鐵皮石斛組織培養(yǎng)研究進(jìn)展

周雅琴 余麗瑩 譚小明

廣西藥用植物園，廣西 南寧 530023

鐵皮石斛 (Dendrobium candidum Wall．ex lindl)又名黑節(jié)草、鐵皮蘭，為多年生附生型草本植物，屬國(guó)家2級(jí)保護(hù)的名貴瀕危藥材［1］， 《神農(nóng)本草經(jīng)》列為上品［2］，在《本草綱目》中也被收錄?，F(xiàn)代藥理研究表明，石斛具有抗腫瘤、抗衰老、增強(qiáng)人體免疫力和擴(kuò)張血管的功效［3］。由于受特殊的生物學(xué)及生態(tài)學(xué)特性限制，其自然繁殖力極低、生長(zhǎng)緩慢，不能滿足日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。因此，研究和開(kāi)發(fā)鐵皮石斛具有重要的意義。

利用組織培養(yǎng)技術(shù)繁殖試管苗是解決鐵皮石斛種苗的有效途徑，而鐵皮石斛的組織培養(yǎng)中有幾個(gè)關(guān)鍵的時(shí)期:原球莖的誘導(dǎo)、原球莖的繼代增殖、壯苗的培育。根據(jù)這幾個(gè)重要的時(shí)期及其組織培養(yǎng)的外界條件，我國(guó)研究人員在鐵皮石斛組培快繁技術(shù)方面的研究取得了一定的進(jìn)展。本文就近年來(lái)鐵皮石斛組培快繁技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，包括外植體的選擇，不同基本培養(yǎng)基、激素、添加物對(duì)其增殖與分化的影響，以及生根壯苗的方法等，以期為實(shí)現(xiàn)鐵皮石斛的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供參考與理論依據(jù)。

1 外植體的選擇

目前，誘導(dǎo)鐵皮石斛原球莖采用的外植體主要有種子［4－6］、無(wú)菌苗幼苗莖段［7－9］、根尖［10］及人工種子［11］等。針對(duì)不同外植體，取材方法也不同，通常選取長(zhǎng)勢(shì)健壯，株高在3cm以上的無(wú)菌苗，小心剝?nèi)ト~片、切除根部，將莖段切成0.5～1.0cm的帶節(jié)小段，培養(yǎng)40d后獲得類原球莖［7］。如切取0.3～0.5cm的根尖為外植體，誘導(dǎo)根尖形成了愈傷組織、類原球莖或直接轉(zhuǎn)化成芽且獲得再生植株［10］;采用無(wú)菌種子作為外植體時(shí)，在離體培養(yǎng)條件下，種子萌發(fā)率可達(dá)95%，種子萌發(fā)后形成原球莖，原球莖可以直接發(fā)育形成幼苗，又可以由原球莖產(chǎn)生大量愈傷組織，由愈傷組織再分化發(fā)育成幼苗［4］。溫明霞［12］等研究結(jié)果表明，由種子誘導(dǎo)的愈傷組織分化能力較強(qiáng)，由種胚培養(yǎng)的原球莖的質(zhì)量也較高，但種齡愈長(zhǎng)，萌發(fā)時(shí)間愈短，萌發(fā)率愈高。

2 基本培養(yǎng)基的選擇

選擇合適的培養(yǎng)基是組織培養(yǎng)最關(guān)鍵的一步，不同的培養(yǎng)途徑、不同的培養(yǎng)階段和目的，所對(duì)應(yīng)的培養(yǎng)基也不同。鐵皮石斛組織培養(yǎng)所采用的基本培養(yǎng)基包括MS，1/2MS，N6，改良 N6，SH、KS、VW、Kundson C，1/2N6等，但對(duì)最適培養(yǎng)基的選擇卻不同，主要在于外植體來(lái)源不同所致。如以種胚作為培養(yǎng)材料，曾宋君［13］等研究發(fā)現(xiàn)N6培養(yǎng)基對(duì)鐵皮石斛胚的萌發(fā)和生長(zhǎng)最好，而以莖尖作為培養(yǎng)材料，N6培養(yǎng)基誘導(dǎo)愈傷組織能力明顯不如MS。曾宋君［5］等將鐵皮石斛種子在SH、改良N6，MS，KS，VW，Kundson C培養(yǎng)基中培養(yǎng)，得出最適培養(yǎng)基為改良N6或自制PT培養(yǎng)基。張治國(guó)［14］等研究了6種不同培養(yǎng)基對(duì)鐵皮石斛原球莖增殖的影響，結(jié)果表明，1/2MS是原球莖增殖的適宜培養(yǎng)基。朱艷［15］等以鐵皮石斛莖段誘導(dǎo)叢生芽作為目的，篩選出1/2MS誘導(dǎo)叢生芽的效果好，生成的苗粗壯。鮑騰飛［7］等也認(rèn)為最有利于鐵皮石斛類原球莖的生長(zhǎng)增殖的基本培養(yǎng)基為1/2MS。

3 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)鐵皮石斛原球莖增殖與分化的影響

鐵皮石斛原球莖增殖是鐵皮石斛組織培養(yǎng)過(guò)程中一個(gè)十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，通過(guò)誘導(dǎo)石斛產(chǎn)生原球莖，可為之后的分化、壯苗生根奠定基礎(chǔ)。培養(yǎng)基中植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)植物細(xì)胞分裂、誘導(dǎo)器官形成和次生產(chǎn)物的合成都具有重要作用，一般高濃度的細(xì)胞分裂素有利于誘導(dǎo)芽的發(fā)生，低濃度的生長(zhǎng)素有利于根的形成。一定濃度范圍的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素組合能促進(jìn)原球莖的形成和芽的分化［16］。陳兆貴［17］等認(rèn)為最佳培養(yǎng)基配比為MS+NAA1.0mg/L+6－BA 1.0mg/L+KT 1.0mg/L，接種35d鐵皮石斛原球莖增殖倍數(shù)達(dá)5倍。羅吉鳳［18］等研究結(jié)果表明，原球莖分化適宜的培養(yǎng)基1/2MS+BA2 mg/L+NAA0.2 mg/L+IBA0.1 mg/L+蔗糖3%。在培養(yǎng)過(guò)程中，降低固體基本培養(yǎng)基元素的含量有利于原球莖的生長(zhǎng)，但不利于原球莖的分化［19］。侯丕勇［20］等認(rèn)為NAA，IAA，IBA和GA3有利于原球莖的生長(zhǎng)與分化，而偏酸的培養(yǎng)基和滅活的真菌不利于原球莖的生長(zhǎng)與分化，滅活真菌容易引起原球莖的形態(tài)變異。在原球莖增殖培養(yǎng)基、叢芽增殖培養(yǎng)基和生根培養(yǎng)基中加入1mg/L AgNO3，可提高原球莖的增殖速度和叢芽的分化效率，明顯促進(jìn)種苗的生長(zhǎng)，提高移栽成活率［21］。蔣林［22］等在1/2MS培養(yǎng)基中加入0－0.5mg/L的NAA，發(fā)現(xiàn)對(duì)鐵皮石斛原球莖的增殖、分化和芽苗的生長(zhǎng)均有促進(jìn)作用，芽苗株高與NAA的濃度呈正相關(guān)規(guī)律。這與劉驊［23］等報(bào)道的鐵皮石斛原球莖的繼代增殖，以不加任何天然提取物為好的結(jié)論相反。

4 培養(yǎng)基添加物對(duì)鐵皮石斛原球莖增殖和分化的影響

在培養(yǎng)基中加入一些天然有機(jī)物，如椰汁、蘋果汁、土豆汁、馬鈴薯提取液等，能提供一些必要的微量營(yíng)養(yǎng)成分、生理活性物質(zhì)和生長(zhǎng)激素等，對(duì)鐵皮石斛原球莖的增殖和分化有促進(jìn)作用［16，20，24－25］，但香蕉汁對(duì)原球莖的增殖和分化有抑制作用［14，22，26］。蔗糖作為培養(yǎng)基的能源物質(zhì)和滲透調(diào)節(jié)劑，對(duì)原球莖的增殖生長(zhǎng)影響也較大。在原球莖分化中，蔗糖濃度以3%為分化的臨界值，蔗糖2%為原球莖分化的適宜濃度［3］。

5 生根壯苗

壯苗培養(yǎng)是提高移栽成活率的一項(xiàng)重要措施，生根效果也直接影響到生產(chǎn)效益。此階段的關(guān)鍵在于嚴(yán)格篩選激素的種類和濃度。劉驊［26］等認(rèn)為，最適宜鐵皮石斛試管苗壯苗的培養(yǎng)基是B5或1/2MS基本培養(yǎng)基中添加2mg/L的NAA，香蕉提取物10%，蔗糖2%。生根壯苗適宜的培養(yǎng)基還有 N6+10% 香蕉汁［13］，1/2MS+IBA0.1mg/L［27］，1/2MS+10% 香蕉汁 +0.5%AC［15］，改良 N6+0.2mg/LNAA+10%香蕉汁［28］等。從文獻(xiàn)報(bào)道可知，在生根培養(yǎng)基中通常加入香蕉汁［13，15，28］、蔗糖［15，27］可促進(jìn)生根壯苗。

6 展望

盡管我國(guó)在鐵皮石斛組培方面取得了突破性進(jìn)展，但仍存在繁殖系數(shù)偏低，增殖難，繼代所需周期偏長(zhǎng)等問(wèn)題，也尚未建立經(jīng)濟(jì)高效低成本的標(biāo)準(zhǔn)化種苗生產(chǎn)體系。因此，仍需加強(qiáng)鐵皮石斛離體培養(yǎng)繁殖技術(shù)的研究，探索通過(guò)組培加快育種和提高種苗的繁殖速度，解決目前市場(chǎng)需求。

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