白芨組織培養(yǎng)快繁技術(shù)研究綜述

植爽等

摘 要：組培快繁技術(shù)是白芨種苗大規(guī)模生產(chǎn)的一種主要途徑。該文從白芨組培的外植體選擇及消毒、培養(yǎng)基、激素的選擇及煉苗移栽等研究方面進(jìn)行了綜述，以期為開(kāi)發(fā)和保護(hù)白芨提供參考。

關(guān)鍵詞：白芨；組織培養(yǎng)；研究進(jìn)展

中圖分類(lèi)號(hào) S56 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2014）10-23-03

Abstract：Rapid propagation and tissue culture is the major economical approach toproduce plantlets of Bletilla striata on a large scale. This review discussed the advances of research on the selection and sterilization of explants，medium compositions and hormone concentration，transfer of plantlet and so on，which could provide some references for exploiting and protecting the plants.

Key words：Bletilla striata；Tissue culture；Research progress

白芨[Bletilla striata（Thunb.）Reichb.f.]，為蘭科白芨屬多年生草本植物，白芨的干燥塊莖，別名良姜、紫蘭，李時(shí)珍釋其名曰：其根白色，連及而生，故曰白芨[1]。白芨喜陰耐潮，多生于石壁、苔蘚層中，原產(chǎn)于中國(guó)，廣布于長(zhǎng)江流域各省，全國(guó)各地有少量栽培，朝鮮和日本也有分布[2]。其花色艷麗、多彩，在葉片的襯托下，格外端莊而優(yōu)雅，非常適用于花壇布置和和室內(nèi)盆栽。此外，白芨塊莖含黏液質(zhì)和淀粉等，可作糊料，也可入藥，其味苦、甘、澀，性微寒；歸肺、肝、胃經(jīng)，具有收斂止血，消腫生肌的功能，在臨床上使用較多[3]。白芨巨大的生物價(jià)值，使其在市場(chǎng)上供不應(yīng)求。

然而，白芨的種子微小，無(wú)胚乳提供發(fā)芽所需養(yǎng)分，在自然狀態(tài)下極少萌發(fā)成苗。加之人們?yōu)榱俗非罄?，?duì)野生苗進(jìn)行大量挖掘，導(dǎo)致白芨數(shù)量急劇減少，資源匱乏，隨著環(huán)境條件的惡化，野生白芨的分布范圍也日益縮小。因此，快速繁殖白芨幼苗以挽救白芨資源已迫在眉睫。而傳統(tǒng)的人工栽培通常采用分株繁殖，其繁殖效率較低，周期長(zhǎng)[4]，不適宜用于商業(yè)化的規(guī)模種植，無(wú)法滿足市場(chǎng)需求。所以具有繁殖速度快，周期短，可人工控制培養(yǎng)條件，管理方便等優(yōu)點(diǎn)的植物組織培養(yǎng)技術(shù)是白芨快速繁殖方法的重要選擇。鑒于此，本文從白芨組培外植體的選擇、消毒方法、培養(yǎng)基、激素的選擇以及煉苗移栽等方面綜述了白芨無(wú)菌組織培養(yǎng)技術(shù)的研究進(jìn)展，以期為白芨的產(chǎn)業(yè)化栽培提供理論參考。

1 外植體的選擇

白芨種子雖無(wú)胚乳，但種子的一端微鈍，具種孔。凃美智[5]和Arditti[6]等研究認(rèn)為種孔有利于各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的進(jìn)入，進(jìn)而有助于萌發(fā)。種子飽滿的種胚積累的豐富營(yíng)養(yǎng)，也可能對(duì)種子萌發(fā)起到了重要作用。因此種子在適宜的培養(yǎng)基上萌發(fā)率高，速度快，且白芨的蒴果消毒操作簡(jiǎn)單方便，不易污染。因而大多數(shù)學(xué)者在快繁中首選白芨種子作為外植體進(jìn)行研究，葉靜[7]等在白芨的快速繁殖體系建立中采用種子進(jìn)行無(wú)菌播種，并成功獲得無(wú)菌苗。喻蘇琴[8]等利用白芨種子進(jìn)行無(wú)菌播種，研究了培養(yǎng)條件對(duì)白芨種子萌發(fā)的效應(yīng)。

除了采用種子播種外，根據(jù)細(xì)胞全能性原理，白芨的任何一部分都可以作為外植體。石云平[9]等在正交實(shí)驗(yàn)研究不同外植體白芨愈傷組織形成的影響中發(fā)現(xiàn)，與根，葉相比，假鱗莖更加適合用于愈傷組織誘導(dǎo)，其誘導(dǎo)率達(dá)為83.3%。另外，很多學(xué)者對(duì)新鮮塊莖的頂芽[10]、莖尖[11]、側(cè)芽[11-12]、塊莖[12-13]、花莖、地下莖[14]及幼根[15]等部位都做了相應(yīng)的研究，均成功地繁殖出白芨無(wú)菌苗，建立了白芨的快速繁殖體系。

2 外植體的消毒

外植體的消毒是組織培養(yǎng)研究的第一步，選擇正確的消毒劑和把握消毒時(shí)間是關(guān)鍵。白芨蒴果的消毒簡(jiǎn)單，易操作。將采收的白芨蒴果，切除花梗和殘留柱頭、花瓣，用70%酒精擦拭干凈后浸入1g/L HgCl2溶液中20min，在超凈工作臺(tái)上以無(wú)菌水清洗3～4次[16]，也可以將其蒴果用流水洗凈后，再用75%酒精表面消毒1min，然后在10%的次氯酸鈉溶液中消毒10min，無(wú)菌水沖洗4～6次，期間需要不停的搖動(dòng)，使其消毒徹底。最后在無(wú)菌條件下，縱向剖開(kāi)蒴果，將種子置于滅菌的濾紙上吸干水分后，取出種子接種于培養(yǎng)基上[17]。對(duì)于后者使用的滅菌試劑溶液，喻蘇琴[8]等認(rèn)為，次氯酸鈉溶液的最佳濃度為1%，濃度過(guò)高對(duì)種子有損害，且形成真葉的速度更緩慢。

對(duì)于根、莖等外植體而言，其消毒處理和蒴果的處理方式幾乎是相同的，只是時(shí)間有所差異。

3 培養(yǎng)基及激素的選擇

培養(yǎng)基是植物體離體培養(yǎng)的基本營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，選擇合適的基本培養(yǎng)基有利于外植體的發(fā)育和生長(zhǎng)[17]，基本培養(yǎng)基的種類(lèi)、植物激素及其濃度的配比是植株能否在該培養(yǎng)基中正常生長(zhǎng)的關(guān)鍵。白芨快繁體系建立中常用的基本培養(yǎng)基有花寶1號(hào)、KC、1/2MS、MS和ZW，不同的培養(yǎng)階段激素的濃度和配比不同。

3.1 初代培養(yǎng) 種子的萌發(fā)是決定以種子為材料的培養(yǎng)是否能成功的關(guān)鍵。大量的研究表明種子MS[18]、1/2MS[7]、KC[19]、花寶一號(hào)和花寶二號(hào)[20]這幾種培養(yǎng)基上均能正常萌發(fā)，但大多數(shù)研究者在研究時(shí)一般會(huì)選用MS、1/2MS、KC作為基本培養(yǎng)基，其中MS為白芨種子萌發(fā)中最常用的培養(yǎng)基，在此基本培養(yǎng)基上萌發(fā)的種子不僅萌發(fā)速度快、生長(zhǎng)正常，萌發(fā)率也很高，趙曼麗[18]等使用MS+1.0～3.0mg/L BA+1.0mg/L NAA+3g/L碳粉播種，種子萌發(fā)率高達(dá)99.7%，并發(fā)現(xiàn)NAA的用量稍微高于BA利于種子萌發(fā)。

田英翠[15]在以幼根作為外植體培養(yǎng)時(shí)是選用的ZW培養(yǎng)基，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)得到ZW+1.0mg/L 6-BA+2.0mg/L NAA+10%椰子汁+2g/L CH為幼根誘導(dǎo)原球莖的最適配方，同時(shí)發(fā)現(xiàn)激素6-BA和NAA對(duì)增殖和誘導(dǎo)培養(yǎng)具有促進(jìn)作用，其中6-BA更為顯著，ZT、KT作用不明顯。石云平[9]等人研究得到MS+1.0mg/L 6-BA+2.0mg/L 2，4-D是白芨假鱗莖誘導(dǎo)愈傷組織誘導(dǎo)的最佳培養(yǎng)基，適宜濃度的6-BA和2，4-D有利于愈傷組織的形成。除激素差異以外，其混用時(shí)的濃度及比例也是很重要的因素。余朝秀[11]采用培養(yǎng)基組合MS+6-BA 1.0～3.0mg/L+NAA 0.2mg/L成功的誘導(dǎo)出莖尖及側(cè)芽萌生增殖芽。

3.2 繼代培養(yǎng) 白芨初代培養(yǎng)得到的原球莖，可通過(guò)增殖后進(jìn)行芽的分化，再對(duì)叢生芽進(jìn)行增殖培養(yǎng)，也可以直接進(jìn)行叢芽的誘導(dǎo)增殖培養(yǎng)來(lái)獲得大量幼苗。張燕[16]使用培養(yǎng)基1/2MS+6-0.2mg/L BA+1.0mg/L NAA培養(yǎng)原球莖，研究表明白芨原球莖的增殖與叢生芽誘導(dǎo)在大多數(shù)培養(yǎng)基中是并存的。此外，原球莖在MS+1.0mg/L 6-BA+0.15mg/L NAA[21]、MS+1.0mg/L 6-BA+0.15mg/L NAA[7]及MS+1.0～2.0mg/L BA+2.0mg/L KT+0.5mg/L NAA+4.0g/L瓊脂+15g/L魔芋粉[18]的增殖效果也較好。

對(duì)于根、莖等外植體的繼代培養(yǎng)，石云平[9]等認(rèn)為，白芨愈傷組織的最佳增殖培養(yǎng)基為MS+6-BA 1.0mg/L+3.0mg/L 2，4-D，芽分化最佳培養(yǎng)基為MS+1.0mg/L 6-BA+2.0mg/L 2，4-D+0.5mg/L TDZ。田翠英[15]等在研究中發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基ZW+0.5mg/L NAA+1.0mg/L 6-BA對(duì)原球莖的增殖和分化效果都非常好。房慧勇[22]認(rèn)為直接誘導(dǎo)無(wú)菌苗增殖的最適宜組合為Fast+TDZ 5.0mg/L+0.05mg/L NAA+50mg/L肌醇，增殖倍數(shù)高達(dá)7.3倍。

與大多數(shù)蘭科植物相同，培養(yǎng)基中激素的種類(lèi)及濃度配比對(duì)白芨原球莖誘導(dǎo)及芽分化方向起著決定性的作用[23]，鄒娜[14]研究發(fā)現(xiàn)2，4-D會(huì)抑制原球莖的誘導(dǎo)和分化，這與朱玉秋[24]的研究是相似的，而等濃度的NAA與KT或6-BA的配合使用對(duì)白芨原球莖的誘導(dǎo)效果很好。另有研究認(rèn)為肌醇[22]和TDZ[9]也能在繼代培養(yǎng)中發(fā)揮重要作用。

3.3 生根培養(yǎng) 白芨的生根培養(yǎng)基中1/2MS、MS培養(yǎng)基最為常見(jiàn)，附加一定濃度的NAA和6-BA，或單用NAA都可以有效地誘導(dǎo)白芨生根。在生根培養(yǎng)中，適量的GA3有利于根的生長(zhǎng)和壯苗[15，25]。田翠英[15]還認(rèn)為番茄汁對(duì)白芨無(wú)根苗的生根和壯苗也有明顯的促進(jìn)作用，將白芨無(wú)根幼苗接種到1/2MS+1.0mg/L NAA+1.0mg/L GA+200g/L番茄汁培養(yǎng)基中，植株長(zhǎng)勢(shì)健壯，根系發(fā)達(dá)，有利于移栽煉苗。袁寧[10]研究發(fā)現(xiàn)，在生根培養(yǎng)基中加入香蕉泥能有效地促進(jìn)根的誘導(dǎo)，而蛋白胨則對(duì)生根有一定的抑制作用。

3.4 煉苗與移栽 煉苗時(shí)，先將培養(yǎng)瓶置于煉苗棚內(nèi)過(guò)渡培養(yǎng)15d，3～4d逐漸揭開(kāi)瓶蓋，然后將苗取出洗凈培養(yǎng)基，分株，以備栽種使用[16]。移栽的基質(zhì)選取碎磚、蕨根、碎炭、粗椰糠混合基質(zhì)或黃土-炭渣-椰殼（2∶2∶1）、珍珠巖-泥炭土（1：3）[21]。鄒娜[14]則認(rèn)為蛭石作為基質(zhì)移栽白芨幼苗的效果好于珍珠巖，泥炭土的混合基質(zhì)對(duì)移栽效果無(wú)明顯的改善。移栽后澆定根水，進(jìn)入后期管理。

4 展望

綜上所述，前人對(duì)白芨的組織培養(yǎng)研究已較為成熟，為白芨的快速繁殖提供了技術(shù)保障。但是目前關(guān)于白芨的研究都是較為單一的，并且從商業(yè)角度出發(fā)的有關(guān)白芨人工栽培的研究較少。此外，雖然組織培養(yǎng)解決了白芨種苗來(lái)源的問(wèn)題，但幼苗移栽后到成藥采收需要的時(shí)間較久，投資較大，白芨的工廠化發(fā)展仍然在很大程度上受到了限制。因此，在不影響白芨的藥用功效的前提下，如何加快白芨的生長(zhǎng)速度，縮短采收時(shí)間，還需進(jìn)一步研究。通過(guò)植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)大量生產(chǎn)白芨的藥用成分也是今后工業(yè)化生產(chǎn)的努力方向。只有聯(lián)系實(shí)際生產(chǎn)，考慮產(chǎn)出率、成本、收益等因素對(duì)白芨的栽種進(jìn)行綜合性的研究，才能早日實(shí)現(xiàn)工廠化育苗。

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（責(zé)編：徐煥斗）