白芨繁殖研究進展

摘要：對白芨繁殖研究進行了綜述。簡要地指出了白芨繁殖中存在的問題，提出了如何提高其他外植體的利用率，縮短實驗時間是目前有待解決的關鍵，對白芨未來研究方向及其資源開發和利用進行了展望。

關鍵詞：白芨；繁殖；研究進展；綜述

中圖分類號：S567.239

文獻標識碼：A

文章編號：1006-060X（2015）05-0135-03

白芨，為蘭科白芨屬的多年生草本球根植物。原產于中國，在日本、緬甸北部、朝鮮半島等國家和地區也有分布。在我國白芨質量以云南、四川等地為上。白芨地下假鱗莖為我國傳統中藥，其藥用價值高，醫藥用途廣泛，主要用于斂瘡止血、補肺、消腫生肌、支氣管擴張等。近年來，其藥用范圍得到了更近一步拓寬，如治療食管炎、鼻竇炎、體表腫瘤、血管瘤等。白芨花期主要在春季，但依據各地的氣候不同，晚冬至夏初都可能開花。白芨花色多樣，花形奇特，是一種很好的觀花植物，可作盆栽，園林中多與山石配置栽植于樹林下或林緣邊上，也可點綴于花鏡或庭院中。另外，又因其具有粘性，被廣泛應用于化工行業。同時，白芨還被譽為“美容仙子”，具有美白祛斑、除皺等美容功效，并且其應用范圍還在不斷開發中。但白芨由于長期人為掠奪式的采挖和缺乏保護，白芨資源日趨減少，白芨的藥用原料出現嚴重緊缺，現已列為中國30種稀缺瀕危天然藥物之一。因此，目前就如何促進白芨的產業化發展來保護白芨資源、更進一步地拓展其利用范圍等問題變得十分緊迫。筆者通過對近年來白芨繁殖的相關研究的整理歸納，為白芨未來研究及其資源開發和利用等提供參考。

1 播種繁殖

白芨種子非常細小，種皮為單層細胞組成，側壁加厚，細胞器及原生質均已消失，是一層半透明的死細胞，胚處于原胚階段，胚柄退化，無胚乳，在自然狀態下若缺少必要的共生真菌等先天萌發條件就難以成苗。正因如此，用白芨種子作為人工種子進行白芨快速繁殖培育的方法較為普遍。 郭順星、徐錦堂利用紫萁小菇等4種真菌來拌播白芨種子進行試驗得出，真菌對白芨原球莖的子葉分化、生長以及根的形成均有顯著的促進作用，但成苗率低。同時，用紫萁小菇培養物的醇、水粗提取液及二者混合液也有利于種子的萌發，醇提取液能明顯加快原球莖子葉的分化與生長。JoMson將白芨種子與蘭科杓蘭屬植物粉紅杓蘭CypripediumaculeAitl的共生真菌一同播種的試驗結果發現，有真菌拌播的種子萌發率達60%以上，幼苗死亡率不到20%，而無真菌拌播種子萌發率及幼苗死亡率分別為34%和45%。袁寧等試驗發現，白芨種子在1/2MS+6-BA l.Omg/L培養基上，其發芽率較高，生長正常。張燕等對無菌條件下白芨種子在不同培養基上的萌發情況及其幼苗形態進行觀察得出，在培養基中低濃度的6-BA或KT與NAA配比組合會對白芨種子的萌發產生嚴重的抑制作用，種子萌發率較低。而在僅添加了I.Omg/L NAA無機鹽濃度對白芨種子的萌發率、萌發速度影響很小。添加的有機物對白芨種子的萌發、出苗也有影響。喻蘇琴等對白芨種子在不同培養條件下萌發效應進行研究，發現采用l%的次氯酸鈉滅菌、在1/2MS培養基、2.0%蔗糖、0.1%活性炭、光周期10～12h/d的條件下培養7d后，白芨種子萌發率可達80%以上。趙漫麗等研究發現，白芨種子萌發的最適配方是：MS+3.0mg/L BA+l.Omg/L NAA+3.0g/L碳粉，最高萌發率可達99.7%。李偉平等利用人工種子技術快速繁殖白芨發現，以4.0%海藻酸鈉+0.2mol/LCaC1₂+0.4mg/L青霉素+0.3%多菌靈粉劑+0.2%苯甲酸鈉為人工種皮基質、MS+1.Omg/L NAA+2.0mg/L KT作為人工胚乳成分制成的人工種子，其生長速度和成苗率最高。宋曉丹等對白芨種子試管高頻萌發的應用研究發現，適合白芨種子試管苗高頻萌發環境為光環境，最佳萌發培養基為Ms+NAAI.Omg/L+AC6.0g/L，萌發率可達98%以上。王楷等進行的白芨的種子高效萌發試驗結果指出，培養基類型的不同，對種子的萌發影響較大，液體培養基較固體培養基而言，種子萌發速度要快4～6d，萌發效果也更好。其中采用1/2MS+6-BA l.0mg/L配比組合的液體培養基為最佳培養基，添加lO%的椰汁乳能有效提高萌發率。這些試驗均使白芨種子成功的萌發，且萌發率都較高，小苗能正常生長。

2 無性繁殖

2.1 分株繁殖

白芨在自然狀態下一般靠傳統的分株繁殖。春季新葉萌發前或秋冬地上部枯萎后，掘起老株，將帶頂芽的假鱗莖分成3～5份進行分植。但其繁殖系數低，生長需2～4a，生長周期較長，消耗量較大。目前白芨分株繁殖還未取得任何關鍵性的突破。

2.2 組織培養

近年來，由于白芨野生資源的不斷減少，使得怎樣快速繁殖白芨以擴充白芨資源變得越來越緊迫。除了采用種子播種、分株繁殖外，根據細胞全能性的原理，白芨的任何一部分都可以作為外植體進行組織培養快速繁殖。組織培養的存在讓白芨的快速繁殖，實現工廠化生產成為可能。近年來越來越多的研究人員開始用組織培養研究白芨的快速繁殖，白芨組培快繁研究的報道也因此顯著增加。

2.2.1 外植體的選擇 白芨組織培養根據所選部位的不同可分為莖尖和側芽培養.葉片培養、幼根培養、花莖和地下塊莖培養等。

（1）莖尖和側芽培養：莖尖和側芽頂端部位分生區的細胞具有分裂能力強、易誘導、遺傳穩定等特性。余朝秀等用莖尖及側芽成功地繁殖出白芨無菌苗，且經過移栽煉苗管理后成活率達到了90%以上。石云平等以白芨側芽為外植體，進行白芨組培快繁技術研究，小苗移栽到大田后成活率達到了87.5%。

（2）葉片培養：葉片作為外植體，數量多，取材方便，對植株本身傷害少。張燕等以白芨組培苗的葉片為外植體進行試驗研究，未獲得組培苗。雷湘等對白芨嫩葉進行試驗研究發現，白芨嫩葉不分化，葉片全部死亡。劉軍凱在最佳外植體篩選試驗中選用的白芨幼葉作為外植體，結果表明不論是用MS還是l/2MS培養基都無法誘導出愈傷組織。石云平等人的研究結果中指出，白芨葉片只在一個培養基中誘導出了愈傷組織，且誘導率僅為3.3%。經過綜合分析這些研究結果可以得出，以白芨葉片作為外植體來進行組培快繁比較困難。

（3）幼根培養：雷湘等對白芨幼根進行培養試驗研究結果表明，接種在不同配比的培養基中的幼根段均能分化出芽，只是出芽率差異較大。而幼根在激素濃度為6-BAl.Omg/L及2.Omg/L的培養基中分化和出芽率都最好。田英翠等在白芨幼根組培實驗中發現，對于添加了不同濃度的生長調節劑的培養基均能誘導出原球莖并繼續進行分化培養，其中1/2MS+l.Ong/L NAA+l.Omg/L GA+200.Og/L番茄汁培養基為最適生根壯苗培養基。

（4）花莖、地下塊莖等培養：利用花莖和地下塊莖進行離體培養得到組培苗，具有簡單可行的優點。鄒娜等以白芨花莖和地下莖為外植體進行多次重復試驗，均未成功誘導出愈傷組織或芽。韋卡婭等用白芨幼嫩塊莖進行試驗，結果表明，利用幼嫩塊莖作外植體分化率不高，且所需時間要比種子做外植體時間長。石云平等在研究白芨不同外植體愈傷組織形成的試驗中發現，與根、葉相比，以假鱗莖作愈傷組織誘導更適合，誘導率達到83.8%。。劉軍凱同樣用假鱗莖為外植體成功誘導出愈傷組織，誘導率在MS和l/2MS培養基上分別為78%和83%。

2.2.2 培養基和激素的選擇 用于白芨組培的培養基種類較多，目前最常用的有MS、l/2MS、花寶1號、ZW和KC。應用時可根據不同的培養階段選用不同配方的培養基。激素添加主要有NAA、6-BA、BA，其他有2，4-D，GA等。大部分的研究者采用MS或1/2MS為基礎培養基，極少部分采用花寶1號、ZW和KC等。

張燕等在試驗中指出，在培養基中添加低濃度的6-BA或KT與NAA配比組合使白芨種子的萌發產生抑制作用，萌發率低，原球莖小，得出的小苗也比較細弱。而在僅添加了I.Omg/LNAA的培養基對白芨種子的萌發率、萌發速度影響很小。趙漫麗等試驗研究發現，BA低于2.0mg/L時，白芨種子萌發率隨BA濃度的提高而上升。但高濃度的BA對白芨種子萌發有抑制作用，而NAA的濃度稍高于BA濃度能夠促進種子萌發，NAA的濃度高于IBA濃度有利于白芨生根，同時植株生長健壯。田英翠等采用白芨幼根的組培實驗中，選用ZW為實驗培養基發現，BA和NAA對原球莖誘導和增殖都有明顯的促進作用，另外，BA對白芨幼苗的分化也有顯著的促進效果，GA和番茄汁的合理配比是白芨生根壯苗的關鍵。石云平等研究發現，適宜濃度的6-BA和2，4-D有利于誘導白芨假鱗莖愈傷組織的形成，李慧敏等白芨瓶內假鱗莖誘導研究發現，假鱗莖誘導的最佳激素配比為6-BA I.Omg/L+KT l.0mg/L+NAA0.2mg/L.

2.2.3 添加物的選擇在眾多的植物組織培養實驗中發現，在培養基中適當地加入一定比例的有機添加物，如椰乳、香蕉泥、番茄汁、馬鈴薯汁、魔芋粉、土豆泥等能夠有效地增強植物的生長發育，對植物器官分化、細胞增殖等方面有明顯的促進作用。

袁寧等的試驗結果表明，培養基中加入香蕉泥能明顯促進白芨幼苗根的分化，而蛋白胨則對白芨幼苗生根具有抑制作用。王楷等在白芨進行的種子的高效萌發試驗中發現，添加10%的椰汁乳能有效提高種子的萌發率，促進原球莖的生長。趙漫麗等研究了添加劑對白芨組培的影響實驗發現，一定量的碳粉有利于種子萌發，同時可降低萌發的污染率。在白芨增殖培養中，培養基加入適量魔芋粉較其他幾種如豌豆粉、小麥粉及馬鈴薯粉等增殖效果更好，且植株生長健壯；在生根培養中，培養基中加入香蕉泥利于白芨苗生根，提高白芨組培苗移栽的成活率。田英翠研究發現，GA和番茄汁的合理配比是白芨生根壯苗的關鍵。李慧敏等白芨瓶內假鱗莖誘導試驗研究結果表明：在最佳激素配比培養基中加40.0g/L香蕉泥、40.0g/L土豆泥和1.0g/L花寶四號，其假鱗莖誘導率和平均粒徑均最高，且植株長勢較好。

3 煉苗與移栽培養

煉苗與移栽培養環境的好壞決定著白芨苗的存活率。袁寧等將高約4cm的白芨試管苗栽入基質蛭石：泥炭土：珍珠巖為1∶2∶1的比例的混合移栽培養基質中，小苗生長較好。余朝秀等用蒸汽消毒處理后的60%腐葉土+30%珍珠巖+lO%素紅土為栽培基質來進行白芨試管苗移栽培養，培養一個月后，再用0.l%濃度的尿素或磷酸二氫鉀溶液進行葉面施肥，存活率達90%以上。張燕等的試驗中，白芨組培苗的落地移栽，栽培基質采用腐殖土：蛭石為1∶1的比例，存活率達90%以上，小苗長勢健壯。鄒娜等進行的不同移栽基質對白芨試管苗存活率及生長效果的影響的對比試驗中得出，相較珍珠巖和添加泥炭土的混合基質而言，蛙石作為試管苗的移栽基質，效果最好，幼苗生長能力強，且存活率高達95%以上，其他兩者效果不理想。

4 存在問題和前景展望

在白芨繁殖育種過程中，仍存在一些問題，如種質資源的稀缺，有性繁殖的難以突破性，繁殖周期的漫長，組培快繁技術體系也仍需完善。組培快繁過程中存在外植體消毒的不完全性，容易褐化，培養基污染等。特別是如何縮短培養時間、提高產出率及組培苗的品質等問題有待解決。另外，對于白芨與其根部共生菌、白芨分子方面的研究，無論是國內還是國外都還很缺乏。但這也正好給現在白芨的研究提供了新的方向。隨著白芨研究的不斷深入，其應用范圍也將不斷擴展。