高山杜鹃组培快繁研究进展

林魁　魏云华　魏宾斌

摘要 本文从外植体的选择与灭菌、基本培养基和生长激素的选择、生根培养和移栽等方面归纳总结了近年来高山杜鹃组培快繁的研究进展，并提出亟需解决的问题与发展方向，以期满足市场供求，对高山杜鹃的组培快繁意义重大。

关键词 高山杜鹃；组培；研究进展

中图分类号 S685.21 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）13-0144-02

Abstract Research progresses of Rhododendron lapponicum（L.）Wahl.in recent years were summarized，including the choice of explant and sterilization，the choice of the basic culture medium and growth hormone，rooted cultivation and transplanting.The urgent problems and the direction of development were put forward，so as to meet market demand and supply，which had great significance for tissue culture of Rhododendron lapponicum（L.）Wahl..

Key words Rhododendron lapponicum（L.）Wahl.；tissue culture；research progress

杜鹃的分布区域主要为北半球的亚热带及温带，产地主要为亚洲尤其是东南亚，大多生长于海拔800～5 000 m的高山或低丘地区。全球杜鹃约960个品种，亚洲产出约850 种，中国作为杜鹃原产地，拥有560多种，占总数的60%。

杜鹃是世界名花之一，也是中国十大名花的“花中西施”，素有“木本花卉之王”的称号[1]。高山杜鹃因其硕大的花冠、丰富的颜色、优美的花姿、漂亮的株型，可作为春节前后的年宵花上市，山区野生杜鹃老桩的粗干还可制成盆、碗等有玩赏价值的日用品，杜鹃可入药和作为工业原料，杜鹃花瓣还可食用，具有广阔的市场开放前景，深受人们喜爱。尽管我国的杜鹃资源相对丰富，但很少用于盆栽及造型，加之社会对国外优良选育品种的长期依赖，使我国杜鹃种质资源浪费[2]，且开发程度不足，严重制约我国杜鹃产业发展。杜鹃常见的繁殖方式有种子繁殖、扦插、压条、嫁接等[3]，但由于高山杜鹃没有种子，所以只能采取扦插、嫁接等繁殖方式，易受季节和母株的影响，市场供应存在时间上的局限。

组培快繁是基于植物的全能性，20世纪初以植物生理学为基础发展起来，将植株外植体在培养基上进行离体培养，发育成为完整植株的一门技术，现已成为现代农业中一种快速、高效的无性繁殖手段。应用组培方式进行高山杜鹃快繁生产，可克服季节影响等繁殖缺陷，对高山杜鹃的繁殖具有重要意义[4]，同时能解决市场对高山杜鹃供不应求的现状。

1 高山杜鹃的生长习性及环境需求

高山杜鹃为杜鹃科杜鹃属常绿灌木或小乔木，自然树高约3 m，生长于海拔2 000～4 000 m的山地阴坡或高山密林中。叶枝顶簇生，表面无毛，背被黄色绵毛。花顶生，总状花序为伞形，钟状花冠，有红、粉、黄、白多种颜色，1朵花苞含10余朵小花，呈球形开放，花期3—5月，花色艳丽，株型丰满优美。高山杜鹃具有很高的观赏性和开发价值，近几年愈发重视高山杜鹃的资源开发和品种引进。

高山杜鹃在半荫条件下生长较好，但要避免强光直照，一般只需40%～60%的光照条件[5]；高山杜鹃为冷凉型花卉，最适合生长温度为15～25 ℃，-25 ℃以上均可成活，但温度高于35 ℃时，生长会受到抑制，应及时采取遮阳、换气等降温措施[6]；高山杜鹃的根系发达，但多为分布于地表层20～30 cm的须根，对水分反应较敏感；高山杜鹃对土壤要求较高，喜富含腐殖质、具有良好团粒结构、土质疏松肥沃、排水和通气良好的的酸性土壤，pH值以4.2～6.0为好，可作为酸性土壤的指示植物。

2 高山杜鹃组培快繁培育的研究现状

现在高山杜鹃的组织培养大多通过诱发顶芽和腋芽形成丛芽的增殖方式[7]。近年来，国内外学者主要在外植体、培养基、生长激素等方面进行研究。

2.1 外植体选择

一般采用茎尖或带有侧芽的嫩茎，可直接得到大量丛芽，最佳选取时间为3月下旬至4月上旬的晴天，组培污染率低。秦静远等以叶片为外植体，通过脱分化、再分化得到完整植株，Lapichino、John E.Preece和Miles R.lmel、Moreira.da.Silve等直接从叶片上得到丛芽[8-10]。

2.2 外植体灭菌

高山杜鹃是木本植物，内部和表面附着多种细菌、真菌和内生菌，外植体消毒难度大且接种易污染。在现有高山杜鹃的组培中，一般用HgCl2[4.11-12]作为消毒剂，但因毒性太大，容易造成外植体严重褐变，也有人尝试用5%次氯酸钠+0.1%山梨糖醇代替HgCl2[13]。

2.3 基本培养基选择

培养基是外植体的基本营养来源，合适的培养基能促进外植体的发育和生长。不同品种高山杜鹃和不同外植体部位不同，其培养基也不同。杜鹃花离体培养常用的培养基主要有Read、WPM、Anderson、1/2MS、1/4MS、1/8MS、1/10MS、改良MS、ER等。1975年Anderson等[14]研究结果表明，Anderson培养基可广泛应用于杜鹃属组培；李俊强[15]采用Anderson培养基培养银叶杜鹃的茎尖与茎段，获得完整植株；Read培养耐寒落叶杜鹃时，研制出的Read培养基也被广泛应用；何芳兰[13]发现Read培养基对于丛芽诱导效果比MS培养基更佳；Loyd和Mc Cown研制出木本培养基WPM，对培养杜鹃科的木本植物比较奏效；苗永美[16]发现WPM培养基对诱导大叶杜鹃和桃叶杜鹃愈伤组织的效果很好，但在诱导银叶杜鹃的愈伤组织时，效果不及Read培养基；汤桂钧等[4]采用1/4MS進行外植体诱导、丛芽增殖及试管苗生根试验，效果良好。

2.4 生长激素的选择

在高山杜鹃的丛芽增殖培养中，使用的生长激素主要有NAA、IAA、IBA等，细胞分裂素主要有2iP、ZT、KT、6-BA等，也有学者提出6-BA会妨碍杜鹃的增殖生长，这种争议可能是由于杜鹃的品种不同造成的。现在有一种新型的细胞分裂素TDZ也被运用到杜鹃的组培中，诱导丛芽效果较好，但我国仍主要采用ZT和6-BA。杨乃博[17]用ZT培养毛鹃叶片，2 mg/L诱导叶片出苗；阙国宁、钟宇用ZT、6-BA培养杜鹃；宗宪春等[18]培养毛鹃和比利时杜鹃，使用ZT和6-BA共同诱导出愈伤组织，但没有发生再分化，单独使用ZT时，有腋芽及丛芽产出。Anderson[14]使用细胞分裂素培养高山杜鹃时，发现2iP最好，而6-BA有害；Hannape[19]在培养当地的几个杜鹃品种时，发现6-BA同时抑制侧芽萌发和增殖，改为采用2iP时，有2个品种6周内可达到3～4倍增殖；在国外，杜鹃的离体培养主要采用TDZ作为细胞分裂素。John E.Preece和Miles R.lmel通过TDZ诱导一个杜鹃杂种叶片产生丛芽，但丛芽较短[20]。通过相关研究表明，TDZ对诱导丛芽效果显著，但诱导的丛芽在2iP的培养基上生长更好。

2.5 生根培养

高山杜鹃采用的生根培养基主要为MS、1/2 MS和Read等，生长激素以NAA为主。汤桂钧[4]通过对比试验，1/2MS+NAA 5.0 mg/L+AC 0.5%的组合效果最佳，20 d后生根率可达90%以上。汤桂钧发现，将50%的珍珠岩和50%的泥炭混合后作为基质，灭菌后将小苗切口处放入混合基质中包裹一下再接种，能促使高山杜鹃生根率达到91%，并且有效解决了通风和枝条褐化等问题。毛元荣等[21]对比考察了pH值、蔗糖浓度、活性炭和培养基类型等对生根的影响，结果表明，适合杜鹃生根的pH值范围是5.0～5.5，在pH值5.5时能达到90%以上的生根率。蔗糖浓度对生根率无影响，对小苗根的生长速率影响显著，小苗根的生长速率随着蔗糖浓度的升高而加快，以30 g/L最为合适。活性炭对高山杜鹃的生根率和生根量无影响，但小苗根在加入活性炭后生长整齐，小苗根长且细，表明活性炭对高山杜鹃不定根的生长与发育有改善作用。

2.6 生根苗移栽

待组培苗长到3～4 cm高时，即可进行移栽。首先把组培苗置于常温自然光照下7～10 d，将组培苗根部的培养基洗去，移入基质并覆盖塑料薄膜，保持相对湿度为80%～90%[13]。移栽的成活率受基质的影响较大，使用50%泥炭土+50%蛭石的混合基质，移栽成活率可达75%[22]，使用含腐殖质土壤，移栽成活率可达85%[13]。汤桂钧等[4]经过大量试验摸索，提出“两步法”的试管苗假植育苗技术，以4个月左右的穴盘苗标准出圃，前2个月移栽存活率为98.6%，后2个月的移栽存活率可达100%。

3 高山杜鹃组培快繁存在的问题与发展方向

虽然组培快繁可以解决高山杜鹃的繁殖问题，克服传统繁殖方式的缺陷，但仍然存在一些问题。

首先，高山杜鹃外植体灭菌难度大。高山杜鹃是木本植物，体内外的多种微生物较难被杀灭，导致外植体移入培养基后，染菌率高，从而降低了组培的成功率。其次，高山杜鹃外植体褐变严重。外植体的褐变是由于组织中的酚氧化酶被激活后不断产生醌类物质导致的。应尽量在生长旺盛期采集较嫩的外植体，添加VC等缓解褐变。再次，愈伤组织的再生是组培快繁的一个重要方向，但国内外对此的研究太少。愈伤组织生成后可向器官分化，生成不定芽或胚状体，最后生成完整植株，很多研究的瓶颈就卡在不能让已生成的愈伤组织分化生成新植株。

高山杜鹃拥有很高的观赏价值和药用价值，在观赏花卉的市场上深受人们喜爱，伴随着社会民众对养生产业的重视，高山杜鹃有效药用成分的提取逐渐成为新需求，使用传统的播种和扦插方式繁殖高山杜鹃倍率极低，无法满足市场需求，生产性工厂化栽培必将成为产业未来发展趋势。

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