國內(nèi)外苔蘚植物組織培養(yǎng)研究進(jìn)展

摘 要：文章在對(duì)苔蘚植物的特征及組織培養(yǎng)研究簡史進(jìn)行簡要介紹的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹了國內(nèi)外學(xué)者對(duì)苔蘚植物組織培養(yǎng)材料及基質(zhì)的選擇、外植體的消毒方法、培養(yǎng)基成分的選擇及培養(yǎng)條件的篩選等4個(gè)方面的研究進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：苔蘚植物；組織培養(yǎng)；消毒方法；培養(yǎng)基

苔蘚植物是植物界中比較特殊的一個(gè)植物類群，主要生活在陰濕的環(huán)境中，是一類由水生向陸生過渡的重要的原始高等植物。苔蘚植物生活史為典型的異型世代交替，孢子體則寄生于配子體上生活，孢子在產(chǎn)生新的配子體過程中還需要經(jīng)過一個(gè)原絲體階段。目前，全世界大約有2.3萬種苔蘚植物，其種類僅次于被子植物。

苔蘚植物能夠蓄積大量水分，因此對(duì)水土保持與涵養(yǎng)、森林及某些附生植物的發(fā)育都有極其重要的作用。此外，苔蘚植物還含有脂類、萜類、黃酮類、生物堿、醌類等活性物質(zhì)，因此具有極高的藥用價(jià)值。

苔蘚植物的組織培養(yǎng)歷史可以追溯到1902年Haberlandt的研究和1905年Goebel等人的研究，此后的50余年時(shí)間內(nèi)，科學(xué)家的關(guān)注點(diǎn)更多的集中于被子植物組織培養(yǎng)上，對(duì)苔蘚植物的組織培養(yǎng)幾無涉及。1957年，Allsopp利用石地錢和小葉苔的孢子進(jìn)行組織培養(yǎng)，首次成功獲得相應(yīng)愈傷組織及再生葉狀體。此后，世界范圍內(nèi)的關(guān)于苔蘚植物組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)研究逐漸展開并取得了一定的成果。

1 苔蘚植物組織培養(yǎng)供試材料及基質(zhì)

目前，可以用于苔蘚植物組織培養(yǎng)的材料主要是苔蘚植物的配子體、孢子體和原絲體，此外還可以利用其生殖器官、芽孢、游離原生質(zhì)體等。1960年，Ward以Knudson培養(yǎng)基培養(yǎng)金發(fā)蘚和波葉仙鶴蘚的孢子并獲得其無菌原絲體，并在添加了蔗糖的基本培養(yǎng)基中利用該無菌原絲體誘導(dǎo)獲得了相應(yīng)的愈傷組織及再生植株。2003年，高永超等利用牛角蘚配子體莖段誘導(dǎo)獲得相應(yīng)愈傷組織，并探討了蔗糖及大量元素對(duì)愈傷組織細(xì)胞生長的影響。2007年，于傳梅利用膨葉唇蘚苔和溪苔的葉狀體、柳葉蘚的莖段、短葉蘚和江岸立碗蘚的孢子進(jìn)行組織培養(yǎng)，獲得了相應(yīng)的愈傷組織或再生植株。

2 苔蘚植物組織培養(yǎng)供試材料的消毒

可用于苔蘚植物外植體消毒的試劑包括乙醇、次氯酸鈉、升汞等，不同的供試材料和不同部位的外植體所用消毒劑有所不同。 Saboljevic等研究表明，適用于Aloina aloides孢子和配子體消毒的次氯酸鈉濃度分別為120.00g·L-1和90.00g·L-1。于傳梅（2007）研究表明，適用于膨葉唇蘚苔和溪苔的葉狀體消毒的試劑為0.1%次氯酸鈉，消毒時(shí)間為5分鐘。梁書峰（2010）研究表明，適用于真蘚外植體消毒的方法是：先用70%乙醇處理5秒，然后用5%次氯酸鈉處理30秒鐘，其外植體存活率可以達(dá)到70%；而適用于東亞砂蘚外植體消毒的方法則是0.1%氯化汞消毒5秒或10秒，用次氯酸鈉消毒會(huì)導(dǎo)致東亞砂蘚外植體變紅而無法存活。

3 苔蘚植物組織培養(yǎng)供試材料培養(yǎng)基成分的選擇

目前，用于苔蘚植物組織培養(yǎng)的基本培養(yǎng)基如苔蘚植物組織培養(yǎng)常用的培養(yǎng)基有MS培養(yǎng)基、Knop培養(yǎng)基及Benecke培養(yǎng)基等。適用于不同苔蘚植物外植體培養(yǎng)和植株再生的基本培養(yǎng)基的種類不同，培養(yǎng)基中的成分也有所不同。RANI的研究表明，最適宜促使小珠蘚配子囊形成的GA3濃度為10-7mol·L-1。陳靜文（2006）對(duì)小立碗蘚組織培養(yǎng)研究結(jié)果表明，適于小立碗蘚組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基為添加有0.5%葡萄糖和0.8%瓊脂的K2培養(yǎng)基。于傳梅（2007）研究表明，適用于短葉蘚包子萌發(fā)的培養(yǎng)基為分別添加了1%蔗糖和瓊脂（pH6.2）的Knop培養(yǎng)基或Benecke培養(yǎng)基。魏志穎（2015）研究表明，Beneck培養(yǎng)基最適于山墻蘚原絲體擴(kuò)展及配子體生長，培養(yǎng)基中瓊脂含量與山墻蘚生長速度呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，蔗糖可明顯促進(jìn)原絲體的形成和擴(kuò)展生長，當(dāng)蔗糖濃度為15g·L-1時(shí)，分化產(chǎn)生的芽體數(shù)目最多，培養(yǎng)基中的IAA、IBA、2，4-D可以顯著促進(jìn)山墻蘚莖部伸長生長，但2，4-D同時(shí)會(huì)加速其衰老，6-BA則會(huì)促使莖尖端細(xì)胞膨大成球狀，KT則可以誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織。

4 苔蘚植物組織培養(yǎng)供試材料培養(yǎng)條件的選擇

影響苔蘚植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)條件有很多，如溫度、光照、pH、水分和濕度等，不同的苔蘚植物材料在組織培養(yǎng)中對(duì)上述條件要求有所不同。Vashishta（1987）在25℃條件下對(duì)3種苔蘚植物組織培養(yǎng)研究表明，光照強(qiáng)度為3500lx時(shí)，3種苔蘚植物原絲體均開始生長并發(fā)育良好，且產(chǎn)生芽數(shù)也最多。陳靜文（2006）對(duì)3種蘚類植物組織培養(yǎng)的研究表明，適于真蘚和小立碗蘚生長發(fā)育的培養(yǎng)條件是（25±1）℃，3500lx和光照周期為12h/12h；適于小蛇苔組織培養(yǎng)的條件是（18±1）℃，3000lx和光照周期為12h/12h。劉應(yīng)迪等（2001）對(duì)3種蘚類植物組織培養(yǎng)研究表明，適于垂蘚和大羽蘚生長發(fā)育的濕度為70～80%，而適于濕地匍燈蘚生長發(fā)育的濕度則為80～90%。崔?。?012）對(duì)毛尖紫萼蘚的組織培養(yǎng)研究結(jié)果表明，適于毛尖紫萼蘚原絲體生長及配子體再生的溫度為（23±1）℃，最適光照條件是3000lx和光照周期為12h/12h，適于其原絲體生長的Prat培養(yǎng)基pH為5.5，而適于其進(jìn)行擴(kuò)展生長的Benecke培養(yǎng)基pH則為6.0。

目前，國內(nèi)外對(duì)苔蘚植物組織培養(yǎng)的研究還相對(duì)較少，且研究內(nèi)容也多局限在孢子萌發(fā)或原絲體發(fā)育方面，對(duì)其繼代培養(yǎng)及擴(kuò)大培養(yǎng)則研究較少，未來的苔蘚植物組織培養(yǎng)可以更加側(cè)重于這一方面，以此從苔蘚植物中獲取更多的對(duì)人類有益的次生代謝產(chǎn)物及抗逆基因，使其更好的為人類服務(wù)。

作者簡介：鄭艷冰（1976-），女，黑龍江省黑河市人，副教授，碩士研究生，主要從事植物遺傳學(xué)研究。