獨(dú)蒜蘭組培快繁技術(shù)研究進(jìn)展

鄭 聽(tīng)，張家春，蔣 影，周 穎，熊鵬飛

(貴州省植物園，貴陽(yáng) 550004)

獨(dú)蒜蘭[Pleionebulbocodioides(Franch.)Rolfe]是蘭科獨(dú)蒜蘭屬多年生草本植物，獨(dú)蒜蘭屬約有20種，中國(guó)分布有16種，其中獨(dú)蒜蘭和云南獨(dú)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(chóng)咬傷、癥瘕痞塊[1]。獨(dú)蒜蘭花型美觀，有較高的觀賞價(jià)值，同時(shí)又有極高的藥用價(jià)值，有較大的市場(chǎng)需求。隨著對(duì)獨(dú)蒜蘭的深入研究和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，市場(chǎng)對(duì)獨(dú)蒜蘭的需求不斷增大，長(zhǎng)期以來(lái)，獨(dú)蒜蘭都依靠采挖野生資源滿足市場(chǎng)需求，但是人們無(wú)節(jié)制的采挖和野生環(huán)境的破壞，獨(dú)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(dú)蒜蘭果實(shí)為蒴果，透水透氣性較差，同時(shí)獨(dú)蒜蘭種子細(xì)小、無(wú)胚乳，種子沒(méi)有貯藏足夠的營(yíng)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(dú)蒜蘭生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，以種子繁殖到開(kāi)花結(jié)實(shí)需要4～5年。因此，獨(dú)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(duì)人為造成的破壞進(jìn)行恢復(fù)。近年來(lái)隨著野生資源的減少和市場(chǎng)需求的上升以及人們對(duì)野生資源保護(hù)意識(shí)的覺(jué)醒，開(kāi)始對(duì)獨(dú)蒜蘭進(jìn)行人工種植。目前，獨(dú)蒜蘭的繁殖主要是依靠假鱗莖進(jìn)行無(wú)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(guò)提供合適的營(yíng)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(shí)現(xiàn)獨(dú)蒜蘭種質(zhì)資源快速繁殖。因此，很多學(xué)者也通過(guò)組培的方式對(duì)獨(dú)蒜蘭的繁殖進(jìn)行研究，為獨(dú)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(guò)對(duì)獨(dú)蒜蘭組培過(guò)程中外植體的選擇、培養(yǎng)基的選擇、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和有機(jī)物對(duì)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(dú)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(yàn)?zāi)芊癯晒Φ年P(guān)鍵因素。獨(dú)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(dú)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(dú)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(duì)滇獨(dú)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(guò)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(dú)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(zhǎng)異長(zhǎng)，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(dú)蒜蘭組培外植體以種子為最佳，同時(shí)獨(dú)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(dú)蒜蘭種子非常細(xì)小，每個(gè)蒴果中種子量大能達(dá)到數(shù)萬(wàn)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(zhǎng)發(fā)育需要的營(yíng)養(yǎng)由培養(yǎng)基提供必需，在不同培養(yǎng)階段植物組織對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求不同，而各種培養(yǎng)基所含無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)物不同，其種類和成分直接影響組培苗的生長(zhǎng)[9]，因此選擇合適的培養(yǎng)基對(duì)植物組織培養(yǎng)有重要意義。獨(dú)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(dú)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(duì)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(zhǎng)、MSN+1.2 mg/L NAA+100 g/L 土豆汁等較好地促進(jìn)獨(dú)蒜蘭幼苗生長(zhǎng)。于曉娟等[5]發(fā)現(xiàn)，毛唇獨(dú)蒜蘭在TH+NAA 0.2 mg/L時(shí)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(zhǎng)。張燕等[6]采用MS、1/2MS和1/5MS為基礎(chǔ)培養(yǎng)基對(duì)獨(dú)蒜蘭種子進(jìn)行培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)獨(dú)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(dú)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(huì)等[13]選用云南獨(dú)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(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)是誘導(dǎo)獨(dú)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(shí)期需要加入不同種類和濃度的生長(zhǎng)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(shí)外植體死亡率較低，說(shuō)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(shí)幼苗長(zhǎng)勢(shì)最好過(guò)高則會(huì)抑制生長(zhǎng)，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(dú)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(dú)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(dú)蒜蘭原球莖分化成苗。黃永會(huì)等[13]研究發(fā)現(xiàn)，NAA、2，4-D對(duì)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(zhǎng)。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(shí)云南獨(dú)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(dú)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(wú)胚乳不易萌發(fā)，在萌發(fā)實(shí)驗(yàn)中常加入一些有機(jī)添加物，天然有機(jī)添加物含有豐富的氨基酸、激素和酶等有機(jī)物質(zhì)，對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有積極作用。蘭科種子培育常用的有機(jī)添加物有土豆汁、椰汁、蛋白胨、香蕉汁等[16-17]。在獨(dú)蒜蘭的組織培養(yǎng)中也常加入有機(jī)物。李斌等[14]研究發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)基中加入香蕉有助于獨(dú)蒜蘭種子萌發(fā)；黃永會(huì)等[13]發(fā)現(xiàn)，添加蛋白胨和土豆泥有助于獨(dú)蒜蘭種子萌發(fā)形成球莖。此外，在獨(dú)蒜蘭幼苗和原球莖增殖、誘導(dǎo)生根時(shí)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(dú)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(jiàn)大片野生獨(dú)蒜蘭分布[18]。張麗娜等[19]研究發(fā)現(xiàn)，獨(dú)蒜蘭組培苗球莖直徑≥0.6 cm，百粒重≥20 g時(shí)，獨(dú)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(dú)蒜蘭組培苗成活率高且長(zhǎng)勢(shì)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(dú)蒜蘭組培苗成活率在60%左右，但該基質(zhì)并不適合長(zhǎng)期種植獨(dú)蒜蘭。張燕等[21]在引種時(shí)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(dú)蒜蘭市場(chǎng)需求的上升和野生資源的減少，獨(dú)蒜蘭種植成了獨(dú)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(dú)蒜蘭供需問(wèn)題并保護(hù)野生資源不被破壞，但獨(dú)蒜蘭自然繁殖較難，因此組培快繁成為獨(dú)蒜蘭種苗供應(yīng)最有效的方法，為獨(dú)蒜蘭進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)提供技術(shù)支持。目前對(duì)獨(dú)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(dú)蒜蘭組培耗時(shí)較長(zhǎng)和組培苗成活率低限制了獨(dú)蒜蘭種苗的生產(chǎn)，種苗的匱乏成了限制獨(dú)蒜蘭發(fā)展的瓶頸，這可能是目前獨(dú)蒜蘭無(wú)法進(jìn)行大規(guī)模種植的原因。張麗娜等[11，19]通過(guò)對(duì)獨(dú)蒜蘭組培技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化使培養(yǎng)周期縮短了3個(gè)月，并通過(guò)提高組培苗質(zhì)量和選擇合適的基質(zhì)提高獨(dú)蒜蘭組培苗成活率達(dá)到80%以上，為獨(dú)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(yàn)研究，獨(dú)蒜蘭組培快繁中存在的問(wèn)題將會(huì)被逐漸克服，獨(dú)蒜蘭種苗快速繁殖的工業(yè)化生產(chǎn)體系將為獨(dú)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)。