彭小列,彭秀建,张显卓,刘世彪
(1.吉首大学生物资源与环境科学学院,湖南 吉首 416000;2.湖南湘泉制药有限公司,湖南 吉首 416000)
绞股蓝(Gynostemma pentaphyllum)为葫芦科绞股蓝属草质藤本植物,又名五叶参、七叶参、七叶胆、小苦草、遍地生根等,主要分布于我国秦岭南坡、长江流域及其以南广大地区。绞股蓝作为普通中药可用于消炎解毒、止咳祛痰、治疗慢性气管炎[1]。自20世纪70年代以来,从绞股蓝中分离出84种绞股蓝皂苷,全部具有达玛烷型的基本结构,其中6种与人参皂苷结构完全相同,其余大部分种类的水解次级苷与人参皂苷或其次级苷是同一物质[2],因而绞股蓝被称为“南方人参”。绞股蓝皂苷在抗疲劳、抗衰老、改善心血管和神经系统功能等多方面具有重要生理功效,临床上还用于治疗多种恶性肿瘤,故已成为重要的药食两用资源植物。近年来,由于野生绞股蓝资源的减少,人工栽培的绞股蓝已成为绞股蓝加工利用的主要原料。绞股蓝种苗是影响绞股蓝人工栽培的首要因素,因此,绞股蓝的繁殖特性及育苗技术成为了科学工作者研究的重点。
绞股蓝的无性繁殖即通过植株营养器官的增殖而增加个体数量的繁殖方式,包括自然营养繁殖和人工营养繁殖两种类型。
绞股蓝在自然条件下以营养繁殖为主。绞股蓝的茎分为地上茎和地下茎,其匍匐于地面上的茎节可生出不定根伸入土层,节上长出新芽,成为植株。绞股蓝粗大的地下茎属于根状茎,茎上具有明显的节和节间,节上有鳞片叶,叶脱落后留有叶痕,叶腋内有腋芽,前端有顶芽。这些腋芽和顶芽伸出地面后都能发育成新的植株。在华中、西安等地的冬季来临前,绞股蓝藤蔓从空中下垂,钻入土中,其前端的节间缩短膨大,成为珠芽,珠芽可能形成多枝,在土中越冬,地上的藤蔓则枯死。珠芽作为独立的繁殖群体,来年可萌发成多株绞股蓝。但在湖南一带,绞股蓝地上藤蔓很难形成珠芽,甚至在冬季也不会枯死。绞股蓝地下茎出苗和生长快慢主要受温度的影响,20~25℃为绞股蓝快速生长的最适宜温度。
自然生长的绞股蓝雌雄比例约为1∶20,雌株较少,生产中要大量采种较为困难。因此,绞股蓝种苗的生产主要采用人工营养繁殖。生产上常采用地下茎分株、地上茎扦插和叶的扦插繁殖以及压条繁殖来进行绞股蓝育苗。
1.2.1 地下茎分株 又称根茎繁殖或埋根育苗。在春季3~4月或秋季9~10月,挖出绞股蓝地下茎,将丛生的茎枝分开成单枝,或单枝剪成每段含有2~3节的小段。苗床按行株距50 cm×30 cm开穴,穴下施少许复合肥作底肥,盖上5 cm厚的松土,植入绞股蓝地下茎段,覆上细土即可。若土壤较干旱时要及时浇水保湿。根茎的种植密度约5000株/667m2,种苗密度约 50 kg/667m2。
1.2.2 扦插繁殖 扦插育苗是绞股蓝繁殖的重要手段,它既简单易行又能保持母本的优良性状。绞股蓝扦插取材部位以地上茎(藤蔓)的基部和中部为佳,扦插基质以河沙最好,也可以在大田直接扦插,搭棚遮荫,4~6月份扦插10 d后可普遍生根,成活率可达90%以上。扦插后3~5 d在插条茎节处即产生不定根,第7天不定根形成一级侧根,第10天形成二级侧根。插条茎节不定根形成比基部切口处节间不定根形成早2 d,但切口处形成的不定根数量较多。10 d后地下腋芽开始萌动,20 d后由腋芽萌发形成的新梢陆续钻出地面。绞股蓝扦插产生的新生根为不定根,生根过程可归纳为三个结构变化阶段:部分髓射线细胞分裂活动→根原基的产生→不定根的形成[3]。用生长素或萘乙酸处理绞股蓝茎或地下嫩茎,能有效地促进出苗和生根。吴永朋等[4]报道,在全光喷雾条件下,吲哚乙酸(IAA)处理的绞股蓝插穗的平均发根数和最长根长都极显著高于吲哚丁酸(IBA)和萘乙酸(NAA)及无激素处理组。
叶的扦插繁殖[5]则在9月中下旬进行,从绞股蓝植株上剪取健壮的复叶,连同叶柄及其生根茎节一同剪下,带有有完好的腋芽。将茎节插入疏松肥沃、排水良好的苗床,叶柄入土深1 cm,行株距12 cm×20 cm,插后将土壤稍压实,浇透水。当气温降至12℃以下时,应在苗床上覆盖薄膜,来年春天视气温回升情况揭去薄膜,按常规技术管理。叶的扦插可以有效地增加绞股蓝的繁殖系数。
1.2.3 压条繁殖 在生长季节将绞股蓝的藤蔓平放在栽培地的土畦行间,用土压紧,每节都可生出新芽和新根,约40 d左右,当新枝梢达到20 cm的定植标准时,即可切割另植[6]。
有性繁殖即用种子来进行繁殖。绞股蓝为雌雄异株植物,栽培当年即能开花结实,用种子进行有性繁殖是绞股蓝育苗的又一重要方法。绞股蓝的浆果为假果,大如豌豆,果实内有2~3粒种子,种子侧面有纵沟,表面有光滑型和具纹饰型两个类型。可于11~12月,收集成熟绞股蓝果实或带果枝蔓,晾干,于通风干燥处贮藏。翌年3~4月地温10℃左右时,于播种前搓去果皮,选黑褐色的成熟种子,在30℃温水中浸泡过夜,捞出晾干水分即可播种。可在整平耙细的苗床上条播或穴播。条播按行距30~40 cm横向开浅沟,沟深5 cm,宽10 cm。将种子与5倍的细砂混合后均匀撒入沟内,覆细肥土,淋透水即可。当幼苗出现4~5片真叶时,即可移栽。穴播按行株距60 cm×30 cm挖穴,穴深2 cm,每穴播种5~8粒,覆薄细肥土。绞股蓝播种量约为1 kg/667m2,种子播后约20 d左右出苗。移植后的大田栽植密度为6000~8000株/667m2,1 m宽的畦面上开2行栽植沟,深、宽各为10~15 cm,行株距30 cm×(10~15)cm。
绞股蓝种子的发芽率受种源和贮藏时间影响,种子应在低温干燥的环境条件下保存,贮存超过一年种子失去活性。有报道称绞股蓝种子中含有抑制物质,具休眠现象,故种子萌发率较低[7]。但前一年的种子在第二年后播种,即使不经任何处理,其萌发率也可达到90%以上。
组织培养具有繁殖种苗周期短、繁殖速度快和繁殖系数高等优点,可在短期内获得大量种苗,且能保持种苗的遗传稳定性,是科学研究和生产栽培中的重要手段。绞股蓝组织培养的程序主要包括“外植体选择→消毒→接种→愈伤组织及芽的诱导→继代培养及丛生芽的增殖→生根诱导→炼苗→移栽”等步骤。绞股蓝组织培养通常是在MS培养基的基础上,加上适量的6-BA、NAA、IAA培养基作为芽诱导、继代培养和生根培养基,培养温度24~26℃,光照10~12 h,光照强度约1500 lx。试管苗通过炼苗后移栽极易成活。
茎尖的组织培养是取绞股蓝茎尖,接种于添加不同浓度6-BA和NAA的MS培养基中,以MS+1 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA的培养基最为适宜。培养25 d后茎尖长成丛生芽。当外植体茎尖长出约20个芽苗时,分割芽苗进行继代培养增殖,接种在MS+1 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA的增殖培养基中,每隔20 d天继代培养1次,可增多次。当芽苗伸长到2 cm左右时,可分离出无根芽苗培养于不含激素的MS培养基中培养,约8 d幼苗形成根,到20 d左右即形成完整的植株[8]。
茎段的组织培养是取绞股蓝的有节茎段为外植体进行组织培养。其适宜的芽诱导培养基为MS+6-BA 4.0 mg/L+IAA 0.5 mg/L,继代增殖培养基为MS+6-BA 2.0 mg/L+IAA 0.3 mg/L,生根培养基为1/2MS+NAA 1.0 mg/L。在此条件下,绞股蓝的诱导增殖、继代培养、生根及移植成活都较高[9-10]。
与上述方法相比,用花芽作为外植体进行组织培养是解决绞股蓝种苗的另一途径。花芽培养的诱导分化率高,生长快,污染率低,且操作简便,得到的幼苗整齐一致。其主要方法是以MS培养基为基本培养基,在基本培养基中添加不同浓度的6-BA和NAA。愈伤组织及芽的诱导的最适培养基为MS+1.2 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA,花芽接种于芽诱导培养基16 d后,在外植体周围即能产生丛生芽。继代培养及丛生芽增殖的最适培养基为MS+1.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA。芽苗培养12 d后从基部长出丛生芽。每个芽苗可分化出1500多个芽,平均21 d增殖1次。诱导生根的最适培养基为MS+0.5 mg/L NAA,增殖芽转入10 d后基部逐渐长出根,20 d即可开瓶炼苗[11]。
此外,通过对绞股蓝的细胞培养也能获得再生植物。细胞培养的细胞来源于绞股蓝幼茎组织培养所产生的愈伤组织,经液体悬浮培养,原生体的游离和培养,再转移到固体培养基上,最后培养分化成完整的植株[12]。由于绞股蓝细胞培养的过程复杂,成本较高,在生产上尚无规模性的应用。
[1]江苏新医学院.中药大辞典(上册)(第一版)[M].上海:上海人民出版社,1977.
[2]郭文源,王万贤.绞股蓝栽培与产品开发[M].成都:电子科技大学出版社,1993.
[3]林 如,曹玉芳,胡正海.绞股蓝扦插生根的解剖学研究[J].福建农林大学学报(自然科学版),2003,32(4):464-467.
[4]吴永朋,肖娅萍,原雅玲,等.不同处理对绞股蓝生根的影响[J].陕西林业科技,2009,(5):1-4.
[5]黄天芳.秋季扦叶繁殖绞股蓝[J].中草药,1995,26(11):598-599.
[6]吴成妹.绞股蓝的育苗技术[J].中国林业,2003,1(A):43.
[7]黄天芳,田春元.磁处理对绞股蓝种子出土萌发的影响[J].孝感师专学报(自然版),1998,18(4):52-53.
[8]刘松青,武成荣.绞股蓝茎尖组织培养和植株再生研究[J].中国野生植物资源,2000,19(6):60-61.
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[11]朱素琴,谢焕松,曹云英,等.绞股蓝快速繁殖的新方法[J].种子,2004,23(11):96.
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