高山杜鵑組培快繁研究進展

林魁　魏云華　魏賓斌

摘要 本文從外植體的選擇與滅菌、基本培養(yǎng)基和生長激素的選擇、生根培養(yǎng)和移栽等方面歸納總結(jié)了近年來高山杜鵑組培快繁的研究進展，并提出亟需解決的問題與發(fā)展方向，以期滿足市場供求，對高山杜鵑的組培快繁意義重大。

關(guān)鍵詞 高山杜鵑；組培；研究進展

中圖分類號 S685.21 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）13-0144-02

Abstract Research progresses of Rhododendron lapponicum（L.）Wahl.in recent years were summarized，including the choice of explant and sterilization，the choice of the basic culture medium and growth hormone，rooted cultivation and transplanting.The urgent problems and the direction of development were put forward，so as to meet market demand and supply，which had great significance for tissue culture of Rhododendron lapponicum（L.）Wahl..

Key words Rhododendron lapponicum（L.）Wahl.；tissue culture；research progress

杜鵑的分布區(qū)域主要為北半球的亞熱帶及溫帶，產(chǎn)地主要為亞洲尤其是東南亞，大多生長于海拔800～5 000 m的高山或低丘地區(qū)。全球杜鵑約960個品種，亞洲產(chǎn)出約850 種，中國作為杜鵑原產(chǎn)地，擁有560多種，占總數(shù)的60%。

杜鵑是世界名花之一，也是中國十大名花的“花中西施”，素有“木本花卉之王”的稱號[1]。高山杜鵑因其碩大的花冠、豐富的顏色、優(yōu)美的花姿、漂亮的株型，可作為春節(jié)前后的年宵花上市，山區(qū)野生杜鵑老樁的粗干還可制成盆、碗等有玩賞價值的日用品，杜鵑可入藥和作為工業(yè)原料，杜鵑花瓣還可食用，具有廣闊的市場開放前景，深受人們喜愛。盡管我國的杜鵑資源相對豐富，但很少用于盆栽及造型，加之社會對國外優(yōu)良選育品種的長期依賴，使我國杜鵑種質(zhì)資源浪費[2]，且開發(fā)程度不足，嚴重制約我國杜鵑產(chǎn)業(yè)發(fā)展。杜鵑常見的繁殖方式有種子繁殖、扦插、壓條、嫁接等[3]，但由于高山杜鵑沒有種子，所以只能采取扦插、嫁接等繁殖方式，易受季節(jié)和母株的影響，市場供應(yīng)存在時間上的局限。

組培快繁是基于植物的全能性，20世紀初以植物生理學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展起來，將植株外植體在培養(yǎng)基上進行離體培養(yǎng)，發(fā)育成為完整植株的一門技術(shù)，現(xiàn)已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中一種快速、高效的無性繁殖手段。應(yīng)用組培方式進行高山杜鵑快繁生產(chǎn)，可克服季節(jié)影響等繁殖缺陷，對高山杜鵑的繁殖具有重要意義[4]，同時能解決市場對高山杜鵑供不應(yīng)求的現(xiàn)狀。

1 高山杜鵑的生長習(xí)性及環(huán)境需求

高山杜鵑為杜鵑科杜鵑屬常綠灌木或小喬木，自然樹高約3 m，生長于海拔2 000～4 000 m的山地陰坡或高山密林中。葉枝頂簇生，表面無毛，背被黃色綿毛?；斏?，總狀花序為傘形，鐘狀花冠，有紅、粉、黃、白多種顏色，1朵花苞含10余朵小花，呈球形開放，花期3—5月，花色艷麗，株型豐滿優(yōu)美。高山杜鵑具有很高的觀賞性和開發(fā)價值，近幾年愈發(fā)重視高山杜鵑的資源開發(fā)和品種引進。

高山杜鵑在半蔭條件下生長較好，但要避免強光直照，一般只需40%～60%的光照條件[5]；高山杜鵑為冷涼型花卉，最適合生長溫度為15～25 ℃，-25 ℃以上均可成活，但溫度高于35 ℃時，生長會受到抑制，應(yīng)及時采取遮陽、換氣等降溫措施[6]；高山杜鵑的根系發(fā)達，但多為分布于地表層20～30 cm的須根，對水分反應(yīng)較敏感；高山杜鵑對土壤要求較高，喜富含腐殖質(zhì)、具有良好團粒結(jié)構(gòu)、土質(zhì)疏松肥沃、排水和通氣良好的的酸性土壤，pH值以4.2～6.0為好，可作為酸性土壤的指示植物。

2 高山杜鵑組培快繁培育的研究現(xiàn)狀

現(xiàn)在高山杜鵑的組織培養(yǎng)大多通過誘發(fā)頂芽和腋芽形成叢芽的增殖方式[7]。近年來，國內(nèi)外學(xué)者主要在外植體、培養(yǎng)基、生長激素等方面進行研究。

2.1 外植體選擇

一般采用莖尖或帶有側(cè)芽的嫩莖，可直接得到大量叢芽，最佳選取時間為3月下旬至4月上旬的晴天，組培污染率低。秦靜遠等以葉片為外植體，通過脫分化、再分化得到完整植株，Lapichino、John E.Preece和Miles R.lmel、Moreira.da.Silve等直接從葉片上得到叢芽[8-10]。

2.2 外植體滅菌

高山杜鵑是木本植物，內(nèi)部和表面附著多種細菌、真菌和內(nèi)生菌，外植體消毒難度大且接種易污染。在現(xiàn)有高山杜鵑的組培中，一般用HgCl2[4.11-12]作為消毒劑，但因毒性太大，容易造成外植體嚴重褐變，也有人嘗試用5%次氯酸鈉+0.1%山梨糖醇代替HgCl2[13]。

2.3 基本培養(yǎng)基選擇

培養(yǎng)基是外植體的基本營養(yǎng)來源，合適的培養(yǎng)基能促進外植體的發(fā)育和生長。不同品種高山杜鵑和不同外植體部位不同，其培養(yǎng)基也不同。杜鵑花離體培養(yǎng)常用的培養(yǎng)基主要有Read、WPM、Anderson、1/2MS、1/4MS、1/8MS、1/10MS、改良MS、ER等。1975年Anderson等[14]研究結(jié)果表明，Anderson培養(yǎng)基可廣泛應(yīng)用于杜鵑屬組培；李俊強[15]采用Anderson培養(yǎng)基培養(yǎng)銀葉杜鵑的莖尖與莖段，獲得完整植株；Read培養(yǎng)耐寒落葉杜鵑時，研制出的Read培養(yǎng)基也被廣泛應(yīng)用；何芳蘭[13]發(fā)現(xiàn)Read培養(yǎng)基對于叢芽誘導(dǎo)效果比MS培養(yǎng)基更佳；Loyd和Mc Cown研制出木本培養(yǎng)基WPM，對培養(yǎng)杜鵑科的木本植物比較奏效；苗永美[16]發(fā)現(xiàn)WPM培養(yǎng)基對誘導(dǎo)大葉杜鵑和桃葉杜鵑愈傷組織的效果很好，但在誘導(dǎo)銀葉杜鵑的愈傷組織時，效果不及Read培養(yǎng)基；湯桂鈞等[4]采用1/4MS進行外植體誘導(dǎo)、叢芽增殖及試管苗生根試驗，效果良好。

2.4 生長激素的選擇

在高山杜鵑的叢芽增殖培養(yǎng)中，使用的生長激素主要有NAA、IAA、IBA等，細胞分裂素主要有2iP、ZT、KT、6-BA等，也有學(xué)者提出6-BA會妨礙杜鵑的增殖生長，這種爭議可能是由于杜鵑的品種不同造成的?，F(xiàn)在有一種新型的細胞分裂素TDZ也被運用到杜鵑的組培中，誘導(dǎo)叢芽效果較好，但我國仍主要采用ZT和6-BA。楊乃博[17]用ZT培養(yǎng)毛鵑葉片，2 mg/L誘導(dǎo)葉片出苗；闕國寧、鐘宇用ZT、6-BA培養(yǎng)杜鵑；宗憲春等[18]培養(yǎng)毛鵑和比利時杜鵑，使用ZT和6-BA共同誘導(dǎo)出愈傷組織，但沒有發(fā)生再分化，單獨使用ZT時，有腋芽及叢芽產(chǎn)出。Anderson[14]使用細胞分裂素培養(yǎng)高山杜鵑時，發(fā)現(xiàn)2iP最好，而6-BA有害；Hannape[19]在培養(yǎng)當(dāng)?shù)氐膸讉€杜鵑品種時，發(fā)現(xiàn)6-BA同時抑制側(cè)芽萌發(fā)和增殖，改為采用2iP時，有2個品種6周內(nèi)可達到3～4倍增殖；在國外，杜鵑的離體培養(yǎng)主要采用TDZ作為細胞分裂素。John E.Preece和Miles R.lmel通過TDZ誘導(dǎo)一個杜鵑雜種葉片產(chǎn)生叢芽，但叢芽較短[20]。通過相關(guān)研究表明，TDZ對誘導(dǎo)叢芽效果顯著，但誘導(dǎo)的叢芽在2iP的培養(yǎng)基上生長更好。

2.5 生根培養(yǎng)

高山杜鵑采用的生根培養(yǎng)基主要為MS、1/2 MS和Read等，生長激素以NAA為主。湯桂鈞[4]通過對比試驗，1/2MS+NAA 5.0 mg/L+AC 0.5%的組合效果最佳，20 d后生根率可達90%以上。湯桂鈞發(fā)現(xiàn)，將50%的珍珠巖和50%的泥炭混合后作為基質(zhì)，滅菌后將小苗切口處放入混合基質(zhì)中包裹一下再接種，能促使高山杜鵑生根率達到91%，并且有效解決了通風(fēng)和枝條褐化等問題。毛元榮等[21]對比考察了pH值、蔗糖濃度、活性炭和培養(yǎng)基類型等對生根的影響，結(jié)果表明，適合杜鵑生根的pH值范圍是5.0～5.5，在pH值5.5時能達到90%以上的生根率。蔗糖濃度對生根率無影響，對小苗根的生長速率影響顯著，小苗根的生長速率隨著蔗糖濃度的升高而加快，以30 g/L最為合適?；钚蕴繉Ω呱蕉霹N的生根率和生根量無影響，但小苗根在加入活性炭后生長整齊，小苗根長且細，表明活性炭對高山杜鵑不定根的生長與發(fā)育有改善作用。

2.6 生根苗移栽

待組培苗長到3～4 cm高時，即可進行移栽。首先把組培苗置于常溫自然光照下7～10 d，將組培苗根部的培養(yǎng)基洗去，移入基質(zhì)并覆蓋塑料薄膜，保持相對濕度為80%～90%[13]。移栽的成活率受基質(zhì)的影響較大，使用50%泥炭土+50%蛭石的混合基質(zhì)，移栽成活率可達75%[22]，使用含腐殖質(zhì)土壤，移栽成活率可達85%[13]。湯桂鈞等[4]經(jīng)過大量試驗摸索，提出“兩步法”的試管苗假植育苗技術(shù)，以4個月左右的穴盤苗標準出圃，前2個月移栽存活率為98.6%，后2個月的移栽存活率可達100%。

3 高山杜鵑組培快繁存在的問題與發(fā)展方向

雖然組培快繁可以解決高山杜鵑的繁殖問題，克服傳統(tǒng)繁殖方式的缺陷，但仍然存在一些問題。

首先，高山杜鵑外植體滅菌難度大。高山杜鵑是木本植物，體內(nèi)外的多種微生物較難被殺滅，導(dǎo)致外植體移入培養(yǎng)基后，染菌率高，從而降低了組培的成功率。其次，高山杜鵑外植體褐變嚴重。外植體的褐變是由于組織中的酚氧化酶被激活后不斷產(chǎn)生醌類物質(zhì)導(dǎo)致的。應(yīng)盡量在生長旺盛期采集較嫩的外植體，添加VC等緩解褐變。再次，愈傷組織的再生是組培快繁的一個重要方向，但國內(nèi)外對此的研究太少。愈傷組織生成后可向器官分化，生成不定芽或胚狀體，最后生成完整植株，很多研究的瓶頸就卡在不能讓已生成的愈傷組織分化生成新植株。

高山杜鵑擁有很高的觀賞價值和藥用價值，在觀賞花卉的市場上深受人們喜愛，伴隨著社會民眾對養(yǎng)生產(chǎn)業(yè)的重視，高山杜鵑有效藥用成分的提取逐漸成為新需求，使用傳統(tǒng)的播種和扦插方式繁殖高山杜鵑倍率極低，無法滿足市場需求，生產(chǎn)性工廠化栽培必將成為產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展趨勢。

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