激素在藥用植物種植中的應用研究淺析

劉振國

植物激素指植物細胞接受特定環境信號誘導產生的、可調節植物生理反應的活性物質。它們在細胞分裂與伸長、組織與器官分化、開花與結實、成熟與衰老、休眠與萌發以及離體組織培養等方面,分別或相互協調地調控植物的生長、發育與分化。植物激素主要有生長素(Auxin)、赤霉素 (GA3)、細胞分裂素 (CTK)、脫落酸(abscisic acid,ABA)、乙烯 (ethyne, ETH)和油菜素甾醇(brassinosteroid, BR)。它們都是些簡單的小分子有機化合物,但它們的生理效應卻非常復雜、多樣。例如從影響細胞的分裂、伸長、分化到影響植物發芽、生根、開花、結實、性別的決定、休眠和脫落等。所以,植物激素對植物的生長發育有重要的調節控制作用。

植物在生長發育過程中除了需要有機物和無機物作為細胞生命活動的結構物質和營養物質外,還需要激素參與生長發育過程的調節,植物對外界環境變化的反應往往表現在多種內源激素水平的變化上,因此利用激素可以促進植物抵抗外界不利的環境和向著有利的形態去生長。目前,對植物激素在藥用植物上的應用,主要集中在調節藥用植物種子萌發、組織培養，有效成分的積累等方面。

一、激素對藥用植物種子萌發的影響

種子休眠和萌發是高等植物個體發育中的重要事件,關系到種群的生存、繁衍和分布,具有重要的生態意義。而在農業生產上,種子休眠性過強,會導致田間出苗率降低,出苗參差不齊,以及帶來下一季的雜草問題;休眠性過弱,田間易發生穗發芽,降低作物的品質和種子質量。迄今利用大量影響種子休眠和萌發的相關突變體研究發現,在種子休眠解除過程中起關鍵作用的內源信號分子是赤霉素。一般來說，低濃度的激素促進種子萌發而高濃度的激素抑制種子萌發，在一定濃度之內濃度越高越促進種子萌發而超過該濃度之后萌發率隨著濃度的升高而降低。研究表明：激素對北柴胡種子發芽率和發芽勢的從10μg/ml到50μg/ml促進作用逐漸加強,以50μg/ml最為適宜，與對照比較50μg/mlGA3處理的發芽率和發芽勢分別提高10.1%和0.35%，并提前2天發芽,提前l天達到發芽高峰。100μg/mlGA3對發芽率和發芽勢較對照僅略有提高,而20μg/ml高濃度時發芽率和發芽勢反而降低,呈現低濃度促進,高濃度抑制現象。6-BA激素對黑草種子的發芽勢和發芽率的影響呈現出先上升后下降的趨勢，其中1—25毫克/升的6-BA處理的發芽勢和發芽率均顯著或極顯著高于對照，以25毫克/升處理的效果最好，其發芽勢和發芽率分別比對照增加了21%和48%。而當6-BA的濃度增加到50毫克/升時，發芽勢和發芽率明顯低于對照，分別降低了6%和17%。這一現象也表明低濃度6-BA促進黑草種子的萌發，而高濃度則具有抑制作用。

二、激素對藥用植物組織培養的影響

在無菌條件下，將植物器官或組織的一部分切下來，用纖維素酶與果膠酶處理用以去掉細胞壁，使之露出原生質體，然后放在適當的人工培養基上進行培養，這些器官或組織就會進行細胞分裂，形成新的組織即愈傷組織。在適合的光照、溫度和一定的營養物質與激素等條件下，愈傷組織便開始分化，產生出植物的各種器官和組織，進而發育成一棵完整的植株。

一是激素對藥用植物愈傷組織形成的影響。不同激素，不同濃度對愈傷組織的誘導率不同。不同藥用植物有不同的最佳激素配比。在三角葉黃連莖尖離體培養試驗中，研究了2，4-D，KT，NAA3種植物生長物質不同濃度對植物組織的影響，在一定范圍內，增殖率均隨著3種激素濃度的增大而增大，但是隨著激素水平的繼續增大，愈傷組織增殖反而受到抑制。銀斑百里香種子產生愈傷組織實驗中，NAA在0.15毫克/升和2，4－D在0.9毫克/升時誘導銀斑百里香種子產生愈傷組織的最佳濃度；MS+NAA(0.15毫克/升)+6－BA(0.6毫克 /升) 和 MS+2，4－D(0.9毫克/升)+6－BA(0.6毫克/升)誘導的效果最佳，從而建立了百里香愈傷組織培養的實驗體系。

二是激素對藥用植物不定根形成的影響。離體條件下不定根的形成受許多因素的影響，如培養基種類、外植體類型、植物生長物質的種類及濃度等。實驗顯示在1/2MS+BA0.5毫克/升，北柴胡帶側芽莖段不定根誘導率達到了97.3%，生根效果也最好，說明IBA適合于柴胡不定根的誘導，并且誘導出的不定根生長狀況良好。B5+DSC1.0毫克/升培養基對于北柴胡愈傷組織分化不定根的效果最好，通過在培養基中添加IBA誘導柴胡愈傷組織分化不定根。

三是激素對藥用植物有效成分積累的影響。有效成分即天然藥物中具有一定的生物學活性，能代表其功效的化學成分。激素在一定范圍之內低濃度促進有效成分的積累高濃度抑制有效成分的積累。實驗顯示：莉酸、乙烯利、乙酰水揚酸和色氨酸溶液對長春花葉片中吲哚總堿、長春堿、長春質堿和文多靈堿的積累均有促進作用。它們對長春質堿的影響尤為明顯，長春質堿的最高含量是對照的5.1倍。NAA、IAA、IBA在適宜的的濃度下毛狀根的金鐵鎖均能促進皂苷積累，2，4－D能夠明顯促進皂苷的合成。部分細胞分裂素有利于次生代謝物質的積累。無論是生長素還是細胞分裂素，當濃度過高時，都不利于皂苷積累。

三、激素對改造藥用植物種植的影響

綜上所述植物激素對植物的生長發育有重要的調節控制作用。植物激素對調節藥用植物種子萌發、組織培養，有效成分的積累等方面均有影響。因此在研究提高藥用種子萌發率，藥用植的組織培養技術及如何提高藥用植物的有效成分含量時可以考慮利用不同激素不同濃度去進行嘗試,必將給改造藥用植物帶來廣闊的前景。