成多枝,在土中越冬,地上的藤蔓則枯死。珠芽作為獨(dú)立的繁殖群體,來(lái)年可萌發(fā)成多株絞股藍(lán)。但在湖南一帶,絞股藍(lán)地上藤蔓很難形成珠芽,甚至在冬季也不會(huì)枯死。絞股藍(lán)地下莖出苗和生長(zhǎng)快慢主要受溫度的影響,20~25℃為絞股藍(lán)快速生長(zhǎng)的最適宜溫度。
自然生長(zhǎng)的絞股藍(lán)雌雄比例約為1∶20,雌株較少,生產(chǎn)中要大量采種較為困難。因此,絞股藍(lán)種苗的生產(chǎn)主要采用人工營(yíng)養(yǎng)繁殖。生產(chǎn)上常采用地下莖分株、地上莖扦插和葉的扦插繁殖以及壓條繁殖來(lái)進(jìn)行絞股藍(lán)育苗。
1.2.1 地下莖分株 又稱根莖繁殖或埋根育苗。在春季3~4月或秋季9~10月,挖出絞股藍(lán)地下莖,將叢生的莖枝分開(kāi)成單枝,或單枝剪成每段含有2~3節(jié)的小段。苗床按行株距50 cm×30 cm開(kāi)穴,穴下施少許復(fù)合肥作底肥,蓋上5 cm厚的松土,植入絞股藍(lán)地下莖段,覆上細(xì)土即可。若土壤較干旱時(shí)要及時(shí)澆水保濕。根莖的種植密度約5000株/667m2,種苗密度約 50 kg/667m2。
1.2.2 扦插繁殖 扦插育苗是絞股藍(lán)繁殖的重要手段,它既簡(jiǎn)單易行又能保持母本的優(yōu)良性狀。絞股藍(lán)扦插取材部位以地上莖(藤蔓)的基部和中部為佳,扦插基質(zhì)以河沙最好,也可以在大田直接扦插,搭棚遮蔭,4~6月份扦插10 d后可普遍生根,成活率可達(dá)90%以上。扦插后3~5 d在插條莖節(jié)處即產(chǎn)生不定根,第7天不定根形成一級(jí)側(cè)根,第10天形成二級(jí)側(cè)根。插條莖節(jié)不定根形成比基部切口處節(jié)間不定根形成早2 d,但切口處形成的不定根數(shù)量較多。10 d后地下腋芽開(kāi)始萌動(dòng),20 d后由腋芽萌發(fā)形成的新梢陸續(xù)鉆出地面。絞股藍(lán)扦插產(chǎn)生的新生根為不定根,生根過(guò)程可歸納為三個(gè)結(jié)構(gòu)變化階段:部分髓射線細(xì)胞分裂活動(dòng)→根原基的產(chǎn)生→不定根的形成[3]。用生長(zhǎng)素或萘乙酸處理絞股藍(lán)莖或地下嫩莖,能有效地促進(jìn)出苗和生根。吳永朋等[4]報(bào)道,在全光噴霧條件下,吲哚乙酸(IAA)處理的絞股藍(lán)插穗的平均發(fā)根數(shù)和最長(zhǎng)根長(zhǎng)都極顯著高于吲哚丁酸(IBA)和萘乙酸(NAA)及無(wú)激素處理組。
葉的扦插繁殖[5]則在9月中下旬進(jìn)行,從絞股藍(lán)植株上剪取健壯的復(fù)葉,連同葉柄及其生根莖節(jié)一同剪下,帶有有完好的腋芽。將莖節(jié)插入疏松肥沃、排水良好的苗床,葉柄入土深1 cm,行株距12 cm×20 cm,插后將土壤稍壓實(shí),澆透水。當(dāng)氣溫降至12℃以下時(shí),應(yīng)在苗床上覆蓋薄膜,來(lái)年春天視氣溫回升情況揭去薄膜,按常規(guī)技術(shù)管理。葉的扦插可以有效地增加絞股藍(lán)的繁殖系數(shù)。
1.2.3 壓條繁殖 在生長(zhǎng)季節(jié)將絞股藍(lán)的藤蔓平放在栽培地的土畦行間,用土壓緊,每節(jié)都可生出新芽和新根,約40 d左右,當(dāng)新枝梢達(dá)到20 cm的定植標(biāo)準(zhǔn)時(shí),即可切割另植[6]。
有性繁殖即用種子來(lái)進(jìn)行繁殖。絞股藍(lán)為雌雄異株植物,栽培當(dāng)年即能開(kāi)花結(jié)實(shí),用種子進(jìn)行有性繁殖是絞股藍(lán)育苗的又一重要方法。絞股藍(lán)的漿果為假果,大如豌豆,果實(shí)內(nèi)有2~3粒種子,種子側(cè)面有縱溝,表面有光滑型和具紋飾型兩個(gè)類型。可于11~12月,收集成熟絞股藍(lán)果實(shí)或帶果枝蔓,晾干,于通風(fēng)干燥處貯藏。翌年3~4月地溫10℃左右時(shí),于播種前搓去果皮,選黑褐色的成熟種子,在30℃溫水中浸泡過(guò)夜,撈出晾干水分即可播種??稍谡桨壹?xì)的苗床上條播或穴播。條播按行距30~40 cm橫向開(kāi)淺溝,溝深5 cm,寬10 cm。將種子與5倍的細(xì)砂混合后均勻撒入溝內(nèi),覆細(xì)肥土,淋透水即可。當(dāng)幼苗出現(xiàn)4~5片真葉時(shí),即可移栽。穴播按行株距60 cm×30 cm挖穴,穴深2 cm,每穴播種5~8粒,覆薄細(xì)肥土。絞股藍(lán)播種量約為1 kg/667m2,種子播后約20 d左右出苗。移植后的大田栽植密度為6000~8000株/667m2,1 m寬的畦面上開(kāi)2行栽植溝,深、寬各為10~15 cm,行株距30 cm×(10~15)cm。
絞股藍(lán)種子的發(fā)芽率受種源和貯藏時(shí)間影響,種子應(yīng)在低溫干燥的環(huán)境條件下保存,貯存超過(guò)一年種子失去活性。有報(bào)道稱絞股藍(lán)種子中含有抑制物質(zhì),具休眠現(xiàn)象,故種子萌發(fā)率較低[7]。但前一年的種子在第二年后播種,即使不經(jīng)任何處理,其萌發(fā)率也可達(dá)到90%以上。
組織培養(yǎng)具有繁殖種苗周期短、繁殖速度快和繁殖系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn),可在短期內(nèi)獲得大量種苗,且能保持種苗的遺傳穩(wěn)定性,是科學(xué)研究和生產(chǎn)栽培中的重要手段。絞股藍(lán)組織培養(yǎng)的程序主要包括“外植體選擇→消毒→接種→愈傷組織及芽的誘導(dǎo)→繼代培養(yǎng)及叢生芽的增殖→生根誘導(dǎo)→煉苗→移栽”等步驟。絞股藍(lán)組織培養(yǎng)通常是在MS培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上,加上適量的6-BA、NAA、IAA培養(yǎng)基作為芽誘導(dǎo)、繼代培養(yǎng)和生根培養(yǎng)基,培養(yǎng)溫度24~26℃,光照10~12 h,光照強(qiáng)度約1500 lx。試管苗通過(guò)煉苗后移栽極易成活。
莖尖的組織培養(yǎng)是取絞股藍(lán)莖尖,接種于添加不同濃度6-BA和NAA的MS培養(yǎng)基中,以MS+1 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA的培養(yǎng)基最為適宜。培養(yǎng)25 d后莖尖長(zhǎng)成叢生芽。當(dāng)外植體莖尖長(zhǎng)出約20個(gè)芽苗時(shí),分割芽苗進(jìn)行繼代培養(yǎng)增殖,接種在MS+1 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA的增殖培養(yǎng)基中,每隔20 d天繼代培養(yǎng)1次,可增多次。當(dāng)芽苗伸長(zhǎng)到2 cm左右時(shí),可分離出無(wú)根芽苗培養(yǎng)于不含激素的MS培養(yǎng)基中培養(yǎng),約8 d幼苗形成根,到20 d左右即形成完整的植株[8]。
莖段的組織培養(yǎng)是取絞股藍(lán)的有節(jié)莖段為外植體進(jìn)行組織培養(yǎng)。其適宜的芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS+6-BA 4.0 mg/L+IAA 0.5 mg/L,繼代增殖培養(yǎng)基為MS+6-BA 2.0 mg/L+IAA 0.3 mg/L,生根培養(yǎng)基為1/2MS+NAA 1.0 mg/L。在此條件下,絞股藍(lán)的誘導(dǎo)增殖、繼代培養(yǎng)、生根及移植成活都較高[9-10]。
與上述方法相比,用花芽作為外植體進(jìn)行組織培養(yǎng)是解決絞股藍(lán)種苗的另一途徑?;ㄑ颗囵B(yǎng)的誘導(dǎo)分化率高,生長(zhǎng)快,污染率低,且操作簡(jiǎn)便,得到的幼苗整齊一致。其主要方法是以MS培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基,在基本培養(yǎng)基中添加不同濃度的6-BA和NAA。愈傷組織及芽的誘導(dǎo)的最適培養(yǎng)基為MS+1.2 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA,花芽接種于芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基16 d后,在外植體周圍即能產(chǎn)生叢生芽。繼代培養(yǎng)及叢生芽增殖的最適培養(yǎng)基為MS+1.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA。芽苗培養(yǎng)12 d后從基部長(zhǎng)出叢生芽。每個(gè)芽苗可分化出1500多個(gè)芽,平均21 d增殖1次。誘導(dǎo)生根的最適培養(yǎng)基為MS+0.5 mg/L NAA,增殖芽轉(zhuǎn)入10 d后基部逐漸長(zhǎng)出根,20 d即可開(kāi)瓶煉苗[11]。
此外,通過(guò)對(duì)絞股藍(lán)的細(xì)胞培養(yǎng)也能獲得再生植物。細(xì)胞培養(yǎng)的細(xì)胞來(lái)源于絞股藍(lán)幼莖組織培養(yǎng)所產(chǎn)生的愈傷組織,經(jīng)液體懸浮培養(yǎng),原生體的游離和培養(yǎng),再轉(zhuǎn)移到固體培養(yǎng)基上,最后培養(yǎng)分化成完整的植株[12]。由于絞股藍(lán)細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程復(fù)雜,成本較高,在生產(chǎn)上尚無(wú)規(guī)模性的應(yīng)用。
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