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        鐵皮石斛組織培養(yǎng)研究進(jìn)展

        2012-01-25 06:32:46周雅琴余麗瑩譚小明
        中國(guó)民族民間醫(yī)藥 2012年1期
        關(guān)鍵詞:原球莖壯苗外植體

        周雅琴 余麗瑩 譚小明

        廣西藥用植物園,廣西 南寧 530023

        鐵皮石斛 (Dendrobium candidum Wall.ex lindl)又名黑節(jié)草、鐵皮蘭,為多年生附生型草本植物,屬國(guó)家2級(jí)保護(hù)的名貴瀕危藥材[1], 《神農(nóng)本草經(jīng)》列為上品[2],在《本草綱目》中也被收錄?,F(xiàn)代藥理研究表明,石斛具有抗腫瘤、抗衰老、增強(qiáng)人體免疫力和擴(kuò)張血管的功效[3]。由于受特殊的生物學(xué)及生態(tài)學(xué)特性限制,其自然繁殖力極低、生長(zhǎng)緩慢,不能滿足日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。因此,研究和開發(fā)鐵皮石斛具有重要的意義。

        利用組織培養(yǎng)技術(shù)繁殖試管苗是解決鐵皮石斛種苗的有效途徑,而鐵皮石斛的組織培養(yǎng)中有幾個(gè)關(guān)鍵的時(shí)期:原球莖的誘導(dǎo)、原球莖的繼代增殖、壯苗的培育。根據(jù)這幾個(gè)重要的時(shí)期及其組織培養(yǎng)的外界條件,我國(guó)研究人員在鐵皮石斛組培快繁技術(shù)方面的研究取得了一定的進(jìn)展。本文就近年來鐵皮石斛組培快繁技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述,包括外植體的選擇,不同基本培養(yǎng)基、激素、添加物對(duì)其增殖與分化的影響,以及生根壯苗的方法等,以期為實(shí)現(xiàn)鐵皮石斛的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供參考與理論依據(jù)。

        1 外植體的選擇

        目前,誘導(dǎo)鐵皮石斛原球莖采用的外植體主要有種子[4-6]、無菌苗幼苗莖段[7-9]、根尖[10]及人工種子[11]等。針對(duì)不同外植體,取材方法也不同,通常選取長(zhǎng)勢(shì)健壯,株高在3cm以上的無菌苗,小心剝?nèi)ト~片、切除根部,將莖段切成0.5~1.0cm的帶節(jié)小段,培養(yǎng)40d后獲得類原球莖[7]。如切取0.3~0.5cm的根尖為外植體,誘導(dǎo)根尖形成了愈傷組織、類原球莖或直接轉(zhuǎn)化成芽且獲得再生植株[10];采用無菌種子作為外植體時(shí),在離體培養(yǎng)條件下,種子萌發(fā)率可達(dá)95%,種子萌發(fā)后形成原球莖,原球莖可以直接發(fā)育形成幼苗,又可以由原球莖產(chǎn)生大量愈傷組織,由愈傷組織再分化發(fā)育成幼苗[4]。溫明霞[12]等研究結(jié)果表明,由種子誘導(dǎo)的愈傷組織分化能力較強(qiáng),由種胚培養(yǎng)的原球莖的質(zhì)量也較高,但種齡愈長(zhǎng),萌發(fā)時(shí)間愈短,萌發(fā)率愈高。

        2 基本培養(yǎng)基的選擇

        選擇合適的培養(yǎng)基是組織培養(yǎng)最關(guān)鍵的一步,不同的培養(yǎng)途徑、不同的培養(yǎng)階段和目的,所對(duì)應(yīng)的培養(yǎng)基也不同。鐵皮石斛組織培養(yǎng)所采用的基本培養(yǎng)基包括MS,1/2MS,N6,改良 N6,SH、KS、VW、Kundson C,1/2N6等,但對(duì)最適培養(yǎng)基的選擇卻不同,主要在于外植體來源不同所致。如以種胚作為培養(yǎng)材料,曾宋君[13]等研究發(fā)現(xiàn)N6培養(yǎng)基對(duì)鐵皮石斛胚的萌發(fā)和生長(zhǎng)最好,而以莖尖作為培養(yǎng)材料,N6培養(yǎng)基誘導(dǎo)愈傷組織能力明顯不如MS。曾宋君[5]等將鐵皮石斛種子在SH、改良N6,MS,KS,VW,Kundson C培養(yǎng)基中培養(yǎng),得出最適培養(yǎng)基為改良N6或自制PT培養(yǎng)基。張治國(guó)[14]等研究了6種不同培養(yǎng)基對(duì)鐵皮石斛原球莖增殖的影響,結(jié)果表明,1/2MS是原球莖增殖的適宜培養(yǎng)基。朱艷[15]等以鐵皮石斛莖段誘導(dǎo)叢生芽作為目的,篩選出1/2MS誘導(dǎo)叢生芽的效果好,生成的苗粗壯。鮑騰飛[7]等也認(rèn)為最有利于鐵皮石斛類原球莖的生長(zhǎng)增殖的基本培養(yǎng)基為1/2MS。

        3 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)鐵皮石斛原球莖增殖與分化的影響

        鐵皮石斛原球莖增殖是鐵皮石斛組織培養(yǎng)過程中一個(gè)十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié),通過誘導(dǎo)石斛產(chǎn)生原球莖,可為之后的分化、壯苗生根奠定基礎(chǔ)。培養(yǎng)基中植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)植物細(xì)胞分裂、誘導(dǎo)器官形成和次生產(chǎn)物的合成都具有重要作用,一般高濃度的細(xì)胞分裂素有利于誘導(dǎo)芽的發(fā)生,低濃度的生長(zhǎng)素有利于根的形成。一定濃度范圍的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素組合能促進(jìn)原球莖的形成和芽的分化[16]。陳兆貴[17]等認(rèn)為最佳培養(yǎng)基配比為MS+NAA1.0mg/L+6-BA 1.0mg/L+KT 1.0mg/L,接種35d鐵皮石斛原球莖增殖倍數(shù)達(dá)5倍。羅吉鳳[18]等研究結(jié)果表明,原球莖分化適宜的培養(yǎng)基1/2MS+BA2 mg/L+NAA0.2 mg/L+IBA0.1 mg/L+蔗糖3%。在培養(yǎng)過程中,降低固體基本培養(yǎng)基元素的含量有利于原球莖的生長(zhǎng),但不利于原球莖的分化[19]。侯丕勇[20]等認(rèn)為NAA,IAA,IBA和GA3有利于原球莖的生長(zhǎng)與分化,而偏酸的培養(yǎng)基和滅活的真菌不利于原球莖的生長(zhǎng)與分化,滅活真菌容易引起原球莖的形態(tài)變異。在原球莖增殖培養(yǎng)基、叢芽增殖培養(yǎng)基和生根培養(yǎng)基中加入1mg/L AgNO3,可提高原球莖的增殖速度和叢芽的分化效率,明顯促進(jìn)種苗的生長(zhǎng),提高移栽成活率[21]。蔣林[22]等在1/2MS培養(yǎng)基中加入0-0.5mg/L的NAA,發(fā)現(xiàn)對(duì)鐵皮石斛原球莖的增殖、分化和芽苗的生長(zhǎng)均有促進(jìn)作用,芽苗株高與NAA的濃度呈正相關(guān)規(guī)律。這與劉驊[23]等報(bào)道的鐵皮石斛原球莖的繼代增殖,以不加任何天然提取物為好的結(jié)論相反。

        4 培養(yǎng)基添加物對(duì)鐵皮石斛原球莖增殖和分化的影響

        在培養(yǎng)基中加入一些天然有機(jī)物,如椰汁、蘋果汁、土豆汁、馬鈴薯提取液等,能提供一些必要的微量營(yíng)養(yǎng)成分、生理活性物質(zhì)和生長(zhǎng)激素等,對(duì)鐵皮石斛原球莖的增殖和分化有促進(jìn)作用[16,20,24-25],但香蕉汁對(duì)原球莖的增殖和分化有抑制作用[14,22,26]。蔗糖作為培養(yǎng)基的能源物質(zhì)和滲透調(diào)節(jié)劑,對(duì)原球莖的增殖生長(zhǎng)影響也較大。在原球莖分化中,蔗糖濃度以3%為分化的臨界值,蔗糖2%為原球莖分化的適宜濃度[3]。

        5 生根壯苗

        壯苗培養(yǎng)是提高移栽成活率的一項(xiàng)重要措施,生根效果也直接影響到生產(chǎn)效益。此階段的關(guān)鍵在于嚴(yán)格篩選激素的種類和濃度。劉驊[26]等認(rèn)為,最適宜鐵皮石斛試管苗壯苗的培養(yǎng)基是B5或1/2MS基本培養(yǎng)基中添加2mg/L的NAA,香蕉提取物10%,蔗糖2%。生根壯苗適宜的培養(yǎng)基還有 N6+10% 香蕉汁[13],1/2MS+IBA0.1mg/L[27],1/2MS+10% 香蕉汁 +0.5%AC[15],改良 N6+0.2mg/LNAA+10%香蕉汁[28]等。從文獻(xiàn)報(bào)道可知,在生根培養(yǎng)基中通常加入香蕉汁[13,15,28]、蔗糖[15,27]可促進(jìn)生根壯苗。

        6 展望

        盡管我國(guó)在鐵皮石斛組培方面取得了突破性進(jìn)展,但仍存在繁殖系數(shù)偏低,增殖難,繼代所需周期偏長(zhǎng)等問題,也尚未建立經(jīng)濟(jì)高效低成本的標(biāo)準(zhǔn)化種苗生產(chǎn)體系。因此,仍需加強(qiáng)鐵皮石斛離體培養(yǎng)繁殖技術(shù)的研究,探索通過組培加快育種和提高種苗的繁殖速度,解決目前市場(chǎng)需求。

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