摘 要 白芨的藥用價值較高,在化妝品中使用廣泛,觀賞價值也較高。由于白芨種子自然萌發難度較大,且采用傳統的分株繁殖速度較慢,只有采用組織培養技術工廠化繁育苗木才可以滿足生產的需要。從白芨組織培養中外植體的選擇,生長調節劑對白芨組織培養的影響以及組培苗的煉苗等方面簡介白芨組織培養技術方面的研究進展。
關鍵詞 白芨;組織培養;外植體;生長調節劑;煉苗
中圖分類號:Q813.1 文獻標志碼:A DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.1.025
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白芨(Bletilla striata),也叫白及,別名連及草、白給、白根、地螺絲、白雞娃、羊角七、紫蘭等,蘭科白芨屬多年生草本植物,是我國珍貴的藥用植物。目前已有研究證實,白芨用做醫藥具有收斂止血、清熱解毒、抗菌、抗腫瘤、消腫生肌促進傷口愈合、促進血管內皮細胞生長等多項功能。用于化妝品,白芨的膠作為增稠劑、懸浮劑、保濕劑和助乳化劑具有良好的效果。同時,因為不同品種的白芨開出來的花顏色不同,有紫色、白色、黃色等,花成序狀具有極高的觀賞價值。目前白芨的市場前景較好,近兩年白芨的市場價格為450~550元/kg。但是因為白芨的自然繁殖周期長、難度大,因此野生白芨遭到了瘋狂的挖掘,野生資源遭到嚴重破壞,白芨現已被列為國家重點保護野生植物。因此如何大量人工繁殖白芨顯得尤為重要。目前主要采用組織培養技術進行白芨的繁育,以期解決白芨出苗困難的問題。本文從白芨組織培養中外植體的選擇,生長調節劑對白芨組織培養的影響以及組培苗的煉苗等方面進行闡述。
1白芨組織培養研究進展
1.1白芨不同外植體組織培養研究
目前關于白芨組織培養外植體的選取主要包括白芨種子、假鱗莖、側芽、幼根和葉片等。但是采用白芨種子作為外植體的研究較多,究其原因主要在于白芨的蒴果中含有大量的種子,如果能夠消毒徹底就可以獲得較多的種苗,還有一個原因是白芨種子萌發后直接成為幼苗,而其他的為先是愈傷組織然后再成苗,相對而言種子的萌發更為快捷。韋卡婭等[1]的研究表明,選用白芨種子萌發比塊莖萌發需要的時間更短,形成叢生芽的概率更高;采用新種子比陳種子更容易萌發,且白芨種子不宜低溫保存,否則難以萌發。田翠英等[2]的研究表明,選取白芨的幼根作為外植體進行培養,添加不同的生長調節劑也可以產生愈傷組織。張豆豆等[3]的研究表明,選取白芨種子作為外植體,以MS為基本培養基時白芨種子能夠啟動萌發。余朝秀等[4]采用白芨莖尖和側芽均培養出無菌苗。石云平等[5]以白芨側芽為外植體進行組織培養,成苗后經煉苗移栽到大田,成活率達到了87.5%。張燕等[6-8]利用白芨的幼葉作為外植體進行組織培養,均不能誘導出愈傷組織。石云平等[9]的研究結果中指出,白芨葉片雖然只在特定的培養基中可以誘導出愈傷組織,但是誘導率僅為3.3%。因此,白芨葉片不適宜作為外植體來進行組培快繁。
1.2生長調節劑對白芨組培效果的影響
不同生長調節劑及其不同濃度在白芨植物組織培養的過程中作用有差異。張豆豆等[3]的研究表明,在培養基中分別添加濃度為1.0 mg/的6-BA和2 mg/L的2,4-D的時,對促進幼苗的快速分裂生長和愈傷組織的形成有一定的作用。以原球莖為外植體,在MS基本培養基中添加2 mg/L的2,4-D和0.5 mg/L的6-BA,愈傷組織誘導率可達到85%。1.0 mg/L的6-BA和0.15 mg/L的NAA配比,可以誘導叢生芽的生長和增殖;添加了70 g/L香蕉泥和0.5 mg/L NAA的1/2MS培養基可有效促進根的生長。徐德林等[10]對白芨愈傷組織誘導、增殖和分化培養基中的最佳生長調節劑種類和濃度配比進行了研究,結果表明:在MS中同時中添加6-BA和2,4-D時白芨愈傷的誘導率最高達89.89%,其中2,4-D是誘導白芨愈傷生成的關鍵生長調節劑,因為單添加6-BA時并不能誘導愈傷組織的生成,但是同時添加2,4-D和6-BA能有效促進愈傷的誘導,且愈傷誘導率隨著2,4-D濃度的增加而逐漸增加,但優質愈傷率也隨之降低。在分化培養基中添加NAA和TDZ有利于白芨愈傷組織分化,分化率隨著二者濃度的增加而增加,且NAA的促分化效果優于TDZ。楊舒婷等[11]以不同濃度的“6-BA+NAA”和“TDZ+NAA”對白芨增殖擴繁的影響進行研究,結果顯示白芨球莖在“3 mg/L6-BA+0.1 mg/L NAA”和“0.3 mg/L TDZ+0.1 mg/L NAA”培養基中的誘導率能達到90%,增殖繁芽數目最多,增殖率高。代建麗等[12]研究植物生長調節劑和光照對白芨種子無菌萌發的影響,結果表明:種子分散良好,光照顯著促進白芨種子的萌發,6-BA是影響種子萌發的主要因素,赤霉素對種子萌發作用不明顯。也有研究表明,生長調節劑對白芨種子的萌發作用不大,認為白芨胚的薄壁細胞貯存大量的蛋白質、油脂和碳水化合物,可作為種子萌發的營養成分,影響種子萌發的最主要因素是種子的成熟度和種子萌發時的濕度[13],研究結論還需要進一步驗證。
1.3不同培養基對白芨組織培養的影響
王楷等[14]研究表明,將在不同的基礎培養基添加6-BA及椰汁乳的培養基上進行無菌播種形成的白芨原球莖,轉到不同培養基上進行擴增繁殖,結果表明:種子萌發最佳培養基為液體培養基“1/2MS+6-BA 1.0 mg/L”,且添加10%的椰汁乳能提高萌發率,促進原球莖的生長。宋志琴等[15]在培養基中添加不同的香蕉泥、馬鈴薯泥、胡蘿卜泥、番茄泥等后研究發現,不同添加物對白芨組培苗生長均有一定影響,其中以香蕉泥對白芨組培苗的生長影響最顯著,濃度為30 g/L和60 g/L時組培苗生長快速,苗整齊且粗壯,葉色嫩綠。魯光耀等[16]采用白芨種子為材料,在不同液體培養基中進行無菌播種,通過調節光照時長和pH來篩選白芨種子萌發的最佳條件,結果表明白芨最佳液體快速繁殖條件為:MS液體培養基,12 h光照時長,pH值5.8~6.5;誘導培養基、增殖培養基、分化培養基和生根培養基均可以用MS作為基礎培養基。李雨晴等[17]的研究表明,1/2MS基礎培養基添加生長調節劑后有利于種子萌發;添加椰汁有利于誘導原球莖。
1.4白芨煉苗移栽
白芨組培苗在移入大田栽植前需要進行煉苗,一般當組培苗產生了假鱗莖且生根后方可移栽。適合白芨組培苗煉苗的基質:腐殖土、珍珠巖、蛭石、河沙配比為5∶2∶2∶1[18]。余朝秀[4]的研究表明,移栽基質宜選取碎磚、蕨根、碎炭、粗椰糠混合。基質用黃土-炭渣-椰殼(2∶2∶1),珍珠巖-泥炭土(1∶3),以及袁寧等的實驗中應用的“60%腐葉土+30%珍珠巖+10%素紅土”等都能使移栽的成活率達到90%以上[19];而移栽的季節需盡量選在春季,氣溫逐漸回升有利試管苗適應自然環境,最宜移栽[20],如在冬季煉苗則必須加溫。曹倩等[21]的研究表明,將白芨組培苗開瓶鍛煉6 d,然后采用水苔為有機介質,珍珠巖、營養土比例1∶1為無機介質,及去頂處理的組培苗移栽成活率較高,生長情況較好。孟彪等[22]的研究表明,透氣又保水的移栽基質有利于白芨組培苗的成活。
2前景和展望
白芨的藥用價值較高,在化妝品中使用廣泛,觀賞價值也較高。由于白芨自然萌發難度較大,且采用傳統的分株繁殖速度較慢,只有采用組織培養技術工廠化繁育苗木才可以滿足生產的需要。目前人工栽培白芨逐漸興起,因此市場對白芨種苗的需求也在不斷擴大。白芨在今后的藥材產業發展中具有一定的優勢,可以大規模生產滿足市場的需求。但是白芨組培苗價格偏高,在實際的生產中應用還需解決價格這個主要的問題,而要降低組培苗成本還需從白芨工廠化育苗技術環節進行探索,加大優良品種資源的選育和供應,以便適應市場的需求。
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(責任編輯:丁志祥)