枸杞組織培養(yǎng)工廠化育苗技術研究進展

摘要綜述了枸杞組織培養(yǎng)技術的研究現(xiàn)狀，并對枸杞組織培養(yǎng)技術應用到工廠化育苗的發(fā)展趨勢進行了分析， 在此基礎上提出了發(fā)展對策。

關鍵詞枸杞；組織培養(yǎng)；工廠化育苗

中圖分類號S188；Q943.1文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）23-0770-02

Research Advances of Industrial Seed Culture Technology of Chinese Wolfberry Tissue Culture

LIAO Sihong （Wuhan Wo Team Ecological Technology Co. Ltd.， Wuhan， Hubei 430071）

AbstractThe research situation of Chinese wolfberry tissue culture technology was reviewed， and application trends of the tissue culture technology on factory nursery were analyzed， on the basis of this， some useful measures were put forward.

Key words Chinese wolfberry； Tissue culture； Industrial seed culture

作者簡介廖思紅（1986- ），女，湖北武漢人，工程師，碩士，從事農業(yè)資源開發(fā)研究。

收稿日期20140708枸杞（Lycium barbarum， Chinese wolfberry）是一種補益類名貴中藥，屬茄科枸杞屬，為多年生落葉灌木，全世界約有80種，主要分布在南北美洲及歐亞大陸。枸杞富含多種營養(yǎng)及藥用成分，如蛋白質、多糖、胡蘿卜素、甜菜堿、硫胺素、生物堿、甙類等生物活性物質及鈣、磷、鐵、硒等營養(yǎng)成分，還有VE、黃酮類等抗氧化活性物質[1-2]。《本草備要》中指出，枸杞有“潤肺、清肝、滋腎、益氣、生精、助陽、補虛勞、強筋骨、祛風、明目”等作用。現(xiàn)代藥理研究表明枸杞子還具有抗腫瘤、抗衰老、調節(jié)血脂和血糖、進行免疫調節(jié)等作用[2]。隨著我國近年來枸杞藥用保健價值進一步開發(fā)，栽培面積不斷擴大，從而對枸杞育種工作提出更高的要求。筆者通過對枸杞組織培養(yǎng)的研究情況進行概述，分析了枸杞組織培養(yǎng)工廠化育苗技術的發(fā)展形勢和對策。

1 枸杞組織培養(yǎng)研究進展

1.1枸杞植株器官、組織的培養(yǎng)近年來，枸杞組織培養(yǎng)技術已成為枸杞栽培領域重要的育種措施之一。目前，利用枸杞植株器官、組織及原生質體均可誘導出枸杞植株[3-5]。早在1980年，陳維倫等[3]用枸杞葉片誘導愈傷組織繼而成功誘導出完整枸杞植株。1985年，牛德水等[4]以枸杞下胚軸、莖段和幼嫩子房為材料進行組織培養(yǎng)得到了再生植株。也有研究將枸杞組織培養(yǎng)技術與原生質體融合及重組 DNA 遺傳轉化技術相結合[6]，開辟了枸杞育種的有效途徑。

1.2離體胚、胚乳的培養(yǎng)枸杞育種目標之一是獲得無籽枸杞，張新寧等[7]通過對枸杞四倍體同二倍體雜交種子幼胚和胚乳的發(fā)育形成研究，結果表明，將授粉后12 d的幼胚經誘導形成愈傷組織繼而能誘導出完整的三倍體植株，為無籽枸杞選育中雜交倍育問題提供了有效解決方法。利用胚乳離體培養(yǎng)誘導三倍體植株，也可以獲得無籽、大果枸杞新品種。有學者已成功獲得了枸杞胚乳植株，并培育胚乳植株開花結果、完成其生活周期[8]。

1.3單倍體和多倍體培養(yǎng)單倍體植株在育種中具有重要意義。樊映漢等[9]采取枸杞含單核晚期花粉的花藥進行培養(yǎng)，誘導形成胚狀體，該胚狀體在原培養(yǎng)基上即能發(fā)育形成小苗，長成葉子細小的單倍體植株。多倍體植株相對于正常植株有粗壯、果實大等特點。有學者利用秋水仙堿和二甲級亞砜處理枸杞發(fā)芽種子獲得了四倍體，表現(xiàn)出多倍體植株特有的“巨型”特征，四倍體與二倍體雜交獲得的三倍體枸杞多糖含量比現(xiàn)有枸杞多糖含量提高 11.3%，無籽，有利于枸杞深加工[10]。

1.4單細胞和原生質體培養(yǎng)近年來，枸杞單細胞培養(yǎng)得到了國內外學者重視，有學者已建立了枸杞細胞系，并通過單細胞分離培養(yǎng)誘導形成完整植株。張國柱等[11]誘導枸杞幼芽和葉片形成愈傷組織，首次探討了枸杞細胞懸浮培養(yǎng)條件。CAO等[6]用枸杞髓進行組織培養(yǎng)，分離出單細胞進行懸浮培養(yǎng)獲得了單細胞再生植株。原生質體培養(yǎng)是基因轉化和細胞雜交的基礎支撐技術，RATUSHNYAK等[12]以葉肉原生質體培養(yǎng)獲得了再生植株。

2 組織培養(yǎng)工廠化育苗技術應用現(xiàn)狀

2.1組織培養(yǎng)工廠化育苗技術的優(yōu)勢隨著規(guī)模化種植的不斷擴大，種植水平不斷提高，越來越多的種植戶使用工廠化成品苗。組織培養(yǎng)工廠化育苗是現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展的產物，它是在人為創(chuàng)造的最佳環(huán)境條件下，采用科學化、機械化、自動化等技術手段進行批量生產優(yōu)質種苗的一種生產方式。引進工廠化育苗手段是傳統(tǒng)農業(yè)向現(xiàn)代農業(yè)轉變的重要標志。與傳統(tǒng)育苗相比，組織培養(yǎng)工廠化育苗有以下優(yōu)點：①種苗質量好，苗齊苗壯。工廠化育苗統(tǒng)一的管理方法，可以使秧苗長勢整齊、強壯、病蟲害少。②不受季節(jié)的限制，省工、省力、節(jié)能、成本低、效率高。③適于遠距離運輸。④現(xiàn)代化的技術服務，利于新品種的迅速推廣。統(tǒng)一標準的成品苗，提高了種植基地的規(guī)范化程度，利于實現(xiàn)規(guī)模化生產[13]。

隨著學者們對植物大規(guī)模組織培養(yǎng)條件的研究，植物組織培養(yǎng)技術不斷發(fā)展，新的組織培養(yǎng)技術的出現(xiàn)在提高生產效率、提高生產質量、降低生產成本等方面顯示出明顯的優(yōu)勢。有學者從改善培養(yǎng)基方面降低生產成本[14]，例如用魔芋粉制成培養(yǎng)基，培養(yǎng)的馬鈴薯試管苗平均株高、葉片數(shù)、莖葉鮮重增加；用聚乙烯發(fā)泡材料、成型巖棉、蛭石、珍珠巖、沙、陶瓷纖維和植物纖維的扁平壓制塊作支撐材料有利于組培苗的生長。KOZAI等[15]提出了無糖組織培養(yǎng)技術，降低了污染，提高了組培苗移栽成活率以及商品苗的質量和產量。光照條件的改善對組織培養(yǎng)也起到舉足輕重的作用，徐志剛等[16]發(fā)現(xiàn)目前被廣泛使用的鹵素粉熒光燈的有效生理輻射能的分布與配比最不適用于植物補光，而稀土元素熒光燈是最理想的補光光源。

2.2國內外組織培養(yǎng)工廠化育苗技術的應用國內外農作物、花卉組培苗產業(yè)化已具有一定規(guī)模[17]。1960 年法國莫瑞爾（Morel） 用蘭花莖尖離體培養(yǎng)獲得脫毒植株后，建立了世界第一家蘭花組培苗工廠，使得花卉組培苗實現(xiàn)規(guī)?；a，目前世界上80%以上的蘭花是通過組織培養(yǎng)進行脫毒和快繁生產。20世紀80年代以來，通過組培能再生植物種類已有130 科1 500 種以上。據資料估計， 美國已建立起200多個生物工程公司，高薪聘請專家教授從事植物組培研究；英國有100多家生物工程研究機構，都開展了組織培養(yǎng)工作；日本把組培技術納入國家三大全新產業(yè)之一；以色列的本譯（Benzur ） 苗圃可提供100多種盆栽觀賞植物組培苗；荷蘭80%以上無性繁殖花卉種苗來自組培繁育。我國從20 世紀70 年代初開始組培技術的研究與推廣，目前處于國際領先水平。全國各地的農業(yè)、林業(yè)科研機構、院校以及大型的生物技術公司都設有組培室，部分?。ㄊ校┗虻貐^(qū)在花卉、蔬菜組培苗產業(yè)化已成規(guī)模。據統(tǒng)計，全國已建成葡萄、蘋果、香蕉、馬鈴薯、甘蔗、蘭花、桉樹等10余條快繁生產線，年供應試管苗上億株，其中香蕉等試管苗已進入國際市場。

2.3枸杞組織培養(yǎng)工廠化育苗技術的發(fā)展形勢分析

2.3.1 枸杞組織培養(yǎng)工廠化育苗的必然性。枸杞是一種具有較大經濟價值的特種經濟作物，目前，國內市場枸杞干果流通量每年在6萬t以上，枸杞產品已突破了傳統(tǒng)的中藥行業(yè)，正在向保健食品、醫(yī)藥和化妝品等行業(yè)拓展。隨著枸杞醫(yī)藥作用和保健功能的進一步明確，枸杞系列產品的不斷上市，人們對枸杞產品的特殊保健作用認同感和接受程度日益上升。同時許多制藥企業(yè)不斷研究開發(fā)以枸杞為主要原料的藥品和保健食品，對枸杞干粉、枸杞多糖、枸杞黃酮和枸杞籽油的需求量逐年增大。隨著枸杞產品需求量的劇增，市場對枸杞新品種、商品化枸杞苗的需求量也日益增大。

目前，枸杞之鄉(xiāng)中寧枸杞在長期栽培過程中形成了20多個品種，其中寧杞1號、寧杞2號、大麻葉、小麻葉等幾個品種種植面積較廣。由于農民的思想保守，主要通過自繁自育的方法獲得枸杞種苗，而商品化的枸杞苗木公司較少，而且這些公司生產種苗以扦插為主，這樣導致枸杞植株病毒不斷積累，種苗品質不斷下降。通過組織培養(yǎng)手段選育優(yōu)良植株的研究已取得進展，研究表明，組織培養(yǎng)工廠化生產技術是保持枸杞種苗優(yōu)良性狀的有效技術手段[18]。人們對枸杞新品種的需求促進了枸杞育種研究，近年來一些優(yōu)良的枸杞新品種通過了枸杞新品種認證，如無籽枸杞新品種“99-3”[19]，多倍體菜用枸杞新品種“天精3號”、“精杞4號”、抗鹽品種“鹽杞”、“蒙杞1號”、“先杞一號”、“青杞1號”都是值得開發(fā)的新品種。2012年中國科學院武漢植物研究所選育的國家級新品種“中科綠川1號”，具有早產性好、豐產性好、抗病蟲害能力強、適宜于機械采摘、適于制汁等鮮明的品種特性，有利于枸杞產業(yè)的發(fā)展。然而，目前所獲得的枸杞新品種均停留在育種試驗階段，還不能在短期內生產大量的種苗投入生產，致使枸杞新品種不能在短期內走入市場。

植物組織培養(yǎng)工廠化生產技術已經比較成熟并在國內外得到廣泛應用[20]，自20世紀90年代開始就有學者對枸杞組織培養(yǎng)技術進行研究，唐曉杰等[21]以枸杞、新疆枸杞、寧夏枸杞的種子為外植體進行組織培養(yǎng)快速繁殖技術研究，探索了最適宜的初代培養(yǎng)基、繼代培養(yǎng)基、生根培養(yǎng)基以及最佳移栽條件。王立英等[19]對新品種“99-3”組織培養(yǎng)快繁方法進行了報道，為新品種工廠化育苗提供了技術支持。

2.3.2 枸杞組織培養(yǎng)工廠化育苗需要解決的問題。盡管關于枸杞組織培養(yǎng)的研究很多，但應用的實例幾乎沒有。要進行工廠化育苗還面臨著很多問題：①組織培養(yǎng)技術的研究與推廣普及脫節(jié)。盡管國內有很多學者從事枸杞工廠化育苗技術的研究，在基質配制和加工、育苗環(huán)境因子控制、育苗技術方面取得了進展，但這些研究成果還沒得到推廣。②關鍵技術有待突破。國內研發(fā)的設備、設施盡管價格低，但性能還不穩(wěn)定，故障率較高，實現(xiàn)自動化存在問題。③設備價格高，投資成本大。組織培養(yǎng)工廠化育苗是集成設施生物技術、設施工程技術、設施智能控制技術和現(xiàn)代管理技術為一體的綜合體。設備價格昂貴，投資較大，同時育苗工廠消耗大量的水、電，運營成本高。④難以創(chuàng)建品牌商品苗。目前我國組織培養(yǎng)工廠化育苗生產企業(yè)的規(guī)模都較小，很難降低成本、抵御經營風險、提高苗木的品質、調動生產者的積極性。因此育苗企業(yè)必須擴大生產規(guī)模，按照市場經濟的需求，采用現(xiàn)代化企業(yè)經營，培育自己的品牌。

3 結語

枸杞新品種的開發(fā)和普及是保證枸杞行業(yè)健康發(fā)展的前提，若現(xiàn)有常用品種品質下降，而又沒有足夠的新品種種苗滿足市場需求，勢必會造成枸杞行業(yè)的脫節(jié)。一些發(fā)達國家在植物組織培養(yǎng)工廠化育苗方面已經積累了豐富的經驗，值得借鑒：①政府要加大扶持力度，培育龍頭育苗企業(yè)，通過政府引導，提高設施育苗的硬件配置水平，確保工廠化育苗的健康發(fā)展。②加強科研院所與企業(yè)的合作，建立行業(yè)標準，避免技術的研究與推廣應用之間的脫節(jié)。③綜合利用現(xiàn)代技術，提高設備的智能化水平，以提高自動化控制效率。④加強示范和宣傳，轉變種植者觀念，通過宣傳和示范，使生產者真正認識到工廠化育苗技術較傳統(tǒng)栽植技術具有無可比擬的優(yōu)越性。

參考文獻

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