我國(guó)薯蕷屬植物繁育技術(shù)研究進(jìn)展

李 勇，石曉東，高潤(rùn)梅

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，山西 太谷 030801)

·綜 述·

我國(guó)薯蕷屬植物繁育技術(shù)研究進(jìn)展

李 勇，石曉東，高潤(rùn)梅

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，山西 太谷 030801)

多數(shù)薯蕷屬植物是極具開發(fā)潛力的重要藥源植物，現(xiàn)有植物資源供不應(yīng)求，高效培育與大面積引種栽培是解決的主要途徑。筆者綜述了我國(guó)目前薯蕷屬植物的繁育技術(shù)，包括高產(chǎn)栽培技術(shù)體系及組織培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢(shì)，以期為薯蕷屬植物的良種選育和現(xiàn)有資源的保護(hù)與開發(fā)利用提供借鑒。

薯蕷屬；有性繁殖；無性繁殖；組織培養(yǎng)

薯蕷科(Dioscoreaceae)薯蕷屬(Dioscorea)植物，是廣泛分布于熱帶和亞熱帶地區(qū)的攀援性1年生或多年生草本［1］。全世界薯蕷科有10屬約650種，其中，薯蕷屬約600種，主要分布在東南亞、非洲及中美、南美等熱帶和亞熱帶地區(qū)，少數(shù)幾種分布于歐洲和北美洲。我國(guó)約有55種11變種1亞種，主要分布于長(zhǎng)江以南［2］。薯蕷屬植物多數(shù)具有發(fā)達(dá)的根狀莖，內(nèi)含用于合成甾體激素類藥物的薯蕷皂素，又稱薯蕷皂苷元。甾體激素類藥物可用于治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、心臟病、阿狄森氏病、紅斑狼瘡等，還具有止血、抗腫瘤、抗炎等功效［3］，因而倍受關(guān)注。

我國(guó)對(duì)薯蕷屬植物的利用歷史悠久，主要集中于藥用和食用2種用途。“薯蕷”一詞最早出現(xiàn)于我國(guó)古代的《山海經(jīng)》，漢代的《神農(nóng)本草經(jīng)》以及宋代的《圖經(jīng)本草》、《求薯蕷苗》、《種山藥》和明代的《本草綱目》、清代的《植物名實(shí)圖考》中均有記載，《神農(nóng)本草經(jīng)》中將山藥(D·opposita)列為上品。山薯(D·fordi)、褐苞薯(D·pesimilis)、參薯(D·alata)、黃獨(dú)(D·buibifera)、穿龍薯蕷(D·nipponica)、盾葉薯蕷(D·zingiberensis)、粉背薯蕷(D·colletii)、薯莨(D·cirrhosa)等植物也具有與山藥同等的藥用價(jià)值。此外，山藥、參薯、黃獨(dú)、五葉薯(D·pentaphylla)和日本薯蕷(D·japonica)等的根狀莖富含碳水化合物、17種氨基酸、糖類、礦物質(zhì)、維生素等，可作蔬菜食用［4］。

甾體藥物在世界范圍內(nèi)消費(fèi)量巨大，對(duì)甾體皂苷元的需求量與日俱增。尋找薯蕷皂苷元的新植物資源，提高薯蕷屬植物的栽培技術(shù)以增加薯蕷皂苷元含量，開展組織培養(yǎng)工作等，已成為當(dāng)今科學(xué)工作者的重要研究課題。目前，已開展了薯蕷皂苷元分離與鑒定的研究工作，以及對(duì)薯蕷植物生態(tài)地理學(xué)、分類學(xué)、形態(tài)解剖學(xué)、植物化學(xué)、引種栽培、組織培養(yǎng)、綜合利用等的系列研究［5］。近年來，我國(guó)對(duì)甾體激素生產(chǎn)日益重視，藥源植物——薯蕷資源供不應(yīng)求。因而培育高含量、高產(chǎn)量的品種，大面積引種栽培，是解決這一矛盾的主要途徑。筆者在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)目前我國(guó)薯蕷屬植物的繁育技術(shù)進(jìn)行了綜述，以期為我國(guó)薯蕷屬植物資源的保護(hù)和開發(fā)利用提供可靠的背景資料和技術(shù)借鑒。

1 薯蕷屬植物的栽培技術(shù)

歷代本草和各地方志的物產(chǎn)篇內(nèi)都有關(guān)于薯蕷屬植物的栽培記載，作為藥材的栽培記載最早見于漢代的《神農(nóng)本草經(jīng)》。我國(guó)現(xiàn)代對(duì)薯蕷植物全面而系統(tǒng)的研究始于1957年［1］。20世紀(jì)50年代后期，我國(guó)醫(yī)藥工作者與植物科學(xué)工作者合作，通過廣泛調(diào)查和研究，發(fā)現(xiàn)我國(guó)17種薯蕷屬植物含薯蕷皂苷元，且有些種類含量較高，填補(bǔ)了我國(guó)甾體激素藥物的空白［5］。1975年江蘇省植物研究所進(jìn)行了薯蕷屬植物的引種栽培研究，從云南、湖南、四川等地陸續(xù)引種栽培了盾葉薯蕷、叉蕊薯蕷(D·collettii)、粉背薯蕷、穿龍薯蕷、黃山藥(D· panthaica)、蜀葵葉薯蕷(D·althaeoides)等植物，不僅掌握了其生物學(xué)特性，積累了物候資料，同時(shí)對(duì)其繁殖材料、栽培方法、管理措施、最佳采集時(shí)間等進(jìn)行了研究［2］。近年來，國(guó)內(nèi)對(duì)薯蕷屬植物的栽培技術(shù)研究較多，在選地整地、繁殖方法、田間管理、病蟲害防治、施肥技術(shù)等方面都形成了比較完善的技術(shù)體系。

1.1 選地與整地

多數(shù)薯蕷屬植物喜光，并以根狀莖作為繁殖材料。因此，栽培地應(yīng)選背風(fēng)向陽、土層深厚、疏松肥沃、透水性強(qiáng)、保水排水條件較好、土壤肥力和有機(jī)質(zhì)含量高的砂質(zhì)壤土為宜，土壤pH呈中性至微酸性。最好選擇地勢(shì)稍高的地段種植。

整地可為植物生長(zhǎng)創(chuàng)造良好的、疏松的土壤環(huán)境。石炳謙等［6］認(rèn)為精細(xì)整地是種好黃姜的關(guān)鍵技術(shù)，屈曉宇等［7］也認(rèn)為整地對(duì)黃姜的栽培與生長(zhǎng)具有重要影響。播種前，先將土壤深翻25 cm～30 cm以上，反復(fù)耙地，粉碎土塊至平均粒徑3 cm以下，并盡可能去除田間的石塊、雜草。對(duì)于草多的地塊，可在翻耕前7 d用滅生性除草劑除草［8］；也可于上年入冬前將土壤深翻30 cm左右，第2年開春后整地作畦。

1.2 繁殖方法

薯蕷屬植物的傳統(tǒng)繁殖方法包括有性繁殖和無性繁殖。

1.2.1 有性繁殖

有性繁殖可擴(kuò)大繁殖系數(shù)，豐富后代的遺傳變異。經(jīng)多年栽培后的根狀莖薯蕷皂素含量高于無性繁殖，同時(shí)可解決無性繁殖中材料用量大、生產(chǎn)成本高、種性退化等問題，從而推動(dòng)薯蕷植物種植與皂素工業(yè)的發(fā)展。

1)種子采集。多數(shù)薯蕷植物的果熟期為8月至9月，但種子成熟期不一致?？捎诿磕?月至10月分批采收顏色鮮艷、健康無病蟲害的果實(shí)，攤放于陰涼通風(fēng)處晾曬1周后，再行暴曬。待蒴果開裂后，輕輕翻動(dòng)，讓種子自然脫落。除去癟粒、膜翅及其它雜質(zhì)，保留千粒重約9 g以上的優(yōu)質(zhì)種子。最后密封干藏，放于陰涼處備用。李世英等［9］認(rèn)為，用手觸摸蒴果的基部，如有突出感，則是優(yōu)質(zhì)種子。

2)播前預(yù)處理。薯蕷屬種子自然萌發(fā)率低，出苗緩慢且不整齊。目前，生產(chǎn)上多采用化學(xué)和物理方法對(duì)種子進(jìn)行處理。齊迎春等［10］將盾葉薯蕷的種子進(jìn)行常規(guī)層積或采用保濕方法處理3個(gè)月至4個(gè)月后，即可用于翌年春播。張淑華等［11］將穿龍薯蕷種子與濕砂按1∶3混合放于10℃以下層積處理20 d，可提早10 d出苗，出苗率高達(dá)85%.郭永兵等［12］發(fā)現(xiàn)腐殖酸可提高盾葉薯蕷種子的發(fā)芽率和整齊度，360 mg/L的腐殖酸顯著促進(jìn)幼苗的株高、根系和根冠比。楊利民等［13］認(rèn)為以4℃低溫砂層積60 d，或以100 mg/L赤霉素(GA3)進(jìn)行催芽處理利于穿龍薯蕷種子萌發(fā)。

3)播種與育苗。張友德等(1999)［14］通過研究發(fā)現(xiàn)，盾葉薯蕷3月中旬至4月中旬播種，出苗率最高，達(dá)40%～50%.播前用50%多菌靈500倍～1 000倍液、70%乙醇或0.1%KMnO4溶液進(jìn)行種子消毒處理。為了培育壯苗，在大棚或溫室內(nèi)育苗為宜。將大棚或溫室地塊做成寬1.2 m，高15 cm～25 cm的高畦或高床，床間留寬約30 cm的人行步道。播前1周澆足水，條播或撒播。播種溝深3 cm～10 cm，行距15 cm～25 cm，覆土2 cm后用木板鎮(zhèn)壓，床面蓋稻草或搭遮陽網(wǎng)。播后澆透水并保持床面濕潤(rùn)。15 d～30 d后種子發(fā)芽，50%以上的種子出苗時(shí)揭除覆蓋物進(jìn)行煉苗。小苗長(zhǎng)至約10 cm，長(zhǎng)出3片～4片葉時(shí)，疏去過密的弱苗與病苗，株距約5 cm.

4)移栽定植。出苗3個(gè)月左右，當(dāng)幼苗長(zhǎng)出3片葉時(shí)，即可出圃定植。起苗時(shí)應(yīng)不損傷苗根，盡量多帶土。選晴天進(jìn)行定植，栽苗深度根據(jù)苗的大小而定，一般為2 cm～3 cm，定植后澆足定根水［15］。

1.2.2 無性繁殖

薯蕷屬植物種子萌發(fā)率低，無性繁殖生長(zhǎng)周期短、見效快，栽培方法簡(jiǎn)單易行，目前仍是生產(chǎn)上的主要繁殖方法。

1)繁殖材料的選擇和處理。薯蕷屬植物一般都是以地下莖作為繁殖材料，有些種類如山藥等，葉腋部位產(chǎn)生的小鱗莖或珠芽也可作為無性繁殖的材料。譚林彩等［16］認(rèn)為菊葉薯蕷種苗塊莖的大小、品質(zhì)的好壞直接影響栽植后的成活率及產(chǎn)量，應(yīng)選塊莖粗0.5 cm，長(zhǎng)2 cm以上的種苗種植。楊昌武等［17］認(rèn)為選用粗壯、無損傷、無病蟲害的當(dāng)年生芽頭或有當(dāng)年生飽滿芽頭的根狀莖，可保證根狀莖的產(chǎn)量和品質(zhì)。徐興寶等［18］發(fā)現(xiàn)，穿龍薯蕷不同部位作繁殖材料，顯著影響出苗率和根狀莖產(chǎn)量。前段幼嫩根莖的出苗成活率最高，達(dá)95.5%；根莖中段的出苗率88.8%，老根出苗成活率僅44.4%.幼嫩根莖作繁殖材料的產(chǎn)量最高，其次為中間部分，老根莖的產(chǎn)量最低。植前將根狀莖切成5 cm～8 cm的小段，每段至少帶2個(gè)芽眼，切口處涂草木灰或蘸多菌靈、百菌清等化學(xué)藥劑進(jìn)行消毒處理，晾曬1 d～2 d，待切口愈合后，用適度的KMnO4溶液消毒后晾干待用。根莖可采用土窖砂藏和溝藏法儲(chǔ)藏。

2)栽植與育苗。春、秋季均可栽植，但以秋栽為好?？蓧旁浴显曰蜓ㄔ?，以壟栽最好。壟栽適于平地和水田，開溝作高壟，溝深視薯蕷植物種類和土壤狀況而定；壟高20 cm～30 cm，壟面寬60 cm，每壟種2行，行距20 cm～30 cm，株距10 cm～17 cm；種芽向上，覆土5 cm～10 cm.溝栽按30 cm的行距開溝，溝深13 cm，株距12 cm～17 cm，種芽向上，覆土7 cm.穴栽適于坡地，挖深15 cm～17 cm的穴，每穴放一根狀莖，覆土7 cm～8 cm［19］.種苗用量一般為2 250 kg/hm2～3 750 kg/hm2.張宗君等［20］的栽培方法是在10月中旬至土壤封凍前將母株根狀莖挖出，切成3 cm～5 cm長(zhǎng)的小段，每段根莖保留1個(gè)～2個(gè)芽胞；在苗床上按行距40 cm～60 cm，株距20 cm～30 cm，開深6 cm～8 cm的定植穴，將根莖放入，覆土6 cm～8 cm，稍鎮(zhèn)壓，澆水，之后覆蓋5 cm～8 cm厚的樹葉或草簾，用以防寒越冬；也可將種根埋入地窖，待翌年春季4月進(jìn)行移栽。

3)移栽與定植。當(dāng)幼苗長(zhǎng)至3片葉子即可進(jìn)行定植，起苗時(shí)不應(yīng)損傷苗根，盡量多帶土。選晴天定植，栽苗深2 cm～3 cm，定植后澆足定根水［15］。潘奇等［21］認(rèn)為定植壯苗是菊葉薯蕷優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的關(guān)鍵，定植標(biāo)準(zhǔn)是小塊莖長(zhǎng)3 cm，直徑在0.5 cm的幼苗，雙行定植，株距50 cm，行距50 cm，16 500株/hm2～19 500株/hm2，定植后澆多菌靈1 000倍液，以防止根腐病。覆蓋地膜可避免水分蒸發(fā)，保持土壤濕度，增加地溫，防止雜草生長(zhǎng)。

1.3 肥料的施用

基肥以農(nóng)家有機(jī)肥為主，配合施以氮、磷、鉀肥。根據(jù)土壤肥力狀況施入農(nóng)家有機(jī)肥15 000 kg/hm2～37 500 kg/hm2，復(fù)合肥 750 kg/hm2.硫酸鉀450 kg/hm2～750 kg/hm2，過磷酸鈣1 500 kg/hm2～2 250 kg/hm2，尿素750 kg/hm2；出苗后進(jìn)行追肥，以復(fù)合肥為主。生長(zhǎng)后期多施鉀肥利于皂素的積累。李伯剛等［22］的研究表明，硝酸鉀和復(fù)合肥對(duì)薯蕷皂甙元的含量無明顯影響，但硝酸鉀肥可顯著提高次生根莖的產(chǎn)量，增產(chǎn)率達(dá)37.5%.陳森米等［23］發(fā)現(xiàn)以焦泥灰和磷肥作基肥，復(fù)合肥作追肥，生長(zhǎng)后期加用少量鉀肥，盾葉薯蕷干片最高皂素含量可達(dá)4.33%.譚林彩等［16］根據(jù)菊葉薯蕷的生長(zhǎng)習(xí)性，挖寬、深不少于60 cm×70 cm的種植溝，施入農(nóng)家肥30 000 kg/hm2，磷肥1 500 kg/hm2～2 250 kg/hm2，復(fù)合肥750 kg/hm2，回填時(shí)一層肥一層土，回填后的溝變成定植的畦，畦高20 cm～30 cm.冉鋒杰等［24］發(fā)現(xiàn)施用適量磷鉀肥作底肥，能顯著提高盾葉薯蕷的產(chǎn)量，種植薯蕷不宜施用尿素作底肥，可將尿素作為追肥施用。

1.4 田間管理

1.4.1 中耕除草

植株出苗后，一般可采用人工中耕除草。要求淺耕，只疏松表面土壤即可。當(dāng)雜草生長(zhǎng)較多時(shí)結(jié)合人工拔除，或采用化學(xué)防除法，選用選擇性除草劑，20 d～30 d噴施1次，連續(xù)噴2次～3次根除雜草［16］。全生育期中耕除草約5次～6次，4月中旬發(fā)出新葉時(shí)除草1次，5月中旬除草1次，6月至8月中、下旬各除草1次，秋末冬初除草1次［25］。松土和除草宜同時(shí)進(jìn)行，一般在灌溉或雨后進(jìn)行，除草深度在幼苗生長(zhǎng)初期為2 cm～3 cm，速生期為4 cm～5 cm.第2年根莖易外露地表，宜結(jié)合拔草及時(shí)進(jìn)行人工培土，培土厚3.0 cm～4.5 cm［26］.

1.4.2 水肥管理

王振坤等［26］認(rèn)為應(yīng)根據(jù)土壤墑情適時(shí)灌水，忌土壤積水，造成根系腐爛，或莖葉枯黃凋萎。一般15 d左右灌水1次，始終保持床面潤(rùn)而不濕。苗高10 cm時(shí)，結(jié)合灌水追施腐熟人糞尿15.0 t/hm2～22.5 t/hm2，6月至7月追施磷酸二銨150 kg/hm2～300 kg/hm2.幼苗生長(zhǎng)期可根外追肥3次～4次，前期葉面噴施2 g/kg～3 g/kg尿素溶液，后期葉面噴施3 g/kg磷酸二氫鉀溶液。呂永亮等［27］認(rèn)為壟肥影響山藥生長(zhǎng)，塊莖生長(zhǎng)盛期追施氮、磷、鉀復(fù)合肥450 kg/hm2～750 kg/hm2；9月后在收獲前40 d，施少量速效氮肥以延長(zhǎng)藤蔓的生長(zhǎng)時(shí)間；后期根外噴施0.3%的KH2PO4溶液2次～3次，達(dá)到防衰增產(chǎn)的目的。

1.4.3 搭架

薯蕷屬是多年生纏繞性藤本，要想獲得高產(chǎn)，必須進(jìn)行搭架，這是田間管理的關(guān)鍵。苗高20 cm左右時(shí)搭架，山藥、穿龍薯蕷等的架高約2.0 m～2.5 m，盾葉薯蕷、菊葉薯蕷的架高約1.2 m～2.0 m.2株～3株植物之間插1根桿子，將相鄰的3根～4根桿子的上部綁在一起結(jié)為一棚，可防止架桿倒伏，便于除草和采種［25］。架子搭成人字形或水平形均可，一般水平形適宜平地，而人字形適宜山地［28］。將藤蔓按其纏繞方向引導(dǎo)上架。

1.4.4 病蟲害防治

病蟲害防治要堅(jiān)持預(yù)防為主、防治結(jié)合的原則，采用物理和化學(xué)相結(jié)合的方法。最好選用高效、低度、低殘留、廣譜性的農(nóng)藥，交替使用，以免產(chǎn)生抗藥性。

1)地上病蟲害防治。地上害蟲主要有斜紋夜蛾和蚜蟲。斜紋夜蛾可用天王星10%乳油1 000倍液或21%滅殺斃乳油2 000倍液進(jìn)行噴霧防治。蚜蟲可用50%辟蚜霧可濕性粉劑1 500倍液，10%萬靈可濕性粉劑 1 000倍液［22］或 40%樂果乳油1 000倍液［10］交替噴霧防治。病害主要有炭疽病和褐斑病。炭疽病可在播前或定植前用50%多菌靈300倍 ～500倍液浸種 15 min～30 min，或噴1∶1∶100波爾多液預(yù)防；發(fā)病初期可用甲基托布津800倍～1 000倍液進(jìn)行噴霧，連噴2次～3次，或在生長(zhǎng)期用65%～80%代森錳鋅600倍～1 500倍液進(jìn)行葉面噴霧防治。實(shí)行輪作，清潔田園，可預(yù)防褐斑?。?9］。發(fā)病前噴50%托布津800倍液，或波爾多液、殺菌王、萬家豐等進(jìn)行防治，隔7 d～10 d噴1次，連噴3次～4次［6］。發(fā)病后應(yīng)立即剪除病葉。

2)地下病蟲害防治。地下害蟲主要有蠐螬、地老虎等。可用90%敵百蟲或50%辛硫磷乳油與豆餅制成毒餌撒入田間或播種溝內(nèi)進(jìn)行誘殺，藥量為豆餅的1.2%；也可用50%辛硫磷乳油1 000倍～1 500倍液或90%敵百蟲1 000倍液進(jìn)行灌根防治。地下病害主要是根腐病，合理輪作，播前或定植前用50%多菌靈300倍～500倍液浸種；發(fā)病時(shí)用50%多菌靈可濕性粉劑500倍～1 000倍液，或根腐靈50 g～70 g兌水30 kg進(jìn)行灌根或噴施；及時(shí)挖除重病株及根部土壤，并用藥劑徹底消毒。

1.5 適時(shí)收獲

視用途確定收獲年限。用于種根，在第1年采挖，因?yàn)?年生植株發(fā)芽率高、質(zhì)量好，但皂素含量低、產(chǎn)量低。用于加工，最好在生長(zhǎng)3年以后采挖，因?yàn)楦o產(chǎn)量和薯蕷皂苷元含量會(huì)隨栽培年限的延長(zhǎng)而增加。最佳采收期一般在第1年霜降后至翌年的1月至2月，此時(shí)植株處于休眠期，塊莖內(nèi)養(yǎng)分充足、水分適中，產(chǎn)量最高且易于儲(chǔ)運(yùn)，但要避開在土壤封凍期采收。日本薯蕷、山藥、黃獨(dú)等的零余子可在其成熟掉落后采收。采挖最好在晴天進(jìn)行，先消除地上莖蔓、雜草及支架等，然后順壟采挖。用于種根的植株最好隨挖隨栽，也可在頭年挖出后放于細(xì)濕沙中儲(chǔ)藏，翌年春季栽植。采挖時(shí)注意不要折斷或碰傷根莖。

2 薯蕷屬植物組織培養(yǎng)技術(shù)

多數(shù)薯蕷屬植物種子飽滿度差、空秕率高、自然萌發(fā)率低，無性繁殖消耗了大量的種薯。因而，難以大規(guī)模進(jìn)行推廣。自20世紀(jì)70年代中期以來，研究者利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)對(duì)薯蕷屬植物進(jìn)行了快速繁殖和品種改良試驗(yàn)，以獲得生長(zhǎng)周期相對(duì)縮短、性狀穩(wěn)定、高產(chǎn)、抗病、塊莖形狀規(guī)則的植株［30-32］。目前，已進(jìn)行了器官、體細(xì)胞胚胎、愈傷組織與細(xì)胞的培養(yǎng)研究。

2.1 器官培養(yǎng)

多種薯蕷屬植物的器官培養(yǎng)體系等已經(jīng)建立，為薯蕷植物的快速繁育奠定了基礎(chǔ)［31］。陳鳳清等［32］以穿龍薯蕷微塊莖獲得完整的再生植株，MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 1.0 mg/L+3%蔗糖的芽誘導(dǎo)率高達(dá)86%；l/2 MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L+ 2%蔗糖+0.1%活性碳是最適生根培養(yǎng)基，生根率最高達(dá)95%.豐鋒等［33］以莖段為材料，對(duì)淮山藥進(jìn)行快速繁殖技術(shù)研究，發(fā)現(xiàn)MS+NAA 0.03 mg/L+KT 3.00 mg/L+Ad 5.00 mg/L+PVP l00 mg/L利于芽誘導(dǎo)，平均芽數(shù)3.54個(gè)，出芽率94.45%；MS+NAA 0.01 mg/L+KT 3.00 mg/L+Ad 7.5 mg/L+PVP 300 mg/L利于芽體增殖，平均增重2.97倍；MS+ IBA 0.20 mg/L+PVP 300 mg/L平均生根數(shù)達(dá)15.54條。夏頔等［34］以菊葉薯蕷的帶腋芽莖段誘導(dǎo)出完整植株，MS+6-BA1 mg/L+NAA 0.1 mg/L的芽苗誘導(dǎo)率達(dá)93.33%；1/2 MS+6-BA 0.2 mg/L+NAA 0.5 mg/L的生根率達(dá)89.73%；試管苗移栽成活率達(dá)98%以上。梁艷麗等［35］研究發(fā)現(xiàn)，帶節(jié)莖段是盾葉薯蕷的最適外植體；最佳誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS+6-BA 2 mg/L+NAA 0.2 mg/L；最佳增殖繼代培養(yǎng)基為MS+6-BA 2 mg/L+NAA 0.1 mg/L；最適生根培養(yǎng)基為1/2 MS+NAA 0.5 mg/L.

2.2 體細(xì)胞胚胎培養(yǎng)

20世紀(jì)80年代，一些研究者對(duì)薯蕷植物體細(xì)胞胚胎培養(yǎng)進(jìn)行了研究，指出單子葉植物體胚培養(yǎng)要獲得成功，必須選擇正確的細(xì)胞愈傷組織類型。如，選擇在半固化培養(yǎng)基上穩(wěn)定生長(zhǎng)的培養(yǎng)體。目前，有些種離體培養(yǎng)胚胎的萌發(fā)率可達(dá)100%.薯蕷屬植物體胚培養(yǎng)的再生植株，葉形、大小和倍性水平變異很大，從二倍體到多倍體到非整倍體，偶見白化突變型和花葉植株［30］。雖然現(xiàn)在利用體胚培養(yǎng)還不可能進(jìn)行薯蕷植物的大量、快速繁殖，但是利用體胚培養(yǎng)所獲得的優(yōu)良個(gè)體作為育種和細(xì)胞、組織培養(yǎng)的起始材料仍有一定意義［31］。

2.3 愈傷組織培養(yǎng)

愈傷組織生長(zhǎng)速度快，具有合成目的次生代謝物的全能性，常用作藥用植物細(xì)胞工程的研究。建立組織培養(yǎng)體系一般分為3步:

1)從植物體各部分誘導(dǎo)愈傷組織無性系。2)建立無性系生長(zhǎng)體系。

3)篩選出生長(zhǎng)快、次生代謝物生長(zhǎng)能力強(qiáng)的無性系并確定基本培養(yǎng)條件。

愈傷組織的誘導(dǎo)首先要選擇適合的外植體，一般選擇根狀莖、根莖、幼葉、葉柄、莖段、種子等部位。目前，國(guó)內(nèi)愈傷組織和細(xì)胞培養(yǎng)的藥用薯蕷植物有黃獨(dú)［30］、菊葉薯蕷［31］、盾葉薯蕷［35-37］、薯蕷［38］、黃山藥［39］、穿龍薯蕷［40］等。

2.4 細(xì)胞培養(yǎng)

近40年來，植物細(xì)胞培養(yǎng)發(fā)展迅速。有試驗(yàn)證明，植物細(xì)胞培養(yǎng)可以通過改變培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件，或者添加前體及調(diào)節(jié)合成途徑等方法，達(dá)到提高培養(yǎng)細(xì)胞的生長(zhǎng)速率和次生代謝產(chǎn)物含量的目的［31］。畢世榮等［41］在三角葉薯蕷細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)加入 PSY2(八氫番茄紅素合成酶抑制劑)可增加薯蕷皂素的含量。我國(guó)已開展盾葉薯蕷高皂素含量植株的細(xì)胞連續(xù)培養(yǎng)研究［31］。三角葉薯蕷的細(xì)胞培養(yǎng)正向工廠化方向過渡［30］。

3 思考與展望

為加快薯蕷皂苷的工業(yè)化生產(chǎn)，并有效保護(hù)薯蕷屬現(xiàn)有的植物資源，今后應(yīng)集中進(jìn)行如下的研究工作。

3.1 加強(qiáng)薯蕷屬植物高效培育技術(shù)的研究

目前，薯蕷屬的人工栽培僅限于科學(xué)管理、繁殖方式等方面，植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)方面的研究較少。應(yīng)加強(qiáng)開發(fā)經(jīng)濟(jì)高效的專用肥，達(dá)到少肥多產(chǎn)的目的。對(duì)薯蕷屬植物的種質(zhì)資源開展系統(tǒng)分類研究，淘汰皂素含量低和適應(yīng)性差的類型，篩選出皂素含量高、質(zhì)量好、適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)良類型。對(duì)薯蕷屬植物農(nóng)藝性狀與皂素含量相關(guān)性進(jìn)行深入研究，歸納出優(yōu)良類型共有的宏觀性狀和篩選標(biāo)準(zhǔn)，建立大田選種的理論依據(jù)，以便對(duì)現(xiàn)有混合群體中的優(yōu)良類型迅速純化，既可提高產(chǎn)量和質(zhì)量，又為新品種培育打下基礎(chǔ)。除傳統(tǒng)育種外，還可進(jìn)行多倍體育種、花藥培養(yǎng)以獲得純合體、利用多種生物技術(shù)手段誘導(dǎo)和篩選突變體等方面的研究。運(yùn)用組織培養(yǎng)技術(shù)，選擇適宜的培養(yǎng)條件，是進(jìn)行薯蕷屬植物種苗生產(chǎn)、品種培育的有效途徑，也是工業(yè)化薯蕷皂苷生產(chǎn)的有效途徑［2，42-43］。

3.2 提高薯蕷屬植物綜合利用程度

我國(guó)目前對(duì)于薯蕷屬植物的利用水平較低，對(duì)薯蕷屬植物化學(xué)成分、藥理方面的應(yīng)用研究并不多。很多小型加工企業(yè)，由于技術(shù)落后、資金缺乏，仍采用落后的加工工藝生產(chǎn)薯蕷皂素，不僅產(chǎn)率低，而且造成資源嚴(yán)重浪費(fèi)。生產(chǎn)廠家只注重皂素生產(chǎn)，薯蕷體內(nèi)所含的淀粉、纖維素及其它一些生理活性物質(zhì)未得到有效利用；莖、葉、果中的一些苷類物質(zhì)也未被合理利用。在加工利用方面，開發(fā)的產(chǎn)品較單一，中間體仍以皂素生產(chǎn)為主，綜合利用程度低。德國(guó)已掌握雙烯合成技術(shù)，可綜合開發(fā)出200多種產(chǎn)品。我國(guó)目前僅能生產(chǎn)40多種產(chǎn)品。所以，只有改進(jìn)皂素提取工藝，開發(fā)新的利用途徑，延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，才能提高薯蕷屬植物的綜合利用程度［2］。

［1］ 劉 鵬，郭水良，呂洪飛，等.中國(guó)薯蕷屬植物的研究綜述［J］.浙江師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，1993，16 (4):100-106.

［2］ 徐有明，李雙來，郭治成，等.薯蕷屬植物基礎(chǔ)研究進(jìn)展與開發(fā)利用［J］.湖北林業(yè)科技，2005(3):37-41.

［3］ 丁志遵，唐世蓉，秦慧貞，等.甾體激素藥源植物［M］.北京:科學(xué)出版社，1983:14-108.

［4］ 李鵠鳴，張曉蓉，王菊鳳.我國(guó)薯蕷屬植物基礎(chǔ)研究進(jìn)展［J］.經(jīng)濟(jì)林研究，1999，17(2):43-45；48.

［5］ 李 翌.薯蕷屬13種植物繁殖特征比較及其組織培養(yǎng)的初步研究［D］.南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.

［6］ 石炳謙，李夢(mèng)春.黃姜高產(chǎn)栽培技術(shù)［J］.河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004(12):80-81.

［7］ 屈曉宇，李興惠.淺談黃姜栽培技術(shù)及其病蟲害防治［J］.農(nóng)民致富之友，2012(20):66-67.

［8］ 唐 軍.黃姜栽培技術(shù)［J］.四川農(nóng)業(yè)科技，2008 (11):35.

［9］ 李世英，劉致才.穿龍薯蕷種植技術(shù)［J］.陜西林業(yè)科技，2002(2):72-75.

［10］ 齊迎春，胡 誠(chéng)，譚遠(yuǎn)友，等.盾葉薯蕷的栽培技術(shù)研究［J］.氨基酸和生物資源，2003，25(1):42-43.

［11］ 張淑華，曹福賢，于晶霞.穿龍骨的開發(fā)前景及栽培技術(shù)［J］.經(jīng)濟(jì)作物，2006，196(6):24-25.

［12］ 郭永兵，李 峰.腐殖酸對(duì)盾葉薯蕷種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響［J］.湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，46(2):256-258.

［13］ 楊利民，宋 波，韓 梅，等.不同處理方法對(duì)穿龍薯蕷種子萌發(fā)的影響［J］.中草藥，2013，44(6):755-759.

［14］ 張友德，張君芝，秦天才，等.黃姜有性繁殖研究［J］.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，18(1):8.

［15］ 劉湘林，望開平，付艷華，等.黃姜大棚有性繁殖規(guī)?；缂夹g(shù)［J］.作物雜志，2004(1):26-27.

［16］ 譚林彩，趙彥華.菊葉薯蕷栽培技術(shù)［J］.中國(guó)農(nóng)技推廣，2004(6):54.

［17］ 楊昌武，劉偉莉.三角葉薯蕷人工馴化栽培技術(shù)［J］.云南農(nóng)業(yè)科技，2005(5):33-34.

［18］ 徐興寶，徐 君，倪 薇，等.穿龍薯蕷栽培技術(shù)［J］.林業(yè)勘察設(shè)計(jì)，2009，152(4):89-90.

［19］ 張 勇，劉 剛，張吉昌，等.淺談黃姜的高產(chǎn)栽培技術(shù)［J］.陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2002(2):36；40.

［20］ 張宗君，王金閣.穿龍薯蕷栽培技術(shù)［J］.農(nóng)業(yè)與科技，2004，24(6):142；163.

［21］ 潘 奇，段華罡.墨西哥菊葉薯蕷高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培技術(shù)［J］.廣西熱帶農(nóng)業(yè)，2005(2):40-41.

［22］ 李伯剛，陳建中，周 瑾.不同肥料對(duì)黃山藥根莖產(chǎn)量和薯蕷皂苷元含量的影響［J］.天然產(chǎn)物研究與開發(fā)，200l，13(4):27-29.

［23］ 陳森米，王日照，周振民，等.盾葉薯蕷試管苗種植施肥初探［J］.中國(guó)種業(yè)，2003(4):32-33.

［24］ 冉鋒杰，肖杰易，申明亮，等.盾葉薯蕷底肥配比研究［J］.現(xiàn)代中藥研究與實(shí)踐，2011，25(2):20-21.

［25］ 張學(xué)榮，李向民，曹英鳳，等.盾葉薯蕷種苗培育技術(shù)［J］.陜西林業(yè)科技，2001(4):73-76.

［26］ 王振坤，張杰，潘水站，等.隴南穿龍薯蕷育苗技術(shù)［J］.甘肅農(nóng)業(yè)科技，2013(12):48-50.

［27］ 呂永亮，張桂玲.山藥無公害栽培技術(shù)［J］.吉林蔬菜，2008(2):36-37.

［28］ 莫永鳳.墨西哥菊葉薯蕷的生長(zhǎng)習(xí)性及高產(chǎn)栽培技術(shù)［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2014(2):128；131.

［29］ 袁建波，徐嘉科，石建平，等.薯蕷栽培技術(shù)［J］.林業(yè)實(shí)用技術(shù)，2007(11):31-32.

［30］ 徐向麗.薯蕷植物組織培養(yǎng)研究進(jìn)展［J］.湖南林業(yè)科技，2000，27(1):5-8.

［31］ 張 蓉.盾葉薯蕷和菊葉薯蕷快速繁殖技術(shù)研究［D］.西安:陜西師范大學(xué)，2010.

［32］ 陳鳳清.穿龍薯蕷的快速繁育、RAPD鑒定及有效成分分析的研究［D］.長(zhǎng)春:東北師范大學(xué)，2007.

［33］ 豐 鋒，葉春海，王耀輝，等.淮山的組織培養(yǎng)與快速繁殖［J］.仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，20(1):24-28.

［34］ 夏 頔，李向民，張 蓉.菊葉薯蕷莖段離體快速繁殖技術(shù)研究［J］.中藥材，2010，33(4):496-498.

［35］ 梁艷麗，趙慶云，謝世清.盾葉薯蕷組培快繁技術(shù)研究［J］.長(zhǎng)江蔬菜，2010(2):10-12.

［36］ 李光明，劉文海.盾葉薯蕷組織培養(yǎng)快速繁殖技術(shù)的優(yōu)化研究［J］.湘潭師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2005，27(4):45-48.

［37］ 周雄祥，肖建洲.盾葉薯蕷組培快繁技術(shù)研究［J］.長(zhǎng)江蔬菜(學(xué)術(shù)版)，2010(4):8-10.

［38］ 李朝煒，姚 彬，王琳珊，等.薯蕷不同外植體愈傷組織培養(yǎng)的研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40(25): 12 343-12 344；12 350.

［39］ 馬 林，楊國(guó)濤，李 軍.黃山藥愈傷組織的誘導(dǎo)與分化［J］.廣西植物，2006，26(1):97-100.

［40］ 羅鳳霞，祝朋芳，周廣柱，等.穿龍薯蕷的組織培養(yǎng)研究［J］.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，35(1):4-6.

［41］ 畢世榮，張忠福，蘇成端，等.高含量薯蕷皂素植株的細(xì)胞克?。跩］.天然產(chǎn)物研究與開發(fā)，1997，9(4):1-6.

［42］ 董靜洲，易自立，蔣建雄.盾葉薯蕷綜合研究概況［J］.湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004(2):84-88.

［43］ 張樹鑫，周錄英，于元杰.穿龍薯蕷研究進(jìn)展［J］.分子植物育種，2005，3(1):107-111.

Research Development of Reproduction and Cultivation of Dioscorea spp.in China

Li Yong，Shi Xiaodong，Gao Runmei
(Forestry College，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China)

Most species in Dioscorea are important medicinal plants with higher explored potential.The limited wild amounts of these plants are far from the resource-starved market needs，while it could be resolved by efficient reproduction and cultivation in large area.In this paper，we summarized technology development of reproduction and cultivation of Dioscorea spp.in China，including technique systems of high-yield cultivation and tissue-culture technology to provide basic reference for breeding of Dioscorea spp.，and help to the protection and utilization of these plants.

Dioscorea；Sexual reproduction；Asexual reproduction；Tissue culture

S567.2

A

1007-726X(2015)04-0044-06

2015-06-19

山西農(nóng)業(yè)大學(xué)育種基金項(xiàng)目(2014YZ2-3)

李 勇(1989— )，男，山東青島人，山西農(nóng)業(yè)大學(xué)在讀碩士。

石曉東(1976— )，男，山西文水人，2005年畢業(yè)于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)，副教授。