酸漿屬植物組織培養(yǎng)研究進(jìn)展

嵇景雙 許婷婷 王佳興

摘要 ? ?酸漿屬植物具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、藥用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，組織培養(yǎng)技術(shù)可以保存優(yōu)良性狀并提高繁殖效率，從而成為酸漿屬植物快速繁殖的一條重要途徑。本研究從酸漿屬植物組織培養(yǎng)中外植體選擇、消毒滅菌、培養(yǎng)環(huán)境、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、試管苗移栽等方面進(jìn)行了綜述，總結(jié)了酸漿屬植物組織培養(yǎng)技術(shù)的相關(guān)成果，分析了目前存在的問(wèn)題，并對(duì)發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞 ? ?酸漿屬;組織培養(yǎng);研究進(jìn)展

中圖分類(lèi)號(hào) ? ?Q949.777.7 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ? ?A

文章編號(hào) ? 1007-5739（2019）18-0040-02 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

Abstract ? ?The Physalis L. has high nutritional value，medicinal value and economic value. Tissue culture technology can preserve its excellent traits and improve reproductive efficiency，thus becoming an important way for the rapid propagation of Physalis L.. This study reviewed the explant selection，disinfection and sterilization，culture environment，plant growth regulators，transplanting of regenerative plants and other aspects of tissue culture of Physalis L.，summarized the related results of tissue culture techniques of Physalis L.，analyzed the existing problems and forecasted the development prospects.

Key words ? ?Physalis L.;tissue culture;research progress

酸漿屬（Physalis L.）植物隸屬于茄科（Solanaceae），大多數(shù)生長(zhǎng)于美洲地區(qū)，一小部分生長(zhǎng)于歐亞大陸及東南亞，現(xiàn)存120余種，我國(guó)有5種、2個(gè)變種[1-2]。該屬植物的主要特征為一年生或多年生草本;大部分葉具有形狀不規(guī)則的波紋齒，為單葉互生，花腋生或腋上生，通常為藍(lán)、深黃或白三色;花萼鐘狀，5齒裂，結(jié)果時(shí)外張形成囊狀，漿果被包圍其中;有10縱肋;花有褶襞，5淺裂;雄蕊5，呈冠輻狀或輻狀鐘形，且著生于花冠近基部，花絲底部擴(kuò)大，花藥呈縱裂狀;花盤(pán)不明顯或缺失;子房2堂，柱頭不明顯淺裂;胚珠多數(shù);漿果球形，具有大量水分，包藏于囊狀的萼內(nèi);種子數(shù)目較多，較為扁平，形狀為盤(pán)形或腎形，表面有小窩孔，網(wǎng)狀分布。許 ?亮等[3-4]、馮尚國(guó)等[5]、邱 ?峰等[2]在酸漿屬植物的相關(guān)試驗(yàn)中對(duì)組織培養(yǎng)、藥學(xué)研究與臨床應(yīng)用進(jìn)行了頗有成效的研究。最早對(duì)中藥酸漿[6]進(jìn)行收錄的是《神農(nóng)本草經(jīng)》;《中華本草》介紹了錦燈籠的果實(shí)味甘、微酸、性寒，具有清熱解毒、利尿、利咽、化痰等作用[7]，其宿萼味苦、氣微;方 ?雷等[8]在研究中提到，苦蘵在夏、秋2季采集，宿萼、根、帶宿萼的果實(shí)均可入藥，鮮用或干用皆可，具有清熱、解毒、利尿的功效，用于治療感冒、牙齦腫痛、痢疾、水腫、天皰瘡等癥;馮尚國(guó)等[5]的試驗(yàn)證明了酸漿屬植物具有抗炎、抗氧化及抗癌等多種藥理活性，對(duì)于風(fēng)濕、瘧疾、哮喘、肝炎、癌癥等多種疾病具有一定的治療效果;張曉波[9]的研究表明，毛酸漿宿萼入藥具有化痰、鎮(zhèn)咳、利尿等療效。上述研究都說(shuō)明該屬植物具有較高的藥用價(jià)值。

酸漿屬植物的繁育既可用傳統(tǒng)的種子進(jìn)行繁殖，也可通過(guò)組織培養(yǎng)的方式進(jìn)行，多數(shù)組培研究都集中于5個(gè)種，對(duì)2個(gè)變種研究較少。本研究對(duì)酸漿屬植物組織培養(yǎng)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，在此基礎(chǔ)上分析了目前存在的問(wèn)題，并就今后的研究方向進(jìn)行了展望，旨在為酸漿屬植物組織培養(yǎng)技術(shù)的優(yōu)化以及工廠(chǎng)化育苗、繁殖系數(shù)的提高和推廣提供一定的參考。

1 ? ?酸漿屬植物組織培養(yǎng)的因素

1.1 ? ?外植體選擇

植物體可作為外植體進(jìn)行組織培養(yǎng)的部分較多，但選取的外植體不同部位的再生能力有所區(qū)別。因此，恰當(dāng)?shù)耐庵搀w選擇是組織培養(yǎng)成功的前提，在酸漿屬植物組織培養(yǎng)技術(shù)中，外植體的選擇有所不同。陳明波等[10]選取的是酸漿帶葉柄的幼嫩葉片、飽滿(mǎn)粗壯的莖段以及展開(kāi)的子葉、胚軸、胚根，結(jié)果表明，葉柄為酸漿不定芽分化的最佳外植體。宋曉宏等[11]和邱 ?勝等[12]分別以毛酸漿和苦蘵的子葉為外植體進(jìn)行離體培養(yǎng)，結(jié)果表明，酸漿屬植物組織培養(yǎng)可分別選擇莖尖、莖段、子葉和花藥等作為外植體，通過(guò)不同培養(yǎng)途徑獲得再生植株。

1.2 ? ?消毒和滅菌

要使植物組織培養(yǎng)能夠順利進(jìn)行，接種之前必須對(duì)材料進(jìn)行嚴(yán)格的滅菌消毒，要注意不同的接種材料消毒時(shí)間長(zhǎng)短不同。陳明波等[10]對(duì)酸漿外植體選取的后處理方法是自來(lái)水（沖洗20～30 min）+蒸餾水（沖洗2～3次）+70%乙醇（30 min）+無(wú)菌水（沖洗2～3次）+0.1%升汞溶液滅菌（葉柄、葉片、莖段滅菌時(shí)間為5 min，子葉、胚軸、胚根滅菌時(shí)間為3 min）+無(wú)菌水（沖洗5～6次）。梁麗靜[13]用清水漂洗酸漿種子且在接種臺(tái)上進(jìn)行消毒滅菌后，將種子放入滅菌用的碘量瓶中采用70%酒精（少量溶液浸泡種子數(shù)秒）+0.1%氯化汞（8 min）+無(wú)菌水（沖洗5次）滅菌;宋曉宏等[11]將毛酸漿種子用70%乙醇（30 s）+無(wú)菌水（沖洗2次）+活性氯濃度為1%的次氯酸鈉（浸泡5 min）+無(wú)菌水（沖洗4～5次）消毒滅菌;邱 ?勝等[12]對(duì)苦蘵種子的處理方法是95%乙醇（搖晃浸泡5 min）+20%次氯酸鈉+0.1%（體積分?jǐn)?shù)）吐溫20（浸泡20 min）+無(wú)菌水沖洗;陳明波等[14]選擇小酸漿作為外植體，對(duì)外植體的處理方法是自來(lái)水（沖洗20～30 min）+蒸餾水（沖洗2～3遍）+70%乙醇溶液（30 s）+無(wú)菌水（沖洗2～3遍）+0.1%氯化汞溶液（莖段、葉片、葉柄消毒時(shí)間為5 min，膨大花萼消毒時(shí)間3 min）+無(wú)菌水沖洗5～6遍，消毒滅菌后用濾紙吸干水分備用。

由以上消毒方法可知，外植體消毒劑通常選用乙醇、次氯酸鈉和氯化汞等，通常用一定濃度的乙醇短時(shí)間消毒后再用一定濃度的次氯酸鈉或氯化汞溶液進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的消毒;另外，不同物種或者同一物種的不同外植體所需消毒劑濃度和消毒時(shí)間也存在存在差異。因此，在酸漿屬植物消毒時(shí)，應(yīng)根據(jù)部位的不同選擇合適的消毒劑、濃度以及對(duì)應(yīng)的消毒時(shí)間，這是酸漿屬植物外植體無(wú)菌體系建立的關(guān)鍵所在[15]。

1.3 ? ?培養(yǎng)環(huán)境

陳明波等[14]研究表明，小酸漿的培養(yǎng)溫度為（25±1）℃，光照時(shí)間12 h/d，光照強(qiáng)度1 500～2 000 lx;酸漿的培養(yǎng)溫度為（25±1）℃，光照強(qiáng)度2 000 lx，光照時(shí)間12 h[10];梁麗靜[13]試驗(yàn)結(jié)果表明，酸漿的培養(yǎng)溫度以26 ℃為宜;羅曉宇[16]的酸漿試驗(yàn)中光照強(qiáng)度為2 000～2 500 lx;邱 ?勝等[12]的試驗(yàn)中苦蘵生根培養(yǎng)條件為培養(yǎng)溫度26 ℃、光照時(shí)間16 h。

1.4 ? ?植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑

細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素是植物組織培養(yǎng)中經(jīng)常添加的激素。酸漿屬的不同種的不定芽、不定根誘導(dǎo)培養(yǎng)率也有一定的差別。陳明波等[10]的酸漿離體培養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，最佳培養(yǎng)基配比為MS+6-BA 2.0 mg/L+IAA 0.5 mg/L;叢生芽增殖的最佳培養(yǎng)基為MS+6-BA 2.0 mg/L+IAA 0.05 mg/L，增殖系數(shù)達(dá)到了5.0;最佳生根培養(yǎng)基為1/2 MS培養(yǎng)基，生根率達(dá)到91.7%。梁麗靜[13]以酸漿為材料，加入不同濃度的6-BA和NAA 2種調(diào)節(jié)劑，得出誘導(dǎo)愈傷組織的最佳培養(yǎng)基為MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L，誘導(dǎo)率達(dá)到92%;不定芽分化率最高的培養(yǎng)基配比為MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L，分化率達(dá)到100%。邱 ?勝等[12]以苦蘵的子葉為外植體進(jìn)行離體培養(yǎng)，結(jié)果表明，誘導(dǎo)愈傷組織和不定芽的最佳培養(yǎng)基為MS+6-BA 3.0 mg/L+NAA 0.05 mg/L，愈傷組織誘導(dǎo)率達(dá)到100%，不定芽分化率達(dá)到77.78%;生根的最佳培養(yǎng)基為1/2MS培養(yǎng)基，生根率達(dá)到100%。陳明波等[14]的研究結(jié)果表明，小酸漿愈傷組織誘導(dǎo)不定芽最佳培養(yǎng)基為MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.05 mg/L或MS+6-BA 3.0 mg/L，誘導(dǎo)率都可達(dá)到100%;最佳生根培養(yǎng)基為MS+NAA 0.05 mg/L，低質(zhì)量濃度的6-BA可以調(diào)控小酸漿花芽分化及開(kāi)花，其中以0.05 mg/L 6-BA的誘導(dǎo)作用較顯著。宗憲春等[17]以毛酸漿下胚軸為外植體進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明，愈傷組織誘導(dǎo)最佳培養(yǎng)基配比為MS+6-BA 3.0 mg/L+NAA 0.3 mg/L，誘導(dǎo)率為98.12%;愈傷組織分化最佳培養(yǎng)基為MS+6-BA 2.0 mg/L+IAA 0.2 mg/L，分化率為45.14%;最佳生根培養(yǎng)基為MS+NAA 0.1 mg/L或MS+IBA 0.1 mg/L，生根率可達(dá)到100%。宋曉宏等[11]選用毛酸漿種子長(zhǎng)成的無(wú)菌苗的子葉為材料，得出結(jié)論，誘導(dǎo)不定芽的最佳培養(yǎng)基為MS+6-BA 3.0 mg/L+NAA 0.05 mg/L，最佳生根培養(yǎng)基為MS+NAA 0.5 mg/L。綜上所述，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類(lèi)不同或者配比不同是酸漿屬植物組織培養(yǎng)的關(guān)鍵之處。

1.5 ? ?試管苗移栽

陳明波等[10]在酸漿組培試驗(yàn)中的移栽方法是注入少量清水淹沒(méi)培養(yǎng)基表面，在自然條件下煉苗3～5 d，洗凈培養(yǎng)基，移植于裝花土和蛭石（1∶1）的塑料盆中，并保持較高的濕度環(huán)境，觀察幼苗的生長(zhǎng)狀態(tài);邱 ?勝等[12]對(duì)苦蘵的移栽方法是將具有發(fā)達(dá)健壯根系的幼苗移植到混有花土和蛭石（2∶1）的無(wú)菌基質(zhì)中培養(yǎng)。在酸漿屬植物組培苗煉苗移栽過(guò)程中，一般使用蛭石、花土等作為栽培基質(zhì)，可提高基質(zhì)的保水性和通氣性。

2 ? ?酸漿屬組織培養(yǎng)中存在的問(wèn)題

褐變是由于在離體繁殖中，培養(yǎng)材料向培養(yǎng)基釋放褐色物質(zhì)，導(dǎo)致培養(yǎng)基顏色由無(wú)色轉(zhuǎn)為褐色，對(duì)整個(gè)植物體產(chǎn)生毒害，培養(yǎng)材料也隨之死亡的現(xiàn)象[18]。褐變?cè)谥参锝M織培養(yǎng)過(guò)程中十分常見(jiàn)[19-22]，主要起決定作用的物質(zhì)是植物多酚氧化酶（PPO）。目前，關(guān)于果蔬類(lèi)多酚氧化酶已有深入研究[19，23]。高新新等[23]對(duì)毛酸漿多酚氧化酶的活性進(jìn)行研究，并考察了不同種類(lèi)抑制劑對(duì)其PPO產(chǎn)生的抑制效果，得出的結(jié)論是5種常用的酶活抑制劑抑制能力由弱到強(qiáng)依次為亞硫酸氫鈉

3 ? ?前景展望

隨著不同地域之間溝通和聯(lián)系的加強(qiáng)，越來(lái)越多的人加深了對(duì)酸漿屬植物的了解，在品種培育、繁育培養(yǎng)方面取得了較大進(jìn)展，在資源保存、種質(zhì)資源創(chuàng)新和新品種選育上也卓有成效。加強(qiáng)酸漿屬植物組織培養(yǎng)技術(shù)方面的研究，能夠推動(dòng)和輔助育種、良種繁育的應(yīng)用進(jìn)展?？梢詫⒔M織培養(yǎng)技術(shù)與生理、生化及分子生物學(xué)等方面相融合，各個(gè)分支學(xué)科通過(guò)組織培養(yǎng)，可以在有利的觀察條件下研究多種因素對(duì)植物生長(zhǎng)所產(chǎn)生的影響，從而提高它們的利用價(jià)值，對(duì)種質(zhì)資源保護(hù)也有重大意義;與此同時(shí)，不僅有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，還為藥物生產(chǎn)開(kāi)辟了新途徑[32]。因此，應(yīng)更好地開(kāi)展酸漿屬植物組織培養(yǎng)研究，使常見(jiàn)的褐化、污染和玻璃化等問(wèn)題得到有效控制并最終得到解決，爭(zhēng)取在實(shí)際應(yīng)用中取得更大的成效和收益[33-34]。

4 ? ?參考文獻(xiàn)

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