植物離體培養(yǎng)試管開花誘導因子

李紅艷 翟賽亞

試管開花是指采用細胞組織培養(yǎng)的技術，在培養(yǎng)器皿中實現(xiàn)植物的開花過程。法國的Julien Costantin是蘭花試管開花研究工作的先驅者，但最先實現(xiàn)試管開花的植物Laeliocattleya（卡特蘭屬×蕾麗蘭屬）是由美國康奈爾大學植物生理專家Lewis Knudson報道的。試管開花研究主要是通過有目的的改善各種影響因子如植物生長調節(jié)劑、營養(yǎng)條件、光周期、溫度等對植物花的發(fā)育過程的影響，從而提高試管開花的效率。

1? ?植物生長調節(jié)劑

1）細胞分裂素的影響。細胞分裂素其主要作用是能夠促進芽的分化，許多研究者都就細胞分裂素對花芽分化的影響做了比較深入的探討。根據(jù)Goh的研究，表明6-BA可以促進雜種石斛蘭整體植株的花芽發(fā)端，誘導花芽發(fā)生。D. candidum的研究也證實了在培養(yǎng)基中添加BA時，可誘導植株開花。D. huoshanas也有用激素BA、2，4-D及ZT等促使種子到開花的整個生長過程的系統(tǒng)報道。K.V. Saritha等在研究睡茄Withania somnifera 試管開花、結實、組織快繁的過程中發(fā)現(xiàn)，在培養(yǎng)基MS+KT 0.5～4.0 mg/L+IAA 0.1 mg/L中培養(yǎng)4～6周后繼代植株便出現(xiàn)了花蕾。Wagner de Melo Ferreira等在研究TDZ對鐵皮石斛組培苗花芽分化過程內(nèi)源激素細胞分裂素和IAA水平的影響時發(fā)現(xiàn)，與不含TDZ的培養(yǎng)基相比較，在培養(yǎng)基中添加1.8 μM TDZ對石斛苗內(nèi)源激素細胞分裂素和IAA水平的影響最大。后來一些研究者發(fā)現(xiàn)，適當濃度的6-BA能夠促進植物的花芽分化，但當濃度過高或過低時則抑制花芽分化。因此，濃度不同的細胞分裂素其對花芽分化的影響是不同的，在使用細胞分裂素時應選擇合適的濃度。

2）生長素、赤霉素的影響。有報道稱，將誘導的C.ensifolium幼苗轉接到含有NAA的培養(yǎng)基中，會出現(xiàn)花芽枯萎死亡或開畸形花的現(xiàn)象。Goh等在石斛蘭上與雜種蘭花Aranda培育過程中觀察到IAA（吲哚乙酸）能夠阻止花芽的形成。Kostenyuk等在對C.niveo-marginatum Mak 的研究中發(fā)現(xiàn)，NAA本身不誘導開花，而生長素抑制劑2，3，5-三碘苯甲酸抑制開花。錢樺等在對兩種不同的春石斛品種開花誘導試驗中發(fā)現(xiàn)，低濃度的GA3對于春石斛的催花效果因品種而異，而2個春石斛品種的葉片都有不同程度的變黃，黃化的速度隨著GA3濃度的降低而減慢，且黃化率也有所降低。因此，生長素的作用與植物種屬的不同有關。高濃度的GA延緩開花，PBZ（抗GA劑）完全抑制細胞分裂素或根修剪誘導開花的作用。

3）ABA、乙烯的影響。有實驗證明，ABA（植物激素脫落酸）在植物組織培養(yǎng)中影響花芽形成。先將鐵皮石斛原球莖培養(yǎng)在加有0.5～1.5 mg/L ABA的培養(yǎng)基上15～20天，再轉到含BA的MS培養(yǎng)基上，可以得到很高的成花率，這說明了在花誘導的早期階段中，ABA的增加可能起有重要的作用。用ABA和乙烯（與脅迫或生長抑制相關的激素）處理文心蘭屬Oncidium和石斛屬Dendrobium，能夠加速營養(yǎng)生長向生殖生長的轉變。

2? ?光周期和溫度

光周期是許多種植物的試管開花的影響因素。一些蘭花如P.pusilla具有光周期，在適宜的光周期下會誘導這些植物開花。有研究表明，光照能夠直接或間接地影響試管內(nèi)植株的生長。Ana在對光周期和溫度對三脈梅花草試管內(nèi)生長和開花的影響中發(fā)現(xiàn)，光周期可以控制植物葉片的數(shù)量，長日照可以促進植物的生長以及花的形成，植物對溫度非常敏感，一般27 ℃最適合植物生長，也最適合植物葉片以及花的形成。劉燕等在對西洋杜鵑的花芽誘導中發(fā)現(xiàn)，光照量對西洋杜鵑的花器官的形成有很重要的作用。光照強度越大越容易促進花器官的形成，并可以使花期提前。

有報道說當植株Phalaenopsis在低溫條件生長時，若給予其適宜的光照將會對其花莖抽出有促進作用。C. Pedersen等在研究對六出花組培苗進行低溫處理誘導花芽分化的實驗中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過10 ℃低溫處理后的組培苗比沒有經(jīng)過低溫處理過的組培苗花期提前，花莖縮短，生殖枝增多。溫度對開花的誘導作用有的時候可以被其他的一些影響因子而替代，如乙烯、缺氧、光周期等。因此推測，溫度或光周期對誘導開花的影響，可能是通過植物內(nèi)源激素調節(jié)控制的。

3? ?附加物

在附加物中，有報道稱多胺對誘導植物的花芽形成以及花器官的分化等方面起著非常重要的作用。據(jù)王光遠等觀察報道，在誘導鐵皮石斛原球莖的培養(yǎng)基中添加精胺、亞精胺等多胺類的物質，可以明顯促進花芽的分化。桂仁意等報道稱，通過對外源多胺以及多胺生物合成抑制劑作用在石竹試管開花的影響的研究發(fā)現(xiàn)，多胺類物質能影響植物的內(nèi)源激素的含量，這就證明多胺類物質與激素的代謝有關，它們共同控制著植物的花芽分化。

4? ?pH值

研究表明，培養(yǎng)基的pH值對試管開花誘導具有一定的影響，對于大多數(shù)的植物，開花培養(yǎng)基是需要在偏酸性的條件。譬如，歐洲油菜在含有6-BA的培養(yǎng)基中，pH值是3.9～4.6時，開花率可達到最高。

5? ?營養(yǎng)條件

營養(yǎng)物質之間的不同配比也會對植物試管開花產(chǎn)生一定的影響。NH+4/NO-3比值以及碳氮濃度都將對開花產(chǎn)生影響。高比值的NH+4/NO-3一般會有利于花芽形成。

有研究發(fā)現(xiàn)糖與開花的誘導有關，可能是因為糖參與促進戊糖磷酸途徑的循環(huán)。在研究建蘭 （ C.ensifolium ）的試管開花時發(fā)現(xiàn)，改變糖源同時提高激素的濃度可以使根狀莖上的營養(yǎng)芽變成花芽;在鐵皮石斛離體開花的研究中發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)基中加入葡萄糖，能使花芽形成的時間提前，成花率增加。

目前國內(nèi)關于石斛屬植物試管開花研究的報道主要是利用生長素類、細胞分裂素類、脫落酸等的不同配比誘導花芽發(fā)生。溫云飛等報道了4個月苗齡的霍山石斛組培苗在MS+2，4-D 0.1 mg/L+ZT l.0 mg/L培養(yǎng)基上繼代2個月可以誘導出花芽數(shù)較多的正?；ㄑ?，隨后將植株轉栽到MS+10 g/L香蕉提取物的無激素培養(yǎng)基上，花芽可以正常開花。王光遠等研究了ABA在石斛離體培養(yǎng)中對花芽誘導的影響，結果表明：鐵皮石斛原球莖在MS+ABA0.5 mg/L預培養(yǎng)后，再轉入2 mg/L 6-BA的MS培養(yǎng)基上培養(yǎng)，花芽形成頻率明顯提高，可達84.4%，且每棵植株花的數(shù)目增加。陳肖英研究了霍山石斛試管開花誘導，發(fā)現(xiàn)在改良的MS基本培養(yǎng)基中，即增加磷含量（5倍磷），減少氮的含量（1/6氮），糖濃度提高到40 g/L，并加入適宜濃度（0.02 mg/L）的TDZ可誘導霍山石斛開花，5個月內(nèi)統(tǒng)計花芽發(fā)生率為50%左右。高濃度TDZ誘導的花芽多為總狀花序。低濃度TDZ誘導的花芽多為頂生單花。

（參考文獻略）