枸杞组织培养工厂化育苗技术研究进展

摘要综述了枸杞组织培养技术的研究现状，并对枸杞组织培养技术应用到工厂化育苗的发展趋势进行了分析， 在此基础上提出了发展对策。

关键词枸杞；组织培养；工厂化育苗

中图分类号S188；Q943.1文献标识码A文章编号0517-6611（2014）23-0770-02

Research Advances of Industrial Seed Culture Technology of Chinese Wolfberry Tissue Culture

LIAO Sihong （Wuhan Wo Team Ecological Technology Co. Ltd.， Wuhan， Hubei 430071）

AbstractThe research situation of Chinese wolfberry tissue culture technology was reviewed， and application trends of the tissue culture technology on factory nursery were analyzed， on the basis of this， some useful measures were put forward.

Key words Chinese wolfberry； Tissue culture； Industrial seed culture

作者简介廖思红（1986- ），女，湖北武汉人，工程师，硕士，从事农业资源开发研究。

收稿日期20140708枸杞（Lycium barbarum， Chinese wolfberry）是一种补益类名贵中药，属茄科枸杞属，为多年生落叶灌木，全世界约有80种，主要分布在南北美洲及欧亚大陆。枸杞富含多种营养及药用成分，如蛋白质、多糖、胡萝卜素、甜菜碱、硫胺素、生物碱、甙类等生物活性物质及钙、磷、铁、硒等营养成分，还有VE、黄酮类等抗氧化活性物质[1-2]。《本草备要》中指出，枸杞有“润肺、清肝、滋肾、益气、生精、助阳、补虚劳、强筋骨、祛风、明目”等作用。现代药理研究表明枸杞子还具有抗肿瘤、抗衰老、调节血脂和血糖、进行免疫调节等作用[2]。随着我国近年来枸杞药用保健价值进一步开发，栽培面积不断扩大，从而对枸杞育种工作提出更高的要求。笔者通过对枸杞组织培养的研究情况进行概述，分析了枸杞组织培养工厂化育苗技术的发展形势和对策。

1 枸杞组织培养研究进展

1.1枸杞植株器官、组织的培养近年来，枸杞组织培养技术已成为枸杞栽培领域重要的育种措施之一。目前，利用枸杞植株器官、组织及原生质体均可诱导出枸杞植株[3-5]。早在1980年，陈维伦等[3]用枸杞叶片诱导愈伤组织继而成功诱导出完整枸杞植株。1985年，牛德水等[4]以枸杞下胚轴、茎段和幼嫩子房为材料进行组织培养得到了再生植株。也有研究将枸杞组织培养技术与原生质体融合及重组 DNA 遗传转化技术相结合[6]，开辟了枸杞育种的有效途径。

1.2离体胚、胚乳的培养枸杞育种目标之一是获得无籽枸杞，张新宁等[7]通过对枸杞四倍体同二倍体杂交种子幼胚和胚乳的发育形成研究，结果表明，将授粉后12 d的幼胚经诱导形成愈伤组织继而能诱导出完整的三倍体植株，为无籽枸杞选育中杂交倍育问题提供了有效解决方法。利用胚乳离体培养诱导三倍体植株，也可以获得无籽、大果枸杞新品种。有学者已成功获得了枸杞胚乳植株，并培育胚乳植株开花结果、完成其生活周期[8]。

1.3单倍体和多倍体培养单倍体植株在育种中具有重要意义。樊映汉等[9]采取枸杞含单核晚期花粉的花药进行培养，诱导形成胚状体，该胚状体在原培养基上即能发育形成小苗，长成叶子细小的单倍体植株。多倍体植株相对于正常植株有粗壮、果实大等特点。有学者利用秋水仙碱和二甲级亚砜处理枸杞发芽种子获得了四倍体，表现出多倍体植株特有的“巨型”特征，四倍体与二倍体杂交获得的三倍体枸杞多糖含量比现有枸杞多糖含量提高 11.3%，无籽，有利于枸杞深加工[10]。

1.4单细胞和原生质体培养近年来，枸杞单细胞培养得到了国内外学者重视，有学者已建立了枸杞细胞系，并通过单细胞分离培养诱导形成完整植株。张国柱等[11]诱导枸杞幼芽和叶片形成愈伤组织，首次探讨了枸杞细胞悬浮培养条件。CAO等[6]用枸杞髓进行组织培养，分离出单细胞进行悬浮培养获得了单细胞再生植株。原生质体培养是基因转化和细胞杂交的基础支撑技术，RATUSHNYAK等[12]以叶肉原生质体培养获得了再生植株。

2 组织培养工厂化育苗技术应用现状

2.1组织培养工厂化育苗技术的优势随着规模化种植的不断扩大，种植水平不断提高，越来越多的种植户使用工厂化成品苗。组织培养工厂化育苗是现代农业发展的产物，它是在人为创造的最佳环境条件下，采用科学化、机械化、自动化等技术手段进行批量生产优质种苗的一种生产方式。引进工厂化育苗手段是传统农业向现代农业转变的重要标志。与传统育苗相比，组织培养工厂化育苗有以下优点：①种苗质量好，苗齐苗壮。工厂化育苗统一的管理方法，可以使秧苗长势整齐、强壮、病虫害少。②不受季节的限制，省工、省力、节能、成本低、效率高。③适于远距离运输。④现代化的技术服务，利于新品种的迅速推广。统一标准的成品苗，提高了种植基地的规范化程度，利于实现规模化生产[13]。

随着学者们对植物大规模组织培养条件的研究，植物组织培养技术不断发展，新的组织培养技术的出现在提高生产效率、提高生产质量、降低生产成本等方面显示出明显的优势。有学者从改善培养基方面降低生产成本[14]，例如用魔芋粉制成培养基，培养的马铃薯试管苗平均株高、叶片数、茎叶鲜重增加；用聚乙烯发泡材料、成型岩棉、蛭石、珍珠岩、沙、陶瓷纤维和植物纤维的扁平压制块作支撑材料有利于组培苗的生长。KOZAI等[15]提出了无糖组织培养技术，降低了污染，提高了组培苗移栽成活率以及商品苗的质量和产量。光照条件的改善对组织培养也起到举足轻重的作用，徐志刚等[16]发现目前被广泛使用的卤素粉荧光灯的有效生理辐射能的分布与配比最不适用于植物补光，而稀土元素熒光灯是最理想的补光光源。

2.2国内外组织培养工厂化育苗技术的应用国内外农作物、花卉组培苗产业化已具有一定规模[17]。1960 年法国莫瑞尔（Morel） 用兰花茎尖离体培养获得脱毒植株后，建立了世界第一家兰花组培苗工厂，使得花卉组培苗实现规模化生产，目前世界上80%以上的兰花是通过组织培养进行脱毒和快繁生产。20世纪80年代以来，通过组培能再生植物种类已有130 科1 500 种以上。据资料估计， 美国已建立起200多个生物工程公司，高薪聘请专家教授从事植物组培研究；英国有100多家生物工程研究机构，都开展了组织培养工作；日本把组培技术纳入国家三大全新产业之一；以色列的本译（Benzur ） 苗圃可提供100多种盆栽观赏植物组培苗；荷兰80%以上无性繁殖花卉种苗来自组培繁育。我国从20 世纪70 年代初开始组培技术的研究与推广，目前处于国际领先水平。全國各地的农业、林业科研机构、院校以及大型的生物技术公司都设有组培室，部分省（市）或地区在花卉、蔬菜组培苗产业化已成规模。据统计，全国已建成葡萄、苹果、香蕉、马铃薯、甘蔗、兰花、桉树等10余条快繁生产线，年供应试管苗上亿株，其中香蕉等试管苗已进入国际市场。

2.3枸杞组织培养工厂化育苗技术的发展形势分析

2.3.1 枸杞组织培养工厂化育苗的必然性。枸杞是一种具有较大经济价值的特种经济作物，目前，国内市场枸杞干果流通量每年在6万t以上，枸杞产品已突破了传统的中药行业，正在向保健食品、医药和化妆品等行业拓展。随着枸杞医药作用和保健功能的进一步明确，枸杞系列产品的不断上市，人们对枸杞产品的特殊保健作用认同感和接受程度日益上升。同时许多制药企业不断研究开发以枸杞为主要原料的药品和保健食品，对枸杞干粉、枸杞多糖、枸杞黄酮和枸杞籽油的需求量逐年增大。随着枸杞产品需求量的剧增，市场对枸杞新品种、商品化枸杞苗的需求量也日益增大。

目前，枸杞之乡中宁枸杞在长期栽培过程中形成了20多个品种，其中宁杞1号、宁杞2号、大麻叶、小麻叶等几个品种种植面积较广。由于农民的思想保守，主要通过自繁自育的方法获得枸杞种苗，而商品化的枸杞苗木公司较少，而且这些公司生产种苗以扦插为主，这样导致枸杞植株病毒不断积累，种苗品质不断下降。通过组织培养手段选育优良植株的研究已取得进展，研究表明，组织培养工厂化生产技术是保持枸杞种苗优良性状的有效技术手段[18]。人们对枸杞新品种的需求促进了枸杞育种研究，近年来一些优良的枸杞新品种通过了枸杞新品种认证，如无籽枸杞新品种“99-3”[19]，多倍体菜用枸杞新品种“天精3号”、“精杞4号”、抗盐品种“盐杞”、“蒙杞1号”、“先杞一号”、“青杞1号”都是值得开发的新品种。2012年中国科学院武汉植物研究所选育的国家级新品种“中科绿川1号”，具有早产性好、丰产性好、抗病虫害能力强、适宜于机械采摘、适于制汁等鲜明的品种特性，有利于枸杞产业的发展。然而，目前所获得的枸杞新品种均停留在育种试验阶段，还不能在短期内生产大量的种苗投入生产，致使枸杞新品种不能在短期内走入市场。

植物组织培养工厂化生产技术已经比较成熟并在国内外得到广泛应用[20]，自20世纪90年代开始就有学者对枸杞组织培养技术进行研究，唐晓杰等[21]以枸杞、新疆枸杞、宁夏枸杞的种子为外植体进行组织培养快速繁殖技术研究，探索了最适宜的初代培养基、继代培养基、生根培养基以及最佳移栽条件。王立英等[19]对新品种“99-3”组织培养快繁方法进行了报道，为新品种工厂化育苗提供了技术支持。

2.3.2 枸杞组织培养工厂化育苗需要解决的问题。尽管关于枸杞组织培养的研究很多，但应用的实例几乎没有。要进行工厂化育苗还面临着很多问题：①组织培养技术的研究与推广普及脱节。尽管国内有很多学者从事枸杞工厂化育苗技术的研究，在基质配制和加工、育苗环境因子控制、育苗技术方面取得了进展，但这些研究成果还没得到推广。②关键技术有待突破。国内研发的设备、设施尽管价格低，但性能还不稳定，故障率较高，实现自动化存在问题。③设备价格高，投资成本大。组织培养工厂化育苗是集成设施生物技术、设施工程技术、设施智能控制技术和现代管理技术为一体的综合体。设备价格昂贵，投资较大，同时育苗工厂消耗大量的水、电，运营成本高。④难以创建品牌商品苗。目前我国组织培养工厂化育苗生产企业的规模都较小，很难降低成本、抵御经营风险、提高苗木的品质、调动生产者的积极性。因此育苗企业必须扩大生产规模，按照市场经济的需求，采用现代化企业经营，培育自己的品牌。

3 结语

枸杞新品种的开发和普及是保证枸杞行业健康发展的前提，若现有常用品种品质下降，而又没有足够的新品种种苗满足市场需求，势必会造成枸杞行业的脱节。一些发达国家在植物组织培养工厂化育苗方面已经积累了丰富的经验，值得借鉴：①政府要加大扶持力度，培育龙头育苗企业，通过政府引导，提高设施育苗的硬件配置水平，确保工厂化育苗的健康发展。②加强科研院所与企业的合作，建立行业标准，避免技术的研究与推广应用之间的脱节。③综合利用现代技术，提高设备的智能化水平，以提高自动化控制效率。④加强示范和宣传，转变种植者观念，通过宣传和示范，使生产者真正认识到工厂化育苗技术较传统栽植技术具有无可比拟的优越性。

参考文献

[1] 何进，闫淳泰，梁永祥.枸杞果实化学成分研究概况[J].中国野生植物资源，1997，1（1）：8-11.

[2] 高南南，田泽，李玲玲，等.枸杞乙醇提取物对半乳糖所致衰老小鼠的改善作用[J].中药药理与临床，1996，24（1）：57-63.