獨蒜蘭組培快繁技術(shù)研究進(jìn)展

鄭 聽，張家春，蔣 影，周 穎，熊鵬飛

(貴州省植物園，貴陽 550004)

獨蒜蘭[Pleionebulbocodioides(Franch.)Rolfe]是蘭科獨蒜蘭屬多年生草本植物，獨蒜蘭屬約有20種，中國分布有16種，其中獨蒜蘭和云南獨蒜蘭俗稱冰球子，和毛慈菇杜鵑蘭一起合稱為山慈菇，是傳統(tǒng)名貴中藥材，有清熱解毒、化痰散結(jié)之效，主要用于治療臃腫療毒、瘰疬痰核、蛇蟲咬傷、癥瘕痞塊[1]。獨蒜蘭花型美觀，有較高的觀賞價值，同時又有極高的藥用價值，有較大的市場需求。隨著對獨蒜蘭的深入研究和新產(chǎn)品的開發(fā)，市場對獨蒜蘭的需求不斷增大，長期以來，獨蒜蘭都依靠采挖野生資源滿足市場需求，但是人們無節(jié)制的采挖和野生環(huán)境的破壞，獨蒜蘭野生資源急劇減少，種質(zhì)資源生物多樣性遭到嚴(yán)重的破壞。獨蒜蘭果實為蒴果，透水透氣性較差，同時獨蒜蘭種子細(xì)小、無胚乳，種子沒有貯藏足夠的營養(yǎng)物質(zhì)供其萌發(fā)，在自然條件下很難萌發(fā)成苗，其有性繁殖率較低[2]，且獨蒜蘭生長周期長，以種子繁殖到開花結(jié)實需要4～5年。因此，獨蒜蘭種群數(shù)量在自然條件下增殖很慢[3]，群落更新能力弱，很難對人為造成的破壞進(jìn)行恢復(fù)。近年來隨著野生資源的減少和市場需求的上升以及人們對野生資源保護(hù)意識的覺醒，開始對獨蒜蘭進(jìn)行人工種植。目前，獨蒜蘭的繁殖主要是依靠假鱗莖進(jìn)行無性繁殖，每年增殖3～4倍[4]，繁殖系數(shù)較低。植物組織培養(yǎng)通過提供合適的營養(yǎng)物質(zhì)和環(huán)境條件，以植物組織為材料，能快速有效地培育新的植株，實現(xiàn)獨蒜蘭種質(zhì)資源快速繁殖。因此，很多學(xué)者也通過組培的方式對獨蒜蘭的繁殖進(jìn)行研究，為獨蒜蘭生產(chǎn)和野生資源保護(hù)提供了理論依據(jù)。本文通過對獨蒜蘭組培過程中外植體的選擇、培養(yǎng)基的選擇、植物生長調(diào)節(jié)劑和有機物對組培的影響以及煉苗移栽等方面進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為獨蒜蘭組織培養(yǎng)和種植生產(chǎn)提供參考。

1 外植體

植物組織培養(yǎng)的理論依據(jù)是植物細(xì)胞的全能性和植物的再生理論，植物不同組織分化程度不同，其脫分化恢復(fù)分裂的能力和形成愈傷組織的再分化能力也不同。因此，在組織培養(yǎng)中，選擇合適的外植體是試驗?zāi)芊癯晒Φ年P(guān)鍵因素。獨蒜蘭組織培養(yǎng)中使用的外植體還有種子、葉片和假鱗莖。于曉娟等[5]使用毛唇獨蒜蘭原球莖作為外植體進(jìn)行培養(yǎng)成功獲得了組培苗；張燕等[6]以獨蒜蘭種子、組培苗的原球莖和葉片為材料進(jìn)行培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)以種子和原球莖為外植體能培養(yǎng)出新的植株，而以葉片為材料則不能得到新的組培苗；吳麗芳等[7]對滇獨蒜蘭的種子、假鱗莖和葉片進(jìn)行組織培養(yǎng)，結(jié)果表明種子通過培養(yǎng)能得到組培苗，而以假鱗莖和葉片為外植體均未獲得組培苗；黃成林等[8]以獨蒜蘭種子、假鱗莖和假鱗莖細(xì)胞懸浮液為材料進(jìn)行培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)假鱗莖培養(yǎng)后雖然能產(chǎn)生愈傷組織增殖小原球莖并萌發(fā)葉片，但生長異長，而以假鱗莖細(xì)胞懸浮液為材料則不能獲得植株，只有以種子為外植體能培養(yǎng)出健康的組培苗。在目前的研究中，獨蒜蘭組培外植體以種子為最佳，同時獨蒜蘭由于蒴果不透氣不透水，容易消毒滅菌，能有效降低污染率，而且獨蒜蘭種子非常細(xì)小，每個蒴果中種子量大能達(dá)到數(shù)萬粒，因此常用種子作為外植體進(jìn)行組織培養(yǎng)。

2 培養(yǎng)基

植物組織生長發(fā)育需要的營養(yǎng)由培養(yǎng)基提供必需，在不同培養(yǎng)階段植物組織對營養(yǎng)的需求不同，而各種培養(yǎng)基所含無機鹽和有機物不同，其種類和成分直接影響組培苗的生長[9]，因此選擇合適的培養(yǎng)基對植物組織培養(yǎng)有重要意義。獨蒜蘭常用的培養(yǎng)基有MS、1/2 MS、VW、MSN、TH、B 5、KC等。涂藝生[10]等以MS和1/2 MS培養(yǎng)基為基礎(chǔ)培養(yǎng)基，發(fā)現(xiàn)獨蒜蘭在1/2 MS培養(yǎng)基上幼胚發(fā)育較快且生根率較高，MS+2.0 mg/L 6-BA對原球莖和叢生芽的誘導(dǎo)效果最好。張麗娜等[11]研究發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)基B5+0.5 mg/L NAA最適合種子萌發(fā)和生長、MSN+1.2 mg/L NAA+100 g/L 土豆汁等較好地促進(jìn)獨蒜蘭幼苗生長。于曉娟等[5]發(fā)現(xiàn)，毛唇獨蒜蘭在TH+NAA 0.2 mg/L時叢生芽的出芽率最高，MS+土豆50 g/L培養(yǎng)基有利于原球莖生長。張燕等[6]采用MS、1/2MS和1/5MS為基礎(chǔ)培養(yǎng)基對獨蒜蘭種子進(jìn)行培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)獨蒜蘭在1/2 MS培養(yǎng)基上種子萌發(fā)效果和原球莖增殖效果最好。古碧珠等[12]以秋花獨蒜蘭種子為材料，選擇MS、B 5、KC液體培養(yǎng)基誘導(dǎo)原球莖，發(fā)現(xiàn)B 5培養(yǎng)基上誘導(dǎo)產(chǎn)生的原球莖最多，原球莖在KC固體培養(yǎng)基上的成活率最高。黃永會等[13]選用云南獨蒜蘭種子，以KC、1/2 MS、B 5為基礎(chǔ)培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)B 5有利于種子萌發(fā)和原球莖的增殖。

3 植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)

植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)是誘導(dǎo)獨蒜蘭種子萌發(fā)和植株再生所必需的，其種類、濃度和配比直接影響?yīng)毸馓m種子的萌發(fā)、原球莖的誘導(dǎo)、增殖和分化，因此在不同時期需要加入不同種類和濃度的生長調(diào)節(jié)劑。黃成林等[8]研究發(fā)現(xiàn)，以MS為基礎(chǔ)培養(yǎng)基，加入2 mg/L 2，4-D+0.25 mg/L 6-BA 和2 mg/L 2，4-D +0.25 mg/L KT 時外植體死亡率較低，說明2，4-D有利于愈傷組織的形成，加入6-BA濃度為2 mg/L時幼苗長勢最好過高則會抑制生長，而加入IBA有利于根系的誘導(dǎo)。李斌等[14]以VW為基礎(chǔ)培養(yǎng)基，加入0.005 mg/L TDZ+0.3 mg/L NAA有助于獨蒜蘭種子萌發(fā)，1.0 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA有助于芽的增殖，0.2 mg/L NAA+0.2 mg/L IBA+0.3 g/L活性炭有助于根系誘導(dǎo)。張燕等[6]采用1/2 MS為基礎(chǔ)培養(yǎng)基，在加入0.1 mg/L 6-BA+ 1.0 mg/L NAA+2 g/L 活性炭培養(yǎng)基上獨蒜蘭種子萌發(fā)效果最好，加入5.0 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA有助于原球莖誘導(dǎo)增殖，加入KT則能抑制衰老，促進(jìn)獨蒜蘭原球莖分化成苗。黃永會等[13]研究發(fā)現(xiàn)，NAA、2，4-D對種子萌發(fā)有促進(jìn)作用，6-BA則有抑制作用，以B 5為基礎(chǔ)培養(yǎng)基加入1 g/L活性炭+ 1.5 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA有利于原球莖的增殖于生長。李蕾[15]研究發(fā)現(xiàn)，以1/2MS為基礎(chǔ)培養(yǎng)基，加入1.5 mg/L NAA+0.5 mg/L 6-BA時云南獨蒜蘭小苗增殖效果最好，而加入2.0 mg/L NAA +0.3 mg/L 6-BA 則有利于云南獨蒜蘭組培苗壯苗和生根。

4 其他添加物

蘭科植物由于種子小無胚乳不易萌發(fā)，在萌發(fā)實驗中常加入一些有機添加物，天然有機添加物含有豐富的氨基酸、激素和酶等有機物質(zhì)，對植物的生長發(fā)育有積極作用。蘭科種子培育常用的有機添加物有土豆汁、椰汁、蛋白胨、香蕉汁等[16-17]。在獨蒜蘭的組織培養(yǎng)中也常加入有機物。李斌等[14]研究發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)基中加入香蕉有助于獨蒜蘭種子萌發(fā)；黃永會等[13]發(fā)現(xiàn)，添加蛋白胨和土豆泥有助于獨蒜蘭種子萌發(fā)形成球莖。此外，在獨蒜蘭幼苗和原球莖增殖、誘導(dǎo)生根時常加入活性碳吸附有毒物質(zhì)，防止植物組織褐化甚至死亡。

5 煉苗移栽

煉苗和移栽是影響組培苗成活率的關(guān)鍵因素，種苗的大小、育苗基質(zhì)等都影響組培苗的成活率，獨蒜蘭一般為陸生、巖生或附生，其根系淺，在密林下腐質(zhì)豐富的土壤或溝谷旁有苔蘚覆蓋的石壁上常見大片野生獨蒜蘭分布[18]。張麗娜等[19]研究發(fā)現(xiàn)，獨蒜蘭組培苗球莖直徑≥0.6 cm，百粒重≥20 g時，獨蒜蘭組培苗成活率可達(dá)80%以上，基質(zhì)采用木屑和蛭石1∶1獨蒜蘭組培苗成活率高且長勢好。陳之林等[20]研究發(fā)現(xiàn)，使用碎蛇木和水苔混合作為基質(zhì)移栽，白花獨蒜蘭組培苗成活率在60%左右，但該基質(zhì)并不適合長期種植獨蒜蘭。張燕等[21]在引種時采用苔蘚作為基質(zhì)進(jìn)行盆栽獲得很好的效果。

6 展 望

隨著獨蒜蘭市場需求的上升和野生資源的減少，獨蒜蘭種植成了獨蒜蘭產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要途徑，從根本上解決獨蒜蘭供需問題并保護(hù)野生資源不被破壞，但獨蒜蘭自然繁殖較難，因此組培快繁成為獨蒜蘭種苗供應(yīng)最有效的方法，為獨蒜蘭進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)提供技術(shù)支持。目前對獨蒜蘭組織培養(yǎng)已經(jīng)有了較深的研究，并能成功培育出組培苗。但是獨蒜蘭組培耗時較長和組培苗成活率低限制了獨蒜蘭種苗的生產(chǎn)，種苗的匱乏成了限制獨蒜蘭發(fā)展的瓶頸，這可能是目前獨蒜蘭無法進(jìn)行大規(guī)模種植的原因。張麗娜等[11，19]通過對獨蒜蘭組培技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化使培養(yǎng)周期縮短了3個月，并通過提高組培苗質(zhì)量和選擇合適的基質(zhì)提高獨蒜蘭組培苗成活率達(dá)到80%以上，為獨蒜蘭種苗培育提供了技術(shù)支持。隨著科技進(jìn)步和不斷的試驗研究，獨蒜蘭組培快繁中存在的問題將會被逐漸克服，獨蒜蘭種苗快速繁殖的工業(yè)化生產(chǎn)體系將為獨蒜蘭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和野生資源的保護(hù)做出重要貢獻(xiàn)。