山楂组织培养研究进展

杨青，王光全，宋庆云

(聊城大学生命科学学院，山东聊城 252000)



山楂组织培养研究进展

杨青，王光全，宋庆云

(聊城大学生命科学学院，山东聊城 252000)

摘要：阐述了组织培养在山楂上的应用现状，对山楂组织培养的发展方向进行了展望，为进一步建立和完善山楂快繁及再生体系、开展基于组织培养的其他研究提供参考。

关键词：组织培养；山楂；应用现状；发展方向

山楂，蔷薇科(Rosaceae)山楂属(Crataegus)植物。山楂果实中红色素和果胶含量居各类水果之首，维生素和矿物质含量仅次于鲜枣与猕猴桃[1]；山楂可消积化滞，而且山楂叶、果实及幼枝中均含有抗氧化的黄酮类物质，对于治疗高血压、高血脂及预防心脑血管疾病极佳[2]。研究表明，山楂含有抗癌作用的牡荆素，受到国内外医学界的重视[3]。有些山楂品种具有很强的观赏性，如单子山楂[4]、欧洲红花山楂[5]、华盛顿山楂等[6]，所以山楂的经济价值高。

常规的山楂苗木繁殖方式是先育砧木后嫁接。获得砧木的方式有根蘖分株法、实生播种法。根蘖苗根系弱，嫁接成活率低；实生苗播种局限于种子有仁率低，种子休眠期长，需2～3年层积才能出苗，且后代分离，遗传性状不稳定，所以这两种方式的繁殖系数低，优良品种不能迅速推广发展，制约了山楂产业的发展[7-9]。组织培养技术以其生长周期短、繁殖率高、管理方便[10]等优点成为山楂繁殖的重要途径。从20世纪80年代初开始，国内外学者对其进行了大量研究。笔者对这些研究进行综述，为进一步建立和完善山楂快繁及再生体系、开展基于组织培养的其他研究提供参考。

1山楂组织培养外植体的发生途径

目前，山楂的组织培养主要是通过不定芽途径(包含丛生芽途径和微枝扦插型途径)进行的，尤以丛生芽增殖为主。丛生芽增殖即诱导种胚、芽、茎尖、带芽茎段等外植体发生丛生芽，进而进行增殖；微枝扦插型通常以带芽茎段为外植体，利用节间的伸长来增殖。任杰等[1]还提出了通过茎切段主茎干的中部节产生分枝进行增殖的方法，并对丛生芽增殖、嫩枝扦插增殖、主茎干中部分分枝增殖这三种方式的增殖系数、生根率、增殖芽质量等进行了比较，表明主茎干中部节分枝的方式增殖效果最好，但未见其他以该方式进行山楂组织培养的报道。

2不同外植体的山楂组织培养

用于组织培养的山楂品种有辽红、磨盘、大金星、敞口、伏里红、滦红、蒙山红、欧洲红花等，常用外植体有茎尖和茎段、子叶和叶片、种胚、芽。不同的外植体诱导分化的难易程度不同。曲芬霞[11]的试验表明，桂东大山楂的茎段最适宜诱导愈伤组织的发生，诱导率为88%，叶片次之、茎尖最差；褐变率正好相反。

2.1以茎尖和茎段为外植体的山楂组织培养

山楂组织培养中建立了一系列品种的山楂茎尖和茎段快繁和再生体系[4,8,9,12-19]，并有学者进行了其他相关研究[1,14]。有关山楂茎尖培养的报道最早见于1981年，覃兰英[13]等以山楂茎尖和侧芽为实验材料获得了山楂试管苗；1982年，张巨祥、汪婉芳[17]对大山楂成年树茎尖的离体培养进行了研究，获得了大量丛生试管苗和生根试管苗，并移栽成活。其后，张爱兵、袁少杰[8]以辽红山楂单芽茎段为外植体获得了试管苗，试管苗移栽成活率为50.3%，圃地移栽成活率为72.3%；李国英[15]等以大旺山楂茎尖为材料进行体外培养及快速繁殖获得了成功。王厚臣、周丽英[12]研究表明，大金星山楂单芽茎段以改良MS培养基(改NH4NO3为500mg/L，KNO3500mg/L)，增加(NH)2SO4330mg/L+BA1mg/L+IAA0.5mg/L为诱导分化培养基为宜，将组培苗在节间部位剪短有利于生根；王国英、王建华[4]研究认为，MS+BA1.0mg/L+IBA 0.1mg/L适于单子山楂茎尖的分化，分化的枝条在含有吲哚丁酸或萘乙酸的MS(或1/2MS)培养基上均可生根，萘乙酸更利于其生根；王秋竹等[14]研究了左伏3号山楂带芽茎段的组织培养及常温离体保存； 孔维龙等[19]探究了灭菌条件、茎段长度、激素配比等对蒙山红和大金星山楂茎段体外培养的影响。

2.2以子叶及叶片为外植体的山楂组织培养

王国英[4]等采用MS培养基，加入不同浓度的IBA和BA，以单子山楂的叶片为外植体，诱导出大量愈伤组织，但愈伤组织很难再生不定芽；孙清荣[3]等以小金星子叶为外植体获得了生根试管苗，认为山楂胚子叶再生不定植株的最佳条件是暗培养3周+BA3～5mg/L+NAA0.1～0.2mg/L+蔗糖4%，生根培养基为1/2MS+IBA 0.3mg/L+蔗糖2%。何玉会[20]等选用辽红、秋金星、大旺的叶片进行诱导，发现其诱导的愈伤组织的结构、颜色等显著不同，认为这可能与基因型有关。

2.3以种胚为外植体的山楂组织培养

以山楂种胚为外植体进行组织培养的报道最早在1981年，王际轩[7]以近成熟或完熟的种胚进行体外培养获得了山楂砧木苗；汪景山、渔光[21]进行了山楂幼胚胚状体的诱导得到了生根试管苗并移栽成活，表明当幼胚和胚乳同时离体培养时胚乳可以为幼胚生长提供营养并抑制胚的早熟萌发；王业等[22]以去掉内外种皮及部分子叶的陕西山楂种子诱导丛生芽，最终获得了生根试管苗，但移栽成活率仅有8.3%。王玉英等[23]诱导山楂种胚产生丛生芽，进而切取顶芽或茎段进行增殖获得了山楂苗木。一般认为山楂种子的休眠特性与种壳有关，因此，采用种子作为外植体时要去掉种皮。关于山楂种胚体外培养的报道集中于20世纪80年代，近年来未见相关报道。

2.4以芽为外植体的山楂组织培养

梁守义等[9]的实验表明，无论哪个季节采取的滦红和辽红山楂的芽外植体经低温处理后均可诱导产生丛生芽，顶芽的诱导率高于腋芽；胡虹等[24]通过比较云南山楂成年树茎尖与实生芽两种外植体的体外培养情况认为，山楂的幼年态比成年态更容易脱分化和再分化。

3影响山楂组织培养的因素

影响山楂组织培养的因素可以分为内因和外因，内因主要指山楂的基因型，不同品种的山楂具有不同的生理特性，对培养基、外源激素、培养条件等要求不同(表1)。外因即培养条件，主要是温度和光照。 山楂的初代和继代培养常用MS培养基，生根培养一般采用1/2MS培养基，培养基中NO3-/NH4+比率与生根之间呈直线正相关，糖氮比值高有利于生根[25]。

表1　培养基和外源激素对山楂组织培养的影响

通常，不加外源激素的培养基很难诱导山楂外植体的分化[8]，只有生长素类和分裂素类激素配合使用才可以达到理想效果，生长素类激素促进生长，分裂素类激素促进分化[17,26,27]。魏鹏[26]认为6-BA不利于生根，但可刺激形成有利于移栽的植物整体表型；王玉英[27]认为IAA对山楂组培苗的玻璃化有抑制作用，而6-BA有促进作用；KT(激动素)可使愈伤组织保持较长的继代时间而不褐化[20]，并有壮苗作用[28]。另外，张巨祥等[17]认为碘化钾和肌醇可抑制山楂无根试管苗的生根；徐光霞[29]的试验表明，蜂王浆有类似生长素的效应；LH(水解乳蛋白)对分化丛生芽有重要作用[18]，利于壮苗的形成[28]。温度和光照是山楂组织培养的重要条件，梁守义等[9]认为低温处理有利于诱导芽分化丛生芽；刘金凤等[30]以红花山楂为材料探究了光质对山楂试管苗的影响，总结出长光波有利于山楂的伸长生长，短波光对山楂的影响较小，红蓝比为7∶9的光最有利于红花山楂的生长、分化和生根。暗培养是研究的一个热点，孙清荣[3]等通过实验得出暗培养3周对小金星子叶再生不定梢有明显促进作用，无根苗转移到生根培养基后暗培养一周更利于山楂试管苗生根，这与Jothi P .B .等[31]报道的暗处理能显著提高苹果无菌苗生根率的结果一致；曲芬霞[11]认为黑暗环境或许可以抑制多酚氧化酶的活性，适当暗培养可以降低褐化率；黑暗处理可以提高蓝果山楂离体培养枝条的生根率[32]，但黑暗处理降低了单子山楂的生根率[4]。

4组织培养在山楂上的应用现状

通过组织培养进行山植无性系繁殖，全过程只需要50～60天，而且增殖系数大，在生产中是切实可行的繁殖方法[8]，对山楂种质资源的保护、优良种苗的培育都具有重要意义。凌广通[33]以山楂组培苗为接穗，实生苗为砧木进行了嫁接试验，探究了接穗质量、接穗硬化、砧木质量、管理环境等对嫁接成活率的影响；张德民等[34]用60Co-r射线辐照山楂的愈伤组织得到了突变体；胡虹[35]等以山楂的离体培养芽条为材料，探讨了山楂叶片中吲哚乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)、玉米素和玉米素核苷(Z+ZR)的内源水平，探讨了这三种激素之间的平衡与生根率的相关性；何玉会[20]建立了农杆菌介导的山楂叶片愈伤组织转BT基因体系，虽然由于农杆菌侵染后再生频率较低仅获得了少量抗性植株，但仍具有重要意义。目前，组织培养在山楂上的应用还集中在快繁及再生体系的建立，与其他生物技术的结合以及在生产上的应用并不多见[11]。

5山楂组织培养的发展展望

植物组织培养技术已经被广泛应用，植物组织离体快繁、通过原生质体融合和体细胞变异等方法创造新品种、次生代谢物生产、种质资源保存以及用于研究揭示植物的生理生化规律等[36]，组织培养在山楂上的应用应该被更广泛地开发。山楂组织培养不仅是山楂繁殖及育种的重要手段，也是山楂微观研究中不可或缺的工具，将会成为连接山楂的宏观研究与微观研究的桥梁[37]。建立更加完善的山楂快繁及再生体系，解决组织培养过程中的外植体褐化、组培苗玻璃化等问题，将组织培养技术广泛推广到生产中，组织培养与生物技术相结合等都值得深入研究。

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来稿撷要

桃树高光效栽培技术

建园。选择光照充足、土质疏松、排灌设施齐全、交通便利、背风向阳的缓坡地或平地建园。苗木选颈粗1cm、高70cm以上的优质成品壮苗，2月底至3月初或秋季10月底至11月中旬栽植，株行距2～3m×4～6m，肥水条件好的地宜稀，旱薄地宜密。

整形修剪。采用Y形树形。①新栽成品苗不定干，其上的分枝全部疏除，重新发枝，缓慢生长。第1年用竹竿或木棍固定扶正，培养牢固主干。②第2年7～8月干粗2.5～3cm时，按Y形整形。对长20～30cm的枝捋枝，每隔2～3个芽捋枝一下至水平状。对新梢长度超过30cm的枝一律拉成下垂，长度小于20cm的枝缓放不动。以后每年如此处理，限制新梢加长加粗生长，促进早成花、成好花。③修剪疏缓结合，对主枝或侧枝延长头只缓不截，利用1年生枝结果，2年生枝一律疏除。结果枝轮流更新，采取去老留新、去粗留细、去大留小的修剪方法。结果枝与主干粗度比为1/8～1/6。

花果管理。萌芽后抹除背上芽、粗枝基部芽及主干上距地面40cm以内的芽。花蕾期疏除长果枝梢部、根部的花。每666.7m2按大型果6000～8000个、中型果8000～12000个、小型果12000～15000个确定负载量。

防治病虫害。萌芽前喷3～5°Be石硫合剂杀菌治虫，开花前喷10%世高2500倍加10%吡虫啉2000倍液防治细菌性穿孔病、蚜虫等；谢花后喷70%甲基托布津1000倍加50%蛾螨灵2000倍液，防治病害和红蜘蛛、桃蛀螟等；7～8月份喷80%大生M～45可湿性粉剂800倍加25%灭幼脲三号1500倍液防治褐腐病、疮痂病、炭疽病及桃小、梨小等蛀果害虫。

赵伟

(宝鸡市农业宣传信息培训中心，陕西宝鸡 721006)

作者简介：杨青(1989-)，女，山东聊城人，在读硕士，研究方向为系统与资源植物学。E-mail：:yangqing12201220@163.com

收稿日期：2015-12-07

中图分类号：S661.5

文献标识码：A

文章编号：1002-2910(2016)01-0019-04