朱砂根組織培養研究進展※

●許穎妍 林 臻（廈門市園林植物園 福建 廈門 361000）

朱砂根（Ardisia crenataSims），紫金牛科紫金牛屬植物，在我國西藏東南部、湖北、海南等地區均有分布。據《本草綱目》《嶺南采藥錄》《中國藥典》等記載，朱砂根具有治療咽喉腫痛、祛風除濕的作用[1-2]。朱砂根大多通過種子繁殖[3-4]獲得，少量通過扦插繁殖獲得[5-6]，通過種子繁殖的植株性狀不穩定[7]，扦插繁殖根系較弱、淺，活力較差，同時這兩種繁殖技術受時間限制，難以在短時間內獲得大量種苗滿足市場需求，而組培能在短時間內獲得大量長勢一致的植株，并能保持母本優良性狀，防止品種退化，建立朱砂根組培快繁體系，也可為其性狀改良提供有效的遺傳轉化系統[7]。本文對朱砂根組織培養的研究進展進行綜述，以期為以后朱砂根組織培養的研究和工廠化育苗應用提供參考。

1 組織培養的品種及外植體的選擇

1.1 組織培養概況

目前，對朱砂根的研究大都是關于朱砂根的化學成分和藥理作用[1-2，8-13]，而關于組織培養的研究較少，國內最早關于朱砂根組培的報道是2004年彭光天等[11]用朱砂根幼苗的不同部位作為外植體，誘導出愈傷組織；2007年劉均利[13]用朱砂外植體根莖段，建立了朱砂根組培快繁體系；2007年黃美娟等[14]用朱砂根幼嫩莖段作為材料，進行組織培養；2010年鄧素芳等[15]用朱砂根愈傷組織誘導分化出叢狀根；2016年胡菊等[16]用朱砂根葉片誘導出毛狀根。

1.2 外植體的選擇和滅菌

目前，朱砂根組織培養常用的外植體主要有帶芽莖段、葉片、種子等。黃美娟等[14]試驗表明，半木質化的莖段為最佳外植體，試驗成活率較高。

外植體滅菌方法：75%酒精消毒30 s，無菌水沖洗3～5 次，0·1%HgCl2溶液浸泡6～10 min，無菌水清洗4～6 次。鄧素芳等[7]為提高滅菌效果，先用75%酒精消毒30 s，后用0·1%HgCl2連續兩次消毒，分別為6 min 和2 min；陳俊暉等[17]試驗表明0·1% HgCl2比2%NaClO 更適合作為朱砂根外植體消毒劑，最佳滅菌方式為：75%酒精消毒30 s，0·1% HgCI2消毒8 min；劉均利[13]試驗表明朱砂根莖段消毒的適宜時間為HgCl2連續兩次消毒各4 min，葉片消毒的適宜時間為各3 min。

2 基本培養基及生長調節物質的選擇

2.1 基本培養基

朱砂根組織培養所采用的基本培養基是MS、B5、White、1/2 MS（其中1/2MS 多用于生根培養）。MS 和1/2MS 比WPM 更有利于朱砂根莖段啟動[17]；孔祥海等[18]和陳俊暉等[17]的試驗均表明MS 培養基較適合誘導腋芽和增殖；馬明東等[19]試驗表明MS 培養基適合作為腋芽誘導及增殖的基本培養基，WPM 培養基的芽苗長勢最差，而1/2 MS、B5、H 培養基對腋芽誘導效果沒有顯著差異，但MS 培養基對根的誘導效果差，1/2 MS和3/4 MS 培養基對根的誘導沒有明顯差異，1/2 MS 和3/4 MS 培養基較適合誘導朱砂根組培苗生根。

2.2 生長調節物質選擇

朱砂根組織培養中常用的植物生長調節劑有6-BA、NAA、IBA、KT。初代培養中常使用的植物激素有6-BA、NAA，而6-BA、NAA、KT 常用于朱砂根腋芽增殖，IBA 常用于朱砂根組培苗生根。

2.2.1 愈傷組織誘導和分化朱砂根組培中誘導出的愈傷組織有兩種類型，一種可用于細胞培養，為乳白色或淡黃色，濕潤、疏松的愈傷組織；另一種可用于分化培養，為白色、淡紅色或青綠色，干燥、致密的愈傷組織。劉均利[13]試驗表明添加了2,4-D 的培養基，較易誘導出愈傷組織，愈傷組織最佳誘導培養基為MS+2·0 mg/L 2,4-D +0·5 mg/L NAA+ 0·2 mg/L 6-BA，愈傷組織最佳增殖培養基為MS+0·2 mg/L 6-BA + 0·2 mg/L NAA +0·5 mg/L 2,4-D。侯欣躍等[20]試驗表明，朱砂根的莖段適合誘導愈傷組織，誘導時間短且褐化少，得到的愈傷組織分裂能力強，長勢好。

2.2.2 不定芽的誘導和增殖6-BA、NAA 最常用于腋芽誘導與增殖，劉均利[13]試驗表明：腋芽誘導培養，初代培養最佳培養基為MS+0·5 mg/L 6-BA+0·1 mg/L NAA，最佳增殖培養基配方為MS+2·0mg/L 6-BA +0·1mg/L NAA+0·5 mg/L KT；陳俊暉[21]試驗表明：初代培養基為MS+1·0 mg/L 6-BA+0·2 mg/L NAA，誘導率達82·32%，繼代增殖培養基為MS+1·0 mg/L 6-BA+0·2 mg/L NAA+0·1 mg/L TDZ，增殖系數達4·27；侯欣躍等[20]試驗表明：MS+1·0 mg/L 6-BA+0·1 mg/L NAA 適合朱砂根試管苗繼代誘導側芽生長，側芽誘導率達88·42%。

2.2.3 生根培養生根階段常以1/2 MS 為基礎培養基，IBA 最常用于生根培養。劉均利[13]試驗表明，最佳生根培養基為1/2 MS+0·2 mg/L IBA，添加0·2%的活性炭可促進根的生長，提高生根率、生根數。陳俊暉[21]試驗表明，最佳生根培養基為1/2 MS+0·2 mg/L IBA+1·0mg/L NAA。當IBA濃度達到1 mg/L 時，生根率降低，IBA 濃度在0·2～0·5 mg/L 之間誘導生根效果最好[19]。

朱砂根的藥用成分多集中在根上，鄧素芳等[15]利用愈傷組織分化根，試驗表明淡黃色顆粒狀愈傷組織為最適宜的試驗材料，弱光有利于愈傷組織分化根，1/2 MS 可誘導愈傷組織分化出叢狀根。

3 培養條件

試驗中的培養基無特殊標明均附加30 g/L蔗糖、6 g/L 瓊脂粉，pH 值5·8 左右，121℃下滅菌20 min。培養室溫度23～27℃，光強1900～1500 lx，光照時間12 h/d。愈傷組織處于低和高的光照度時增殖系數都較高，在光照強度為200～1000 lx 時愈傷組織褐化程度高于遮光和強光，在遮光狀態下愈傷組織的生長量達到最大，遮光條件有利于愈傷組織細胞生長及保持松散、生長旺盛的狀態[22]。

4 組培苗的移栽

根長到2 cm 左右時煉苗，可采用兩種煉苗法：煉苗室煉苗和溫室煉苗。為提高移栽成活率，煉苗時需控制溫度濕度，同時定期噴灑殺菌液與營養液。朱砂根喜透氣的土壤，組培苗在河沙∶珍珠巖∶蛭石=1∶1∶1，或蛭石∶珍珠巖=1∶1，成活率在80%以上[13，19]。

5 問題與展望

國內朱砂根的組培有一定的研究基礎，但還沒形成一個比較完整的技術體系，還沒真正投入生產，主要原因有4 個：第一，外植體滅菌難，接種污染率高；第二，增殖系數低，且組培苗生長緩慢；第三，試驗材料容易產生褐變；第四，生產中朱砂根苗常出現畸形，如莖基部結瘤，莖尖生長點和葉腋處也會產生瘤狀組織，導致莖上段或頂芽不生長的現象。這些問題都是朱砂根工廠化育苗的瓶頸，針對外植體污染率高的問題，可對外植體進行預處理，選擇健壯的植物在合適的時間段采集外植體，也可在培養基中加入抗生素等抗菌劑；針對增殖系數低的問題，可以選擇合適的植物生長調節劑以及調整激素濃度，也可在培養基中加入朱砂根葉片勻漿物，可縮短芽苗恢復生長的時間[7]，如在需要進行朱砂根的轉基因技術研究時，可通過培養基優化和改變培養條件等方法建立高效愈傷組織再生體系；針對容易褐變的問題，可減少外植體消毒時間、調整光照強度，也可在培養基中加入抗氧化劑等；針對組培苗常出現畸形的問題，可通過調控外源激素來解決[7]。

此外，市場上的朱砂根新品種大都是通過栽培變異和雜交育種得到的，育種方法單一，且獲得新品種需要很長時間。江香梅等[23]采用RAPD分子標記技術對5 個群體的朱砂根遺傳多樣性進行檢測，試驗表明朱砂根群體在DNA 水平上存在著豐富的遺傳多態性，且群體內的基因多樣性高于群體間的基因多樣性；鄧素芳等[24]利用RAPD 對23 份朱砂根材料進行遺傳多樣性分析，結果表明朱砂根資源的遺傳變異大、遺傳多樣性高；袁德義等[25]以朱砂根為材料，建立了適合于朱砂根的穩定的ISSR 反應體系。利用分子標記技術在朱砂根上的研究與應用，以及朱砂根蘊含豐富的基因資源和復雜的遺傳背景，可進一步開展朱砂根分子育種研究工作。目前還未見關于使用誘變技術培育朱砂根新品種的報道，可先通過組織培養技術進行大規模的種苗繁殖，得到長勢一致的種苗作為試驗材料，再結合物理誘變和化學誘變進行朱砂根新品種的選育。同時，也可利用轉基因技術對植物性狀進行改良，培育出具有優良性狀的新品種。