新疆阿魏不同外植体组织培养技术研究

高 能， 李有忠， 耿召坤， 布帕提马·依萨洪， 努尔扎代姆·麦麦提，塔依尔江·卡米力， 叶春秀

(1.新疆农垦科学院/作物种植创新与基因资源利用兵团重点实验室， 新疆 石河子 832000；2.新疆农业大学， 乌鲁木齐 830000)

新疆阿魏(FerulasinkiangensisK. M. Shen)隶属伞形科(Umbelliferae)阿魏属(FerulaL.)，是多年生一次结实的草本植物，植株具有很浓烈的葱蒜样臭味。株高0.2～1 m，根粗壮，为纺锤形或圆锥形，根颈上有残存的叶鞘纤维。茎通常单一，稀2-5，被柔毛，从近基部开始分枝，下部为互生枝，上部为轮生枝，常带紫红色。花期4—5月，果期5—6月[1]，具有重要药用价值，是一种珍惜植物资源。然而，近年来因新疆阿魏市场需求量升高，使得价格大幅上涨，导致乱采滥挖，严重破坏了新疆阿魏天然植物资源[2]。新疆阿魏又是种子繁殖的早春短命植物，多年生，每年结实一次，地域分布狭窄，生态幅度小，且其种子发芽率低，天然更新能力差[3]，已被列为国家二级保护植物[4]。

1996年，谭敦炎等[5]对新疆阿魏的实生苗育苗和人工种植进行了一些研究工作，通过建立苗圃，取得了一套较为成熟的栽培技术。凯撒·苏来曼等[6]分别在新疆阿魏原产地新疆伊宁县喀什乡北面阿布拉勒和新疆阜康对本地阿魏进行了野生保护管理，并对阿魏的人工繁育技术进行了初步的研究。田聪等[7]研究了新疆阿魏在播种苗培育过程中的重要环节，包括层积处理、覆土厚度、光照、湿度等，并初步观察了在温室内播种苗的生长特性。

阿卜杜许库尔·牙合甫等[8]研究发现，阜康阿魏种子的发芽率可通过层积和浸水处理的方法来提高，并建立了阜康阿魏在田间通过春播和秋播两种方法的栽培技术。李芳等[9]对新疆阿魏的生物学特性进行系统研究，通过对石河子南部山区阿魏的生境土壤条件、酸碱度、有机质等进行了调查研究，发现阿魏的野生资源与其引种地(石河子大学药学院植物园)的生境、土壤条件类似，均适合阿魏生长条件的要求，但是否有耐盐碱的特性还有待进一步研究。张云玲等[10]通过对阜康阿魏不同生长时期的碳、氮代谢的动态，挥发油和阿魏酸含量变化规律进行了研究，为人工栽培提供了参考理论依据。

目前，对阿魏人工繁育技术的研究报道相对较少。人工组织快繁及种子室内诱导发芽体系的研究，对新疆阿魏资源保护和合理利用提供了相关科学数据，这对保护和开发利用珍稀药用植物资源都具有重要的现实意义。本研究以新疆阿魏不同外植体为研究材料，设置不同的温度和激素处理组合，通过统计发芽率和成苗率，探讨野生新疆阿魏的组织培养技术，为深入研究新疆阿魏的人工繁育技术提供理论基础。

1 实验材料与器材

1.1 实验材料

野外采集阿魏外植体、阿魏种子(如图1，图2)。

图1 野生阿魏

图2 阿魏种子

1.2 培养基

处理1：MS+0.8 mg·L-1KT+1.5 mg·L-16-BA；处理2：MS+2.0 mg·L-16-BA；处理3：MS+2.0 mg·L-12,4-D+0.5 mg·L-16-BA；处理4：1/2 MS。

所有培养基均为3%蔗糖+2.5%植物胶，pH值为5.8～6.0。

2 试验方法

2.1 外植体诱导愈伤组织处理方法

挑选出较嫩的叶片，去除干叶片及杂质，用自来水冲洗表面灰尘后，再用洗洁精水浸泡20 min左右，自来水冲净表面泡沫后，用长流水冲1～2 h，无菌水冲洗2～3次，75%的酒精浸泡30～40 s，无菌水冲洗3～4次，0.1%升汞浸泡5～10 min，无菌水冲洗3～4次，无升汞残留即可；用滤纸吸干表面水分，剪成1 cm左右，叶表面紧贴培养基(如图3)；22 ℃恒温培养，光照12 h·d-1。

图3 叶片消毒后接种于培养基上

2.2 种子处理方法

自来水冲洗表面灰尘，无菌水冲洗2～3次，75%的酒精浸泡30～40 s，无菌水冲洗3～4次，10%H2O2浸泡20 min，无菌水冲洗3～4次，无升汞残留即可；用滤纸吸干表面水分，分成两等份，一份直接接种在培养基(如图4)上，放置于4 ℃冰箱中处理，另一份用1 g·L-1的GA3浸泡24 h后接种在培养基(如图4)上，22 ℃恒温培养，光照12 h·d-1。

图4 消毒后的种子接种于培养基上

3 实验结果分析

3.1 外植体诱导愈伤组织

22 ℃恒温培养9 d后处理1和处理2培养基叶片无任何膨大颜色也无变化，处理3培养基上的叶片有明显的膨大，且而且颜色变浅，表明单独含有激素6-BA和6-BA+KT组合对叶片诱导愈伤组织没有显著的效果，激素6-BA+2,4-D组合对诱导愈伤组织有明显的效果(如图5)。

图5 3种培养基上叶片愈伤组织的变化

3.2 利用种子培养无菌苗

3.2.14 ℃层积处理和22 ℃恒温处理结果

4 ℃处理过程中，放置于冰箱门口处的种子14 d后有露白现象，一直处于4 ℃条件下35 d后只有根生长，无子叶生长(如图6)；而置于冰箱内部的种子4 ℃条件下处理35 d后依然无露白现象。原因可能是置于冰箱门口处的种子每次开门时，会有温差刺激促使种子发芽，由于每次开门时间不长处于冰箱内侧的种子感应不到温差刺激，因此一直处于低温状态不利于种子发芽。

图6 4 ℃条件下14 d及35 d后置于冰箱门口的种子情况

4 ℃处理35 d后将所有的种子放置于人工气候箱中22 ℃恒温，光照12 h·d-1培养。22 ℃恒温培养1 d后有根的种子子叶开始生长(如图7左)，没有露白的种子已开始露白(如图7右)。

图7 22 ℃恒温培养1 d后种子发芽状况

22 ℃恒温培养10 d后侧根开始萌发，再继续培养至15 d后真叶开始萌发生长(如图8、图9)。

图8 22 ℃培养10 d侧根萌发

将获得的无菌苗移栽到沙土中(如图10)，13 d后有真叶萌发的一株真叶长大，但只有一片无其他真叶萌发；另两株依然无真叶萌发迹象(图11)，持续进行观察。

22 ℃恒温培养5 d后统计发芽情况，发芽率能够达到65%，相比于文献记录50%～63%发芽率有所提高。

图9 22 ℃培养15 d真叶开始萌发

图10 准备移栽无菌苗

图11 移栽后22 ℃恒温培养13 d后情况

3.2.2GA3处理

GA3处理的种子在22 ℃恒温培养35 d后，依然无发芽迹象(如图12)。之后将种子置于4 ℃冰箱中处理15 d后，又将种子放置于22 ℃恒温培养1 d后种子开始露白(如图13)，但是发芽率低，仅为18%。由此可以看出，GA3对打破阿魏草种子休眠的效果没有4 ℃层积效果好。而且用GA3浸泡处理可能对种子活力也会有影响，导致经4 ℃处理后发芽率低。

图12 GA3处理后22 ℃恒温培养35 d后情况

图13 经4 ℃处理15 d后22 ℃培养1 d后情况

结果表明，在针对野生新疆阿魏实生繁殖率低的情况，可以采用人工组织培养技术的方式来提高繁殖效率，达到保护野生新疆阿魏目的的同时也为进一步进行驯化栽培提供了理论和实际的支持。对植物种子的变温处理促使萌发[11]及对植物种子萌发抑制物的研究[12]，已经在其他植物种子上有了成熟的研究。因此，对新疆阿魏种子萌发的抑制物研究还有待进一步研究，明确抑制物为阿魏种子人工繁殖提供科学依据。