君子蘭組織培養(yǎng)研究進展

王 紀，張 敏，黃利斌

（1.南京曉莊學院，江蘇 南京 211171；2.江蘇省林業(yè)科學研究院，江蘇 南京 211153）

君子蘭組織培養(yǎng)研究進展

王 紀1，張 敏2，黃利斌2

（1.南京曉莊學院，江蘇 南京 211171；2.江蘇省林業(yè)科學研究院，江蘇 南京 211153）

對君子蘭組織培養(yǎng)中外植體選擇與消毒、外植體褐化問題、外植體主要誘導技術(shù)及組織培養(yǎng)苗生根移栽等方面進行了論述，同時提出今后的研究展望，以期為建立君子蘭高效組織培養(yǎng)體系及工廠化育苗提供參考。

君子蘭；組織培養(yǎng)；外植體；褐化；誘導；移栽；展望

植物組織培養(yǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，對植物種苗繁育以及育種領域的工作產(chǎn)生了重大的影響。這項技術(shù)應用在君子蘭上的主要目的是進行植株擴繁及優(yōu)良品種選育。早在1984年，劉敏就做了君子蘭微繁殖的報道［1］。后來的學者又利用君子蘭的不同品種，在不同的外植體類型、外植體滅菌消毒、褐變、培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件以及生根技術(shù)等各方面開展大量研究，取得了一定的研究結(jié)果［1－9］。現(xiàn)結(jié)合實踐經(jīng)驗和國內(nèi)外有關文獻對君子蘭組織培養(yǎng)技術(shù)的研究進展進行詳述。

1 外植體材料的選擇

外植體類型是影響植物組織培養(yǎng)效果的首要因素。在君子蘭組織培養(yǎng)過程中，使用過的外植體有：成熟胚、未成熟胚、子房、花托、花絲、花瓣、葉片、莖段、莖尖、根等［1－14］。1984年劉敏等以花蕾期的花瓣及未成熟胚珠為材料，成功獲得再生植株［1］。之后何奕昆以君子蘭子房為材料從子房壁上誘導出愈傷組織繼而分化成再生植株［3］。鄧小敏等以不同品種的君子蘭種子為材料，進行離體培養(yǎng)獲得愈傷組織并能大量分化成苗［7］。劉福平等分別用無菌君子蘭幼苗的莖尖、葉片和根為外植體誘導出愈傷組織，其中莖尖誘導率最高超80%［4］。還有研究者用缽栽苗莖尖和葉片為材料也成功誘導出再生小植株，并發(fā)現(xiàn)葉片的不同部位對再生能力的影響很大，基部再生能力最強，前端最差，中部處在二者之間［10］。

2 外植體材料的滅菌消毒

外植體材料的滅菌消毒是植物組織培養(yǎng)的第一步，也是外植體初代培養(yǎng)中關鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)。這一環(huán)節(jié)決定了組織培養(yǎng)工作能否進行下去。君子蘭外植體材料的滅菌，一般的處理方法是：流水沖洗→70%～75%酒精浸泡→無菌水沖洗→0.1%升汞浸泡→無菌水沖洗。但由于升汞的劇毒性，國外多已不用，而以其他滅菌劑取代之，例如NaClO［10－14］。但君子蘭外植體消毒的系統(tǒng)研究還未見報道，不同類型外植體的消毒方法也沒有總結(jié)，只是提到種子的消毒一般是流水沖洗5～10 min→70%酒精30～60 s→0.1%升汞5～15 min→無菌水沖洗5～8次→接種；葉片消毒方法：0.1%升汞10 min→無菌水沖洗4～5次［6－14］。

3 關于褐變問題

植物組織培養(yǎng)過程中外植體變褐死亡是誘導分化和再生芽產(chǎn)生的重大障礙，植物組織細胞中的酚類物質(zhì)被氧化后產(chǎn)生棕褐色的醌類物質(zhì)，使組織變成褐色。在離體培養(yǎng)過程中，這類物質(zhì)擴散到培養(yǎng)基中，致使外植體生長受到抑制以致死亡，導致培養(yǎng)失?。?1］。趙妮等以2年生大花君子蘭實生苗為試驗材料，對其組織培養(yǎng)過程中褐化的發(fā)生及防止措施作了探討，結(jié)果證明褐化發(fā)生與葉片接種方式、培養(yǎng)基中激素種類有關，方差分析結(jié)果呈極顯著，極差分析表明，君子蘭葉片接種方式對防止褐變作用最大，2，4-D和BA對防止葉片褐變作用次之［6］。

影響植物組織培養(yǎng)中褐變的因子很多，如植物的種類，外植體取材部位及生理狀態(tài)，培養(yǎng)基成分，培養(yǎng)條件等，一般減輕褐變應選擇幼齡的外植體、培養(yǎng)基中采用較低濃度的無機鹽、合適的激素種類等，光照過強、溫度過高也會加強褐變的產(chǎn)生［15］。

在君子蘭組織培養(yǎng)過程中可以結(jié)合上述因素對褐變加以系統(tǒng)研究。從而找到防止褐變發(fā)生的最佳方法。

4 培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件

學者們認為適合君子蘭組織培養(yǎng)的基本培養(yǎng)基是MS培養(yǎng)基［1－14］，從目前諸多的研究中可以看出，用于君子蘭組織培養(yǎng)的激素有細胞分裂素類和生長素類，常用的細胞分裂素有6-BA，KT和ZT，常用的生長素類有NAA，IBA和2，4-D。激素種類、濃度和不同組合對君子蘭外植體的誘導、增殖、分化、生根起著主導作用［15］。不同的品種、不同的外植體對激素的種類、濃度及其組合要求也不同［8］。因此有關君子蘭組織培養(yǎng)的許多試驗主要集中在有關激素調(diào)節(jié)方面。

現(xiàn)將目前已有報道的君子蘭組織培養(yǎng)快繁的研究配方總結(jié)如下（見表1）。

表1 君子蘭組織培養(yǎng)的幾種配方

5 生根與移栽

君子蘭組織培養(yǎng)研究表明，生根有2種方式，一種是直接在分化培養(yǎng)基上生根，另一種是將無根芽苗轉(zhuǎn)移到專門的生根培養(yǎng)基上培養(yǎng)生根［4－5，10］。具體的生根培養(yǎng)基配方見表1。當試管苗生根培養(yǎng)長出小葉3～4片后，就可進行試管苗的移栽了。移栽時注意經(jīng)過7～14 d的煉苗后再進行正常的栽培管理［16］。

6 問題與展望

君子蘭是多年生常綠草本植物，可觀可賞，全株入藥。除美化環(huán)境外，還有一定的藥用價值［18］。君子蘭植株體內(nèi)含有石蒜堿和君子蘭堿，還含有微量元素硒，藥物工作者利用含有這些化學成分的君子蘭株體進行科學研究，用來治療癌癥、肝炎病、肝硬化腹水和脊髓灰質(zhì)病毒等。通過試驗證明，君子蘭葉片和根系中提取的石蒜堿，不但有抗病毒作用，而且還有抗癌作用［18］。植物次生代謝與調(diào)控正在受到越來越多專家的關注，君子蘭株體中含有的抗病毒及抗癌的物質(zhì)有些就屬于次生代謝物，而這些代謝物很難在體外合成，因此對君子蘭次生代謝的研究是今后組織培養(yǎng)的重要方向。

雖然人們在君子蘭組織培養(yǎng)方面取得了一定進展，也成功建立過植株再生體系，但其研究結(jié)果存在很大差異，難以建立一套完整、高效、通用的植株再生體系［16］。另外，君子蘭體細胞胚胎發(fā)生途徑的研究還未見報道，因此，需要加強研究，找到不同品種、不同外植體最適的培養(yǎng)基配方；需要在組織培養(yǎng)過程中進行培養(yǎng)基篩選、機理研究，來建立一套完善的植株再生體系，為君子蘭優(yōu)良植株的擴繁提供依據(jù)。

鑒于現(xiàn)有的研究成果還未在生產(chǎn)實踐中轉(zhuǎn)化，工廠化育苗的開展更無從談起。組織培養(yǎng)苗都是在培養(yǎng)環(huán)境最佳情況下獲得的，需要經(jīng)過煉苗后才能適應外界的環(huán)境。而關于煉苗移栽方面的研究也很少，這也是今后君子蘭組織培養(yǎng)研究的方向。

［1］ 劉 敏，舒金生.垂笑君子蘭的組織培養(yǎng)［J］.園藝學報，1984，11（1）：47-49.

［2］ 劉 敏.幾種觀賞花卉的組織培養(yǎng)［J］.武漢植物學研究，1987，5（1）：93-95.

［3］ 何奕昆.幾種植物的組織培養(yǎng)及植株再生研究［J］.南充師院學報，1988，9（4）：279-95.

［4］ 劉福平，林麗仙，鄭明瓊，等.君子蘭組織培養(yǎng)［J］.亞熱帶植物通訊，2000，29（3）：50-51.

［5］ 夏萬由.君子蘭無性系組培繁殖試驗研究［J］.種子，2004，23（5）：57-58.

［6］ 趙 妮，鄒志榮，劉青林.君子蘭葉片組織培養(yǎng)研究初報［J］.陜西農(nóng)業(yè)科學，2005（4）：51-52.

［7］ 鄧小敏，雷家軍，薛晟巖.君子蘭種子離體培養(yǎng)的研究［J］.北方園藝，2008（2）：201-203.

［8］ 邢桂梅，吳海紅，徐興偉，等.君子蘭組織培養(yǎng)研究［J］.園藝與種苗，2011（4）：104-107.

［9］ 王 沖，雷家軍，邢桂梅，等.君子蘭未成熟胚四倍體誘導及染色體數(shù)鑒定［J］.園藝學報，2011，38（7）：1371-1376.

［10］關麗霞.君子蘭試管苗葉片植株再生的影響因素研究［J］.北方園藝，2013（9）：114-116.

［11］Wang Q M，Wang Y Z，Sun L L，et al.Direct and indirect organogenesis of Clivia miniata and assessment of DNA methylation changes in various regenerated plantlets［J］.Plant Cell Report，2012，31（7）：1283-1296.

［12］Wang Q M，Gao F Z，Gao X，et al.Regeneration of Clivia miniata and assessment of clonal fidelity of plantlets［J］.Plant Cell，Tissue and Organ Culture，2011，109（2）：191-200.

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［14］邢桂梅，畢曉穎，雷家軍.君子蘭花器官離體培養(yǎng)［J］.園藝學報，2007，34（6）：1563-1568.

［15］曹孜義.實用植物組織培養(yǎng)技術(shù)教程［M］.蘭州：甘肅科學出版社，2001.

［16］葉露瑩.君子蘭組織培養(yǎng)與快繁技術(shù)研究進展［J］.亞熱帶農(nóng)業(yè)研究，2006，2（3）：231-233.

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［18］陳宣耀.長春君子蘭精品賞析與培育［M］.沈陽：遼寧科學技術(shù)出版社，2004.

Review of research progress in Clivia miniata tissue culture

WANG Ji1，ZHANG Min2，HUANG Li-bin2

（1.Nanjing Xiaozhuang University，Nanjing 211171，China；2.Jiangsu Academy of Forestry，Nanjing 211153，China）

We reviewed the research progress in the tissue culture techniques forClivia miniata，which involved the choice and disinfection，browning of explants，culture conditions，regenerated plantlet rooting and transplanting.By analyzing extent problems，we also gave a future prospect of the plant tissue the culture techniques，which would provide references for industrialized the culture and breeding ofClivia miniata.

Clivia miniata；Tissue cuture；Explant；Browning；Induction；Transplant；Prospect

S682.1＋3

A

10.3969／j.issn.1001－7380.2015.04.009

1001－7380（2015）04－0038－03

2015-05-12；

2015-07-02

江蘇省農(nóng)業(yè)三新工程項目“彩葉君子蘭高效繁育技術(shù)示范”（SXGC［2014］295）

王 紀（1981－），女，江蘇南京人，實驗師，博士，從事植物組織培養(yǎng)研究。