石蒜屬植物組織培養(yǎng)研究進(jìn)展

劉旭忻 張露 曹芳鳳 張秋英 湯軍 陳穎穎

摘要 石蒜是一類集園林觀賞、藥用、經(jīng)濟(jì)等價(jià)值于一體的植物，傳統(tǒng)的分球繁殖方法已經(jīng)無法滿足市場(chǎng)需求，只有采用組織培養(yǎng)技術(shù)才能使石蒜屬植物更好、更快地繁殖發(fā)展。本文對(duì)石蒜屬植物組織培養(yǎng)技術(shù)的研究進(jìn)展進(jìn)行了闡述，探討了石蒜屬植物組培技術(shù)中存在的問題及研究前景，以期為進(jìn)一步推動(dòng)石蒜屬植物組織培養(yǎng)研究提供一定的參考。

關(guān)鍵詞 石蒜；組織培養(yǎng)；研究進(jìn)展

中圖分類號(hào) S682.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2018）22-0120-02

Abstract Lycoris radiata is a kind of plant with ornamental，medical and economical value.Traditional ball breeding methods have been unable to meet the market demand，only using tissue culture technology can the Lycoris plants propagate better and develop faster.This paper summarized the research progress on the tissue culture technology，and the problems and prospects of plant tissue culture in Lycoris radiata were also discussed，in order to provide the valuable references for further study of Lycoris plant tissue culture.

Key words Lycoris radiate；tissue culture；research progress

石蒜[Lycoris radiata（L′Her.）Herb]為石蒜科（Amaryl-lidaceae）石蒜屬（Lycoris）鱗莖類多年生草本植物，目前發(fā)現(xiàn)的20多種石蒜屬植物中有12種為我國特有，該屬植物在我國的栽培歷史達(dá)1 500年之久，有“中國郁金香”之稱[1-3]。石蒜鱗莖近球形，鱗莖盤上有須根，葉狹帶狀，傘形花序頂生，多于夏末秋初季節(jié)開花，花葉不遇，蒴果常具三棱。石蒜是一種集園林觀賞[4]、醫(yī)用[5-6]、化工生產(chǎn)[7]等價(jià)值于一體的植物，擁有極高的開發(fā)、利用潛力。石蒜有性雜交結(jié)實(shí)率很低、自然分球繁殖系數(shù)小、速度慢。因此，很多學(xué)者把注意力集中在石蒜組培研究上，并取得了一定進(jìn)展。本文從外植體的選擇、消毒方法、培養(yǎng)基種類、栽培基質(zhì)及試管鱗莖膨大研究等方面闡述了石蒜組培所取得的成效，探討了石蒜組織培養(yǎng)技術(shù)存在的問題。

1 石蒜屬植物組織培養(yǎng)技術(shù)研究進(jìn)展

最初對(duì)石蒜屬植物的組織培養(yǎng)進(jìn)行報(bào)道的是日本學(xué)者Koyama，我國在1986年首次報(bào)道了石蒜屬植物的組織培養(yǎng)研究技術(shù)，目前有關(guān)石蒜屬植物組織培養(yǎng)的技術(shù)日漸成熟，多數(shù)組培研究都集中于石蒜、忽地笑2個(gè)品種。

1.1 外植體的選擇與處理

在石蒜屬植物的組織培養(yǎng)研究中，鱗莖、葉片、花器官、種胚等都能作為外植體誘導(dǎo)出不定芽或愈傷組織。有學(xué)者采用換錦花的不同花器官誘導(dǎo)愈傷組織，表現(xiàn)為花梗的誘導(dǎo)能力最強(qiáng)；采用忽地笑的不同花器官誘導(dǎo)愈傷組織，表現(xiàn)為子房的誘導(dǎo)能力最強(qiáng)[8]。劉旭忻[9]研究了不同外植體對(duì)石蒜誘導(dǎo)再生組織的影響，結(jié)果表明，誘導(dǎo)能力強(qiáng)弱表現(xiàn)為鱗莖>葉片>種胚。在多數(shù)關(guān)于石蒜屬植物組培的報(bào)道中，常見的外植體材料為鱗莖。在選用鱗莖為外植體時(shí)，不同的處理方法會(huì)對(duì)植物組織培養(yǎng)產(chǎn)生一定影響，有學(xué)者認(rèn)為石蒜鱗莖的最佳采摘時(shí)期為生殖生長(zhǎng)旺盛期（7—8月），且以未抽出花葶的鱗莖誘導(dǎo)效果最佳[9]。將采摘的鱗莖置于4～8 ℃環(huán)境下冷藏4～8周后以四分法切割鱗莖入瓶，不同層數(shù)的鱗片誘導(dǎo)不定芽的效果各不相同。鄭曉峰等[10]試驗(yàn)證明，4～5層帶基盤的鱗片誘導(dǎo)不定芽的效果優(yōu)于雙層鱗片，王光萍等[11]、袁娥[12]得出類似結(jié)論。朱 錦等[13]得出的結(jié)論是雙鱗片法進(jìn)行組培繁殖更具實(shí)用價(jià)值，表現(xiàn)為內(nèi)層鱗片誘導(dǎo)效果優(yōu)于中、外層鱗片。

1.2 外植體的消毒方法

石蒜屬植物的鱗莖常年著生于土壤，表面附著諸多微生物，鱗莖球內(nèi)亦含有大量的內(nèi)生菌、多糖、淀粉、石蒜堿等物質(zhì)，這些成分易使外植體創(chuàng)口組織褐化、加大污染程度、提升鱗片入瓶難度。因此，選擇適宜的消毒方式是提高鱗莖入瓶存活率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

常見用于石蒜屬植物組培的消毒試劑有70%～75%酒精（C2H5OH）、0.1%～0.2%升汞（HgCl2）。先用洗滌劑浸泡洗刷鱗莖，再用70%～75%酒精浸泡鱗莖30～60 s，流水沖洗后再用升汞滅菌。不同的石蒜品種所需的滅菌時(shí)間存在差異，用0.1% HgCl2對(duì)換錦花和白花長(zhǎng)筒石蒜鱗片、葉、根尖、鱗芽消毒，得出鱗片的最佳消毒時(shí)間是10～12 min，葉、根尖、鱗芽的最佳消毒時(shí)間是7 min。王清[14]以忽地笑鱗莖為外植體得出相似結(jié)論。楊曦[15]以中國石蒜和乳白石蒜鱗莖為外植體，發(fā)現(xiàn)用0.1% HgCl2消毒14 min效果最佳。

1.3 基本培養(yǎng)基及激素對(duì)植物組織培養(yǎng)的影響

基本培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)是促進(jìn)離體植物組織生長(zhǎng)發(fā)育的基礎(chǔ)養(yǎng)料。迄今為止，能夠誘導(dǎo)出石蒜愈傷組織及不定芽的培養(yǎng)基有MS及改良MS培養(yǎng)基、N6培養(yǎng)基、Monnier′s培養(yǎng)基等，其中MS培養(yǎng)基更受研究者們的青睞。在MS基本培養(yǎng)基中添加不同種類配比的激素還能有效促進(jìn)小鱗莖的誘導(dǎo)、增殖和分化。

在石蒜屬植物組培中，常用細(xì)胞分裂素6-芐基腺嘌呤（6-BA）與生長(zhǎng)素萘乙酸（NAA）搭配形成的激素組合加入MS培養(yǎng)基進(jìn)行石蒜小鱗莖的誘導(dǎo)，其中6-BA的適宜添加濃度為1.0～5.0 mg/L，NAA的適宜添加濃度為0.1～0.5 mg/L。以1.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA的配比和5.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA的配比為最佳組合，小鱗莖誘導(dǎo)率最高可達(dá)100%[11，15-17]。在小鱗莖增殖培養(yǎng)基中，常采用的激素組合為6-BA+NAA、6-BA+2，4-二氯苯氧乙酸（2，4-D）。在6-BA+NAA組合的MS培養(yǎng)基中，適宜的6-BA濃度為3.0～5.0 mg/L，適宜的NAA濃度為0.5～1.0 mg/L，以5.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA的組合增殖效果較好，增殖系數(shù)可達(dá)7.17[18]；在6-BA+2，4-D的配比組合中，以0.5 mg/L 6-BA +1.0 mg/L 2，4-D的組合增殖效果較好，增殖系數(shù)最高可達(dá)17.6[15]。誘導(dǎo)小鱗莖生根的MS培養(yǎng)基一般只需添加單一的生長(zhǎng)素，如NAA或吲哚丁酸（IBA）。加入的生長(zhǎng)素為NAA時(shí)，濃度應(yīng)控制在0.5～3.0 mg/L之間；加入的生長(zhǎng)素為IBA時(shí)，濃度最佳為0.1 mg/L，以上方法均可使生根率達(dá)100%[13，19]。

1.4 栽培基質(zhì)對(duì)試管苗移栽成活的影響

將帶根的石蒜試管苗移栽出無菌培養(yǎng)環(huán)境后，一般需要煉苗數(shù)天，再將試管苗上的瓊脂洗凈種植于培養(yǎng)土中。石蒜試管苗對(duì)移栽基質(zhì)的要求較低，基本均能成活。將石蒜小鱗莖置于蛭石∶黃沙質(zhì)量比為1∶1的基質(zhì)中或含有30%～40%河沙的的土壤基質(zhì)中，成活率高于90%；有研究表明，30%蛭石營養(yǎng)土也有利于試管苗的成活[20-22]。

2 石蒜試管苗鱗莖膨大的研究進(jìn)展

石蒜屬植物的試管苗雖然在瓶?jī)?nèi)比較容易生根，甚至在初代培養(yǎng)基中就能長(zhǎng)出不定根，但是將此類鱗莖矮小的幼苗進(jìn)行移栽，其成活率不高。近年來，如何培育出鱗莖健壯的試管苗已成為學(xué)者們的研究重心。只有通過繼代培養(yǎng)促使石蒜屬植物試管苗鱗莖膨大，并誘導(dǎo)其長(zhǎng)出健壯發(fā)達(dá)的根系，才能為后期的栽培繁殖提供成活率較高的優(yōu)良植株。

在石蒜試管苗鱗莖膨大的探究性試驗(yàn)中，學(xué)者們一般調(diào)控蔗糖濃度來測(cè)定蔗糖對(duì)石蒜鱗莖膨大的影響。朱錦[13]研究表明，在含有60 g/L蔗糖的培養(yǎng)基中石蒜鱗莖可增重6.79倍，在含80 g/L蔗糖的培養(yǎng)基中鱗莖直徑增長(zhǎng)量最大。王光萍等[11]研究表明，促進(jìn)長(zhǎng)筒石蒜小鱗莖膨大和植株生長(zhǎng)發(fā)育的適宜蔗糖濃度范圍為4.5%～6.0%。確定促進(jìn)石蒜鱗莖膨大的最佳蔗糖濃度時(shí)，還要兼顧蔗糖對(duì)植物正常生長(zhǎng)的影響，過高的蔗糖濃度會(huì)引起植株玻璃化。

有研究表明，在培養(yǎng)基中加入適宜含量的活性炭，對(duì)石蒜鱗莖的發(fā)育有一定的成效[23]。劉旭忻[9]在探究石蒜試管苗鱗莖膨大研究時(shí)，采用大量元素、蔗糖和活性炭設(shè)計(jì)3因素3水平正交試驗(yàn)，測(cè)定三者的綜合效應(yīng)對(duì)鱗莖膨大的影響，結(jié)果表明，較好的鱗莖增重配方為MS+40 g/L蔗糖+1.0 g/L活性炭，鱗莖增重6.62倍，鮮重0.86 g，直徑1.00 cm，高度1.24 cm。

3 石蒜屬植物組織培養(yǎng)展望

石蒜屬植物廣泛應(yīng)用于植物景觀配置和藥用生產(chǎn)，市場(chǎng)需求廣泛。我國對(duì)石蒜屬植物的快繁技術(shù)研究已近40年，研究體系相對(duì)成熟，但仍存在一些亟待改進(jìn)的環(huán)節(jié)，如外植體消毒方式單一、消毒劑升汞毒性極強(qiáng)、試管苗鱗莖膨大技術(shù)未獲取長(zhǎng)足進(jìn)展等[24]。今后在推進(jìn)石蒜屬植物快繁體系構(gòu)建中，應(yīng)改良外植體進(jìn)瓶的消毒方法，結(jié)合菌種及其含量，有針對(duì)性地選擇化學(xué)藥劑，靶向性解決外植體進(jìn)瓶難題，大幅度降低消毒劑對(duì)環(huán)境的污染，減少對(duì)人體的傷害。在探索植物試管苗鱗莖膨大的有益方法時(shí)，不應(yīng)僅局限于改變蔗糖濃度、活性炭含量，可考慮其他因素，如更換培養(yǎng)基狀態(tài)，添加水楊酸、茉莉酸甲酯、赤霉素等外源激素，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度和LED光質(zhì)、光照時(shí)間等條件[25-26]。

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