黃芪組織培養(yǎng)研究進展

張英　劉宇麒　宗憲春

摘要 黃芪具有很高的經(jīng)濟價值和藥用價值，黃芪組織培養(yǎng)在理論和實踐中都具有非常重要的意義。主要對近幾年來黃芪組織培養(yǎng)的研究進行了綜述，一方面闡述了黃芪組培過程中不同部位的外植體選取、培養(yǎng)條件、培養(yǎng)基種類、激素種類對組織培養(yǎng)結果的影響，另一方面闡述了黃芪生根培養(yǎng)、組培苗移栽的影響因素，并對目前存在的問題及未來的發(fā)展前景加以探討，以期為黃芪組織培養(yǎng)的研究提供參考。

關鍵詞 黃芪；組織培養(yǎng)；培養(yǎng)基

中圖分類號 S567.239 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）07-0068-02

Abstract Radix Astragali has a high economic value and medicinal value.The tissue culture of Radix Astragali is very important in theory and practice.The advances of Radix Astragali tissue culture was summarized.On the one hand，the types of explant，culture condition and basic medium and the effect of hormone on tissue culture were discussed，on the other hand，the influence factors of root culture and transplanting of tissue culture seedlings were discussed.In order to provide some references for the research of tissue culture of Radix Astragali，the existing problems and the future development prospects were discussed.

Key words Radix Astragali；tissue culture；culture media

黃芪（Radix Astragali）是豆科（Leguminosae）蝶形花亞科（Papilionoideae）黃芪屬多年生草本植物，具有很高的藥用價值和經(jīng)濟價值[1]。在我國的南北各省區(qū)均有分布，種類高達278種[2]?，F(xiàn)代醫(yī)學研究表明，黃芪的有效成分是皂苷、黃酮和多糖類物質(zhì)，具有增強機體免疫功能、抗衰老、抗腫瘤、抗病毒等作用[3]。鑒于黃芪集各種藥效于一身，國內(nèi)外市場對黃芪的需求量逐步增加，另外由于人們長期地過度采伐野生黃芪以及生態(tài)環(huán)境的破壞，造成黃芪資源幾近枯竭，加之黃芪栽培品種因病蟲害的影響，品質(zhì)和產(chǎn)量均有所下降，因此黃芪再生體系建立的研究，可以縮短人工栽培黃芪周期的同時，可大量繁殖黃芪幼苗，從而實現(xiàn)黃芪種苗規(guī)模化生產(chǎn)。目前，有許多關于黃芪再生體系建立的研究的報道，本文從外植體類型、培養(yǎng)條件、培養(yǎng)基種類、激素種類、生根培養(yǎng)、組培苗移栽幾個方面綜述了黃芪愈傷組織培養(yǎng)技術的研究現(xiàn)狀。

1 黃芪愈傷組織的誘導

1.1 外植體的選擇

在植物的組織培養(yǎng)中，決定組織培養(yǎng)成功與否的關鍵在于外植體的選擇，根據(jù)植物細胞全能性學說，任何有生命的植物組織在適宜的條件下都可以發(fā)育成完整的植株，但由于生長環(huán)境、生長狀態(tài)、發(fā)育階段及發(fā)育部位等的不同，外植體在形態(tài)及生理生化等面存在一定的差異，因此篩選出愈傷組織誘導率高的器官作為黃芪組織培養(yǎng)的外植體尤為重要。在黃芪的組織培養(yǎng)中，最理想的外植體選擇為種子、嫩莖、幼葉及胚培養(yǎng)幼苗。

趙秀娟等[4]人研究結果表明雖然蒙古黃芪種子萌發(fā)速度比較快，是作為誘導愈傷組織的很好材料，但是蒙古黃芪種子發(fā)芽率較低，僅為55.8%，不利于蒙古黃芪的大規(guī)模種植。在以葉片為外植體進行愈傷組織誘導中，葉片在MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 2.0 mg/L培養(yǎng)基上的誘導率達83.3%。在以下胚軸為外植體進行愈傷組織誘導中，下胚軸在MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 2.0 mg/L培養(yǎng)基上誘導率達100%。周吉林[5]分別用一定濃度的濃硫酸、H2O2和滅菌的自來水這些不同的物質(zhì)處理黃芪種子，結果表明用98%的濃硫酸浸泡3 min后黃芪種子萌發(fā)率最高并且獲得很好狀態(tài)的愈傷組織。包英華等[6]以子葉和下胚軸為外植體并培育出無菌苗。馬偉明等[7]人研究發(fā)現(xiàn)在使用不同生長激素配比的條件下，葉片的誘導率均高于莖段，可見黃芪的葉片可以作為愈傷組織誘導中外植體的最佳選擇。趙慶芳等[8]在通過添加不同激素配比的MS培養(yǎng)基試驗中，得出下胚軸在MS+6-BA 0.5 mg/L或1.0 mg/L+NAA 0.15 mg/L中的誘導率可達100%，證明下胚軸是誘導愈傷組織的最佳外植體。張 強等[9]人認為以子葉作為外植體誘導的愈傷組織更為優(yōu)良。

1.2 培養(yǎng)基的選擇

外植體生長發(fā)育的營養(yǎng)來源主要來源于培養(yǎng)基，不同的植物所需營養(yǎng)成分各不相同，選擇適宜的培養(yǎng)基對植物的組織培養(yǎng)起著非常重要的作用。植物組織培養(yǎng)中的培養(yǎng)基類型一般為MS培養(yǎng)基，但最適合的培養(yǎng)基的選擇會因培養(yǎng)目的的不同、培養(yǎng)途徑的不同，培養(yǎng)階段的不同、外植體選擇不同而有所不同。

包英華等[6]研究了在相同條件的蒙古黃芪葉片、子葉、下胚軸的3種外植體，以MS、B5、White、LS等4種不加激素的培養(yǎng)基作為基本培養(yǎng)基對誘導黃芪愈傷組織的的影響，結果表明高鹽成分培養(yǎng)基MS是葉片、下胚軸誘導愈傷組織最適宜培養(yǎng)基。而LS培養(yǎng)基是子葉誘導愈傷組織最適宜培養(yǎng)基。王秀杰等[10]人結果表明，在MS培養(yǎng)基中添加0.8%的瓊脂有利于營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。

1.3 植物激素的選擇

植物激素被廣泛地應用于植物組織培養(yǎng)中，它主要包括細胞分裂素、生長素等，生長素的主要作用是誘導培養(yǎng)物細胞分裂、增殖、愈傷組織形成以及根的分化，細胞分裂素的主要作用是促進細胞分裂和器官分化、終止種子和芽的休眠等方面起著重要作用，細胞分裂素、生長素的搭配可以誘導植物脫分化形成愈傷組織。不同的植物對植物生長調(diào)節(jié)劑的種類和濃度的反應不盡相同。在黃芪的組織培養(yǎng)中，主要以2，4-D、NAA作為生長素，以6-BA作為細胞分裂素。

王秀杰等[10]以MS為的研究以作為基本培養(yǎng)基，研究了以2，4-D、NAA及6-BA的不同濃度、不同配比對愈傷組織誘導的影響，結果表明以0.5 cm黃芪無菌苗的下胚軸作為外植體，在MS培養(yǎng)基中加入2，4-D 2.0 mg/L+6-BA 0.5 mg/L或在MS培養(yǎng)基中加入NAA 3.0 mg/L+6-BA 0.5 mg/L，愈傷組織誘導率均達到100%。馬偉明等[7]人研究表明：只要添加不同激素的培養(yǎng)基均能誘導出黃芪愈傷組織，如果不添加任何激素的培養(yǎng)基上無愈傷組織形成，最終確定適合黃芪愈傷組織誘導的最佳培養(yǎng)基配比為MS+6-BA 2.0 mg/L+2，4-D 1.0 mg/L +NAA 1.0 mg/L。而6-BA在用于黃芪愈傷組織芽誘導中起到重要的作用，IBA和NAA在不定芽誘導過程中起協(xié)調(diào)作用，但當二者濃度過高時，對不定芽的誘導起抑制作用。在激素組合為6-BA 2.0 mg/L+IBA 0.2 mg/L+NAA 0.5 mg/L時，黃芪莖段和葉片愈傷組織不定芽誘導率均最高，分別為8%和18%總體來說，葉片不定芽誘導比莖段相對容易，誘導率也較高。包英華等[6]將NAA與6-BA配合添加在MS培養(yǎng)基上時，當6-BA和NAA濃度相同時（均為2.0 mg/L）葉片愈傷組織誘導率比較高，達87.5%，長勢也好，呈綠色或淺綠色，質(zhì)地堅硬，屬緊密性愈傷組織，并確定誘導葉片愈傷組織的最佳培養(yǎng)基為MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 2.0 mg/L。而當NAA濃度為 0.1 mg/L時，誘導率高，長勢也好；當6-BA 濃度為2.0 mg/L時，長勢好；當兩種激素配合時，最適合子葉愈傷組織誘導，且誘導率能達到100%。最適合下胚軸外植體愈傷組織誘導的最佳培養(yǎng)基為MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 2.0 mg/L。張 強等[9]人以子葉為外植體，在MS+6-BA 0.5mg/L及在MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.5 mg/L培養(yǎng)基上誘導愈傷組織效果最好。

1.4 培養(yǎng)條件

在黃芪組織培養(yǎng)過程中，溫度、光照、pH等環(huán)境因子是組織培養(yǎng)中重要的影響因素。張延紅等[11]證實培養(yǎng)基酸堿度對黃芪組織培養(yǎng)分化效果的影響很大，認為在黃芪短枝的繼代生長階段，培養(yǎng)基調(diào)為酸性（pH值5.8）較合適。并表明適宜的低溫有利于黃芪短枝的生長，以20 ℃培養(yǎng)效果最好。在光照的影響方面來看，研究認為黃光、藍光和紅光對華黃芪葉片的愈傷組織誘導有促進作用，藍光明顯促進愈傷組織增殖[12]。張愛娟等[13]等人研究確認蒙古黃芪在光培養(yǎng)條件中形成的愈傷組織比暗培養(yǎng)條件中形成的愈傷組織速度快。王秀杰等[10]人的研究結果表明在黃芪愈傷組織誘導過程中進行過光照，結果愈傷組織全部褐化，說明愈傷組織誘導過程中不能進行光照。

2 根的誘導

叢生芽的生根主要在于植物激素的選擇，IAA、NAA、IBA生長素具有明顯的促進不定根和側根發(fā)生和生長的作用。黃芪再生小苗生根較難，在設計了以1/2MS +IAA、IBA或NAA單獨或兩兩組合的13個培養(yǎng)基組合中，最終能夠誘導再生芽生根的培養(yǎng)基只有3種，且生根的時間長達30 d以上，在1/2MS+IAA 2.0 mg/L及1/2 MS+IAA 1.0 mg/L+NAA 1.0 mg/L的組合中，生根率表現(xiàn)為50%左右[9]。王樹斌等[14]以黃芪子葉外植體為材料考察了不同培養(yǎng)基對不定芽生根誘導的影響，結果表明1/2 MS+IBA 0.5 mg/L培養(yǎng)基不定芽生根誘導率高達到75%。IBA的添加可縮短根分化的啟動時間，并且誘導出的根更粗壯?；魰蕴m等[15]人研究表明不同濃度的NAA和IAA對生根都有促進作用，但高濃度的IAA對生根的作用明顯，因此可選MS+IAA 2.0 mg/L培養(yǎng)基作誘導生根培養(yǎng)基，培養(yǎng)效果較好，株苗生長健壯。

3 煉苗移栽

在組織培養(yǎng)中最后一步為試管苗移栽，試管苗移栽是非常重要的工作環(huán)節(jié)。由于試管苗比較嬌嫩，所以應特別注意保溫保濕，待2周左右幼苗生長正常，方可讓幼苗在自然光下健壯生長，1個月之后移栽到大田中，成活率可達75%以上[14]。張 強等[9]人表明為了讓黃芪無菌苗可以茁壯成長，再生無菌苗在移栽過程中不能弄斷根。

4 問題與展望

黃芪的組織培養(yǎng)是實現(xiàn)黃芪產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的基礎。目前，盡管我國在黃芪組培方面取得了突破性進展，但仍存在不少問題，也尚未建立經(jīng)濟高效低成本的標準化種苗生產(chǎn)體系，因此，仍需加強黃芪離體培養(yǎng)繁殖技術的研究，探索通過組培加快育種和提高種苗的繁殖速度，解決目前市場需求。

5 參考文獻

[1] 韓靜.蒙古黃芪的組織培養(yǎng)[D].蘭州：西北師范大學，2009.

[2] 張東佳，楊永建，趙汝能.甘肅黃芪屬藥用植物資源[J].中國野生植物資源，2005，24（1）：38-40.

[3] 吳發(fā)寶，陳希元.黃芪藥理作用研究綜述[J].中藥材，2004，27（3）：78-80.

[4] 趙秀娟，張紅霞.蒙古黃芪的組織培養(yǎng)及輻射誘變研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2009，37（9）：3939-3941.

[5] 周吉林.黃芪種子萌發(fā)條件的優(yōu)化及愈傷組織的誘導[J].西華師范大學學報（自然科學版），2011，32（3）：264-267.

[6] 包英華，蘇格爾.蒙古黃芪的組織培養(yǎng)研究[J].韶關學院學報（自然科學版），2002，23（9）：70-76.

[7] 馬偉明，劉效瑞，王春明，等.黃芪愈傷組織的誘導及分化培養(yǎng)[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技，2011（6）：30-32.

[8] 趙慶芳，韓靜，劉靜，等.蒙古黃芪愈傷組織誘導及褐化抑制[J].西北師范大學學報（自然科學版），2009，45（2）：70-73.

[9] 張強，于亞軍，賈嶺，等.膜莢黃芪養(yǎng)再生體系的建立[J].北京農(nóng)學院學報，2014，29（3）：18-20.

[10] 王秀杰，馬琳，高文遠.不同激素對蒙古黃芪愈傷組織誘導的影響[J].中國現(xiàn)代中藥，2008，10（1）：32-33.

[11] 張延紅，高素芳，朱田田，等.基本培養(yǎng)基及溫度和pH對黃芪組織培養(yǎng)的影響[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技，2011（3）：7-9.

[12] 許桂芳，董誠明，周吉源，等.不同光質(zhì)對華黃芪愈傷組織誘導、增殖及器官分化的效應[J].華中師范大學學報（自然科學版），1994，28（4）：533-537.

[13] 張愛娟，吳文娟，吳乃居，等.內(nèi)蒙黃芪的組織培養(yǎng)及有機鍺對其作用影響的研究[J].中草藥，1991，22（1）：31-33.

[14] 王樹斌，全雪麗，周玉紅，等.膜莢黃芪子葉節(jié)植株再生體系的建立[J].北方園藝，2012（6）：177-178.

[15] 霍曉蘭，閆敏，孟全業(yè)，等.不同激素濃度對黃芪莖段組織培養(yǎng)的影響[J].山西農(nóng)業(yè)科學，2009，37（3）：25-27.