除蟲菊組織培養(yǎng)研究進(jìn)展

張守路 陳流軍 王守期

摘要 除蟲菊是菊科的多年生草本植物，不僅是一種美麗的觀賞花卉，也是一種天然殺蟲植物。本文主要對(duì)除蟲菊組織培養(yǎng)過(guò)程中外植體和培養(yǎng)基的選擇、外植體消毒及培養(yǎng)條件、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑影響等方面進(jìn)行綜述，并在此基礎(chǔ)上對(duì)除蟲菊組培的發(fā)展前景進(jìn)行了展望，以期為除蟲菊的組織培養(yǎng)提供參考。

關(guān)鍵詞 除蟲菊；組織培養(yǎng)；外植體；植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑

中圖分類號(hào) S567.239 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2018）14-0147-02

Abstract Pyrethrum cinerariifolium is a perennial herbaceous plant of the compositae family.It is not only a beautiful ornamental flower，but also a natural insect killer.This article mainly discussed the Pyrethrum cinerariifolium tissue culture explant，the choice of medium，disinfection of explant and culture conditions，effect of plant growth regulator were summarized.On this basis，Pyrethrum cinerariifolium development was prospected，so as to provide references for tissue culture of Pyrethrum cinerariifolium.

Key words Pyrethrum cinerariifolium；tissue culture；explant；plant growth regulator

除蟲菊（Pyrethrum cinerariifolium）是菊科多年生宿根草本植物，是一種美麗的觀賞花卉，同時(shí)也是一種古老的天然殺蟲植物[1]。除蟲菊具有安全無(wú)污染、抗藥性強(qiáng)、無(wú)殘留等特點(diǎn)[2]。隨著人們環(huán)保意識(shí)和健康意識(shí)的增強(qiáng)，除蟲菊酯的應(yīng)用備受青睞。但由于受到品種退化等因素的制約，除蟲菊干花的產(chǎn)量和質(zhì)量下降，不能滿足人們的生活和生產(chǎn)需求，為了提高除蟲菊酯的產(chǎn)量，滿足市場(chǎng)需要，通過(guò)組織培養(yǎng)等方式進(jìn)行優(yōu)良品種選育、快速繁殖和有效保存，已成為解決這一問題的有效途徑。

1 外植體的選取

1.1 外植體類型

在植物再生體系建立的過(guò)程中，外植體的選擇至關(guān)重要。不同的外植體對(duì)植物再生能力的影響不同，外植體選取不僅影響培養(yǎng)的難易，而且有時(shí)甚至影響分化的程度和器官類型[3]。李小六等[4]和劉科新等[5]利用除蟲菊尚未張開的花蕾作為外植體，利用花托培養(yǎng)得到綠色的愈傷組織；王彩云等[6]先以除蟲菊種子為外植體培育得到無(wú)菌苗，再以頂端幼嫩的葉片為外植體成功誘導(dǎo)出芽；Miyazaki等[7]以莖段為外植體，建立了高效再生體系，再生率達(dá)80%以上；吳沿友等[8]用種子培育出幼苗后以胚軸為外植體成功進(jìn)行了芽誘導(dǎo)，此外還用莖尖誘導(dǎo)出了新芽，進(jìn)而誘導(dǎo)成脫毒苗；陳宗蓮等[9]選用優(yōu)良無(wú)性系的芽條為外植體直接誘導(dǎo)出芽。因此，花蕾、種子、葉片、頂芽、莖段、莖尖、芽條、幼苗的下胚軸等材料均可作為除蟲菊組織培養(yǎng)的外植體，其中誘導(dǎo)效果較好的外植體為芽條，用芽增殖的方法是不通過(guò)愈傷組織再分化的途徑，有利于保持植物的遺傳穩(wěn)定性[10]。而以花蕾為外植體誘導(dǎo)出的不定芽要經(jīng)過(guò)愈傷組織的脫分化和再分化，通過(guò)這種途徑得到的植株發(fā)生變異較多[11]。

1.2 外植體生長(zhǎng)狀況

外植體的生理狀態(tài)對(duì)其再生能力也有很大的影響，總體來(lái)說(shuō)，生理狀態(tài)年輕、來(lái)源于生命活動(dòng)活躍或生長(zhǎng)潛力大的組織和器官的細(xì)胞更有利于培養(yǎng)[12]。另外，不同生長(zhǎng)環(huán)境下的外植體誘導(dǎo)的結(jié)果也可能不同。Joseph等[13]以除蟲菊葉片、葉柄誘導(dǎo)形成的愈傷組織進(jìn)行培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)只有從幼苗形成的愈傷在培養(yǎng)基上有芽的形成；陳宗蓮等[14]的研究表明，選擇10月至翌年3月的除蟲菊母株上的芽條或花蕾誘導(dǎo)愈傷組織較易成功。

2 基本培養(yǎng)基的選擇

除蟲菊所采用的基本培養(yǎng)基主要為MS、1/2 MS。謝慶華等[15]通過(guò)試驗(yàn)證明，以MS為基本培養(yǎng)基進(jìn)行芽誘導(dǎo)、芽繼代培養(yǎng)，芽誘導(dǎo)率較高，且叢生芽、苗生長(zhǎng)健壯，以MS培養(yǎng)基生根培養(yǎng)，10 d內(nèi)生根率可達(dá)到90%～100%，而且生根速度快，根系較發(fā)達(dá)。張軍云等[16]試驗(yàn)結(jié)果與謝慶華等[15]相似，但生根培養(yǎng)基為1/2 MS，通過(guò)正交試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)B5、N6培養(yǎng)基進(jìn)行繼代培養(yǎng)容易使葉片枯死至全株死亡；劉 蓁等[17]研究發(fā)現(xiàn)除蟲菊試管苗在未添加生長(zhǎng)激素的MS、1/2 MS、B5 3種不同的培養(yǎng)基中均能生根，但以1/2 MS培養(yǎng)基生根效果為最佳；Yasuo等[18]發(fā)現(xiàn)，MS與White 2種基本培養(yǎng)基在除蟲菊愈傷誘導(dǎo)率上沒有顯著差異，但李 琰等[19]發(fā)現(xiàn)MS培養(yǎng)基有利于子葉、真葉和下胚軸愈傷組織的誘導(dǎo)和生長(zhǎng)，而White培養(yǎng)基對(duì)根外植體的誘導(dǎo)有利。

3 外植體消毒及培養(yǎng)條件

張 強(qiáng)等[20]認(rèn)為用10%次氯酸鈉對(duì)除蟲菊種子消毒處理30 min效果較好，發(fā)芽率達(dá)62.22%，污染率僅為3.33%；除蟲菊幼苗用0.1% HgCl2消毒處理4 min效果較好，幼苗成活率達(dá)90%。而于 婭等[21]發(fā)現(xiàn)用10%的次氯酸鈉對(duì)帶葉柄的嫩葉進(jìn)行消毒處理效果好，消毒時(shí)間為8 min時(shí)成活率最高。劉 蓁等[22]采用3種方法對(duì)外植體進(jìn)行消毒，分別為用次氯酸鈉溶液消毒、用0.1%升汞溶液消毒、復(fù)合消毒法（即先用次氯酸鈉再用升汞溶液消毒）。

培養(yǎng)條件的研究多為糖類、溫度、光照、pH值等方面。糖類是離體培養(yǎng)的植物細(xì)胞所必須的，既可以作為碳源，又可以維持滲透壓[23]。董建新等[24]發(fā)現(xiàn)蔗糖對(duì)除蟲菊細(xì)胞生長(zhǎng)的影響很大，隨蔗糖質(zhì)量濃度增加，愈傷組織凈生長(zhǎng)量減小，褐變開始時(shí)間提前；25～27 ℃為最適溫度；光照強(qiáng)度定為2 500 lx，光照時(shí)間為12 h/d時(shí)，適合愈傷組織的培養(yǎng)；在pH值為5.8時(shí)，愈傷組織總生長(zhǎng)量和日均生長(zhǎng)量最大[4]。

4 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的影響

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在培養(yǎng)基中的使用種類及使用量對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有重大影響[25]。

4.1 芽誘導(dǎo)培養(yǎng)

吳沿友等[8]研究結(jié)果表明，不同激素配比誘導(dǎo)芽及芽叢的能力不同，最適芽誘導(dǎo)的培養(yǎng)基為MS+2 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA，芽數(shù)多且同時(shí)產(chǎn)生愈傷組織；謝慶華等[15]研究結(jié)果顯示，誘導(dǎo)芽的分化個(gè)數(shù)隨著在MS培養(yǎng)基中6-BA激素濃度的增加而增加，而較低濃度的NAA與高濃度6-BA配合使用時(shí)，芽的分化個(gè)數(shù)最多。

4.2 愈傷組織的誘導(dǎo)培養(yǎng)

李 琰等[19]通過(guò)試驗(yàn)得出，不同器官外植體誘導(dǎo)愈傷組織的最適植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑組合不同，子葉為1 mg/L 2，4-D+0.5 mg/L KT、真葉為1～2 mg/L 2，4-D+0.5 mg/L KT、根為0.5 mg/L 2，4-D+0.5 mg/L 6-BA或KT；而下胚軸在1～2 mg/L 2，4-D+0.5 mg/L 6-BA、0.5～1.0 mg/L 2，4-D+0.5 mg/L KT、1 mg/L NAA+0.5 mg/L 6-BA、0.5 mg/L NAA+0.5 mg/L KT、0.5 mg/L 2，4-D+0.5 mg/L 6-BA或KT均可100%誘導(dǎo)愈傷組織。

4.3 芽繼代增殖培養(yǎng)

謝慶華等[15]在加入6-BA 1.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L的培養(yǎng)基中芽的增殖倍數(shù)為6.2倍，苗生長(zhǎng)健壯，是較好的擴(kuò)增培養(yǎng)基；劉 蓁等[17]首次用正交試驗(yàn)對(duì)除蟲菊的快繁培養(yǎng)基進(jìn)行了篩選，得出6-BA的濃度不高于0.5 mg/L、NAA濃度為0.3 mg/L時(shí)有利于芽的生長(zhǎng)。

4.4 生根誘導(dǎo)培養(yǎng)

吳沿友等[8]認(rèn)為1/2 MS+0.5 mg/L IBA是除蟲菊生根的較適培養(yǎng)基；謝慶華等[15]采用MS+0.5 mg/L NAA培養(yǎng)基在10 d內(nèi)的生根率可達(dá)到90%～100%，而且生根速度快，根系較發(fā)達(dá)；張軍云等[16]研究了適合除蟲菊生根的最佳培養(yǎng)基配方為1/2 MS+0.5 mg/L NAA。劉 蓁等[17]通過(guò)在1/2 MS培養(yǎng)基中添加不同濃度生長(zhǎng)素，認(rèn)為低濃度的IAA能促進(jìn)試管苗生根。

5 展望

組培技術(shù)應(yīng)用于除蟲菊的快繁與無(wú)性系離體保存，是今后名貴植物品種保存的新途徑，同時(shí)可以試圖采用細(xì)胞工程的手段，從除蟲菊的愈傷組織或細(xì)胞內(nèi)直接提取除蟲菊酯，提高生產(chǎn)效率[26]。除蟲菊一般以種子與扦插繁殖為主，繁殖系數(shù)低，而且浪費(fèi)資源，易染病蟲害。除蟲菊組織培養(yǎng)的建立與完善使其在短時(shí)間內(nèi)繁殖大量?jī)?yōu)質(zhì)種苗成為現(xiàn)實(shí)，在此基礎(chǔ)上利用基因工程技術(shù)可進(jìn)行除蟲菊品種改良的相關(guān)研究，這將極大地促進(jìn)除蟲菊商業(yè)化的發(fā)展，并產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益。

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