栝楼离体培养研究进展

陈思 蔡小东

( 长江大学农学院，湖北 荆州 434025)( 长江大学园艺园林学院，湖北 荆州 434025)

栝楼(TrichosantheskirilowiiMaxim.)俗名吊瓜，是葫芦科栝楼属的一种多年生缠绕性藤本植物，其果实、种子、根分别作栝楼、栝楼籽和天花粉入药[1～3]。栝楼子香气浓郁，风味独特，可食率达60%，且富含大量人体必需的氨基酸、脂肪酸、维生素及多种微量元素[4]，是近年来休闲食品瓜子中的上等佳品[1～3]。在生产上，栝楼有种子、块根、压条和扦插等繁殖方式。栝楼是雌雄异株植物，用种子繁殖时往往形成雌雄比例严重失调，出现大量雄株苗而造成浪费，而且种子繁殖会导致品种退化，引起种质混乱、种苗良莠不齐等现象[4]。因此，以籽用栝楼为目的的种植一般采用无性繁殖育苗。目前，栝楼种植主要采用块根( 种植多年的老块根或前一年确定性别的块根)繁殖。这种方式繁殖系数低，生产季节性不能完全掌握，在短时间内无法得到大量的种苗，使发展良种生产受到一定限制[5]。为满足生产对优良品种小苗的需求，有必要采取新技术培育和繁殖栝楼新品种。

植物快速繁殖技术具有繁殖周期短、繁殖系数大、材料来源广、遗传稳定、不受季节与环境限制等优点。利用组培技术建立栝楼快速繁殖体系，能在短期内培育出大量遗传稳定、经济性状表现一致的优质种苗，有利于迅速实现优良品种的大面积推广。因此，开展栝蒌离体培养再生体系的研究具有重要的经济意义。为此，笔者就近年来栝楼离体培养再生体系建立的研究进行了综述。

1　外植体的选择

栝楼组培外植体的选择有实生试管苗、实生幼苗和块根萌发嫩梢等。栝楼的离体培养研究始于20世纪90年代，一般以带腋芽茎段为外植体，以MS为基本培养基，添加外源激素诱导植株的再生[6]。以栝楼植株子叶、叶片切块、叶柄、卷须、茎段、根段、根尖作为外植体，均易产生不定根和愈伤组织以及愈伤组织分化出不定根，而利用外植体直接分化芽和经诱导产生愈伤组织再分化不定芽较为困难[7]。林贵美等[8]采用带腋芽或顶芽的栝楼茎段为外植体，调节培养基营养与激素，以微型扦插的组织培养快繁方法建立了栝楼无性繁殖体系及栝楼组培苗生产路线，成苗效率高。而杨丽娜等[9]认为栝楼的种苗快速繁殖宜采用多年生块根萌生幼苗的带芽茎段诱导丛生芽。

2　植物激素种类及浓度的选择

栝楼组织培养中激素主要有NAA、IBA、6-BA 等，需要根据外植体的种类、取样时期及目的调整激素的种类及剂量进行选择。刘志强等[10]以带腋芽茎段作为外植体，通过数种培养基的比较，发现诱导芽增殖以MS+2.0mg/L 6-BA+0.1mg/LNAA为最好，试管苗在1/2 MS+0.5mg/L NAA+0.5mg/L IBA上能很快生根而成为完整植株。陈惠等[11]以MS为基本培养基，利用栝楼带腋芽茎段，经诱导丛生芽、扩增、生根等过程成功获得了组培苗。余慧琳等[5]通过对茎段腋芽的离体快繁研究，确定了形成无菌试管苗的最佳培养基为MS培养基+0.2～0.3mg/L BA + 0.1～0.2mg/L NAA 组合；继代增殖最佳培养基为MS 培养基+0.1mg/L BA + 0.1～0.2mg/L NAA 组合；生根最佳培养基为1/2 MS 培养基 + 0.2mg/L NAA 组合。陈惠[7]研究发现将不定根根尖接种在MS + 4mg/L BA 的培养基上光下培养效果最佳。韩琳娜等[12]利用栝楼的嫩芽作为外植体进行离体组织培养，通过正交试验筛选出栝楼最佳芽诱导培养基为MS + 0.5mg/L 6-BA + 0.5mg/L NAA，而最佳芽生根培养基为MS + 0.2mg/L NAA。利用栝楼相同部位作外植体进行愈伤诱导和芽分化培养基的激素配比亦不同。在已有的关于栝楼试管苗快速繁殖体系和外植体取材研究的基础上，杨晓伶等[13]以栝楼茎段、叶片、块根块根幼苗的茎尖和带芽茎段进行了快繁外植体选择研究。结果表明，MS培养基+2mg/L 6-BA+0.5～0.05mg/L NAA可诱导块根幼苗茎尖及带芽茎段产生丛生芽，在MS 培养基 + 0.1mg/L NAA + 0.2mg/L IBA作用下生根，能够在移栽后实现快速繁殖，而茎段和叶片可形成愈伤组织，但不能形成根。各种最佳条件的确立对于栝楼优质种苗选育、大规模细胞培养以提取有效成分的研究有着重要意义。

3　雌雄植株适宜的培养基筛选

在对雌雄异株植物进行组织培养研究时，应该注意外植体的性别差异，应对雌雄植株分别进行组织培养研究，以便分别找到适宜雌雄两性的最佳培养基与最适激素浓度配比。栝楼是雌雄异株植物，栝楼雌雄外植体在组织培养中的表现不相同。郭晓亮等[14]研究发现栝楼雌雄外植体在组织培养中的表现不相同,愈伤组织的诱导以及分化中所适宜的激素浓度或种类有一定差异。在栝楼中，已有的对雌雄异株植物的组织培养研究绝大多数没有区分外植体的性别，未对雌雄两性分别进行组织培养研究，得到的适宜培养基配方均是不分性别的。因此，栝楼雌雄植株适宜培养基的筛选需要进一步研究。

4　组培苗的质量评价

组织培养育苗虽已被广泛接受，但组培苗的质量会直接影响苗栽植到大田后的生长和发育。除了培养基外，培养温度、光照强度、光质、培养方法等均对试管苗质量有影响。研究表明，采用环境工程手段，可以对培养容器内微生态环境进行调节，可明显提高组培苗质量和生产效率，降低生产成本[15]。组培苗的收集、等级划分、检验以及制定质量标准可为栽培生产提供可靠的试管苗质量保障，对于规范试管苗贸易、提高试管苗质量具有重要的实践意义。在金钗石斛中，唐玲等[16]用SPSS 13.0统计分析软件对组培苗的苗高、茎粗、节数、株数/丛( 芽点)、根长和根幅6项指标进行统计描述、相关性分析、主成分分析和聚类分析，根据聚类结果并结合生产实际进行分级，制定了分级标准。在栝楼离体培养研究方面，目前研究的重点集中在如何高频率地诱导出愈伤组织、不定芽或根，对不同浓度激素配比对栝楼植株再生影响的研究较多[5～13,17]，而对提高试管苗的质量以及质量的评估方法尚缺乏研究。

5　组培苗的田间试验

组培苗是在无菌、适宜的温度、湿度、光照及充足养分供应的条件下生长出来的，出瓶炼苗时环境条件发生了巨大变化，在生理、形态等方面都与自然条件生长的正常小苗有很大差异。在植株离体培养再生过程中，培养基成分、继代培养次数、生长素与细胞分裂素的不同组合等均可导致体细胞无性系变异。经历组织培养和再生阶段后，经常伴随或不伴随目的性状的表现而出现一些非目的性状的改变。因此，组培苗在种植于大田后，需要研究组培苗的品种特征、植物学性状、生长发育期、果实经济性状、抗逆性等方面。例如王峰[18]比较了草莓章姬组培脱毒繁殖苗与常规匍匐茎繁殖苗的植物学性状和果实经济学性状，结果表明组培苗较常规苗株高、株幅有明显增大，复叶多一张功能叶；草莓品种经过组培脱毒后植株长势增强，平均单果与最大单果重较常规苗增大明显，果实可溶性固形物含量比常规苗增加了15.2%；果实品质和产量明显提高。然而，目前还没有栝楼组培苗田间试验的报道。

6　展望

组织培养技术具有繁殖系数高、速度快和成苗率高等优点，对一些繁殖系数低、种子繁殖困难的名特优植物品种的繁殖有重要意义。试管苗由于是在无菌、有营养供给、适宜光照和湿度近100%的相对湿度环境条件下生长的，在生理、形态等方面都与自然条件下生长的正常小苗有很大差异。此外，植物体细胞无性系变异现象普遍存在于各种再生途径的组织培养过程中[19]。因此，在栝楼试管苗的繁育过程中，除了进行栝蒌离体快繁关键技术优化的研究外，目前试管苗质量以及试管苗田间表现评价等基础研究工作亟待加强。

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