陳思 蔡小東

( 長江大學農(nóng)學院，湖北 荊州 434025)( 長江大學園藝園林學院，湖北 荊州 434025)

栝樓(TrichosantheskirilowiiMaxim.)俗名吊瓜，是葫蘆科栝樓屬的一種多年生纏繞性藤本植物，其果實、種子、根分別作栝樓、栝樓籽和天花粉入藥[1～3]。栝樓子香氣濃郁，風味獨特，可食率達60%，且富含大量人體必需的氨基酸、脂肪酸、維生素及多種微量元素[4]，是近年來休閑食品瓜子中的上等佳品[1～3]。在生產(chǎn)上，栝樓有種子、塊根、壓條和扦插等繁殖方式。栝樓是雌雄異株植物，用種子繁殖時往往形成雌雄比例嚴重失調(diào)，出現(xiàn)大量雄株苗而造成浪費，而且種子繁殖會導(dǎo)致品種退化，引起種質(zhì)混亂、種苗良莠不齊等現(xiàn)象[4]。因此，以籽用栝樓為目的的種植一般采用無性繁殖育苗。目前，栝樓種植主要采用塊根( 種植多年的老塊根或前一年確定性別的塊根)繁殖。這種方式繁殖系數(shù)低，生產(chǎn)季節(jié)性不能完全掌握，在短時間內(nèi)無法得到大量的種苗，使發(fā)展良種生產(chǎn)受到一定限制[5]。為滿足生產(chǎn)對優(yōu)良品種小苗的需求，有必要采取新技術(shù)培育和繁殖栝樓新品種。

植物快速繁殖技術(shù)具有繁殖周期短、繁殖系數(shù)大、材料來源廣、遺傳穩(wěn)定、不受季節(jié)與環(huán)境限制等優(yōu)點。利用組培技術(shù)建立栝樓快速繁殖體系，能在短期內(nèi)培育出大量遺傳穩(wěn)定、經(jīng)濟性狀表現(xiàn)一致的優(yōu)質(zhì)種苗，有利于迅速實現(xiàn)優(yōu)良品種的大面積推廣。因此，開展栝蔞離體培養(yǎng)再生體系的研究具有重要的經(jīng)濟意義。為此，筆者就近年來栝樓離體培養(yǎng)再生體系建立的研究進行了綜述。

1　外植體的選擇

栝樓組培外植體的選擇有實生試管苗、實生幼苗和塊根萌發(fā)嫩梢等。栝樓的離體培養(yǎng)研究始于20世紀90年代，一般以帶腋芽莖段為外植體，以MS為基本培養(yǎng)基，添加外源激素誘導(dǎo)植株的再生[6]。以栝樓植株子葉、葉片切塊、葉柄、卷須、莖段、根段、根尖作為外植體，均易產(chǎn)生不定根和愈傷組織以及愈傷組織分化出不定根，而利用外植體直接分化芽和經(jīng)誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織再分化不定芽較為困難[7]。林貴美等[8]采用帶腋芽或頂芽的栝樓莖段為外植體，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基營養(yǎng)與激素，以微型扦插的組織培養(yǎng)快繁方法建立了栝樓無性繁殖體系及栝樓組培苗生產(chǎn)路線，成苗效率高。而楊麗娜等[9]認為栝樓的種苗快速繁殖宜采用多年生塊根萌生幼苗的帶芽莖段誘導(dǎo)叢生芽。

2　植物激素種類及濃度的選擇

栝樓組織培養(yǎng)中激素主要有NAA、IBA、6-BA 等，需要根據(jù)外植體的種類、取樣時期及目的調(diào)整激素的種類及劑量進行選擇。劉志強等[10]以帶腋芽莖段作為外植體，通過數(shù)種培養(yǎng)基的比較，發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)芽增殖以MS+2.0mg/L 6-BA+0.1mg/LNAA為最好，試管苗在1/2 MS+0.5mg/L NAA+0.5mg/L IBA上能很快生根而成為完整植株。陳惠等[11]以MS為基本培養(yǎng)基，利用栝樓帶腋芽莖段，經(jīng)誘導(dǎo)叢生芽、擴增、生根等過程成功獲得了組培苗。余慧琳等[5]通過對莖段腋芽的離體快繁研究，確定了形成無菌試管苗的最佳培養(yǎng)基為MS培養(yǎng)基+0.2～0.3mg/L BA + 0.1～0.2mg/L NAA 組合；繼代增殖最佳培養(yǎng)基為MS 培養(yǎng)基+0.1mg/L BA + 0.1～0.2mg/L NAA 組合；生根最佳培養(yǎng)基為1/2 MS 培養(yǎng)基 + 0.2mg/L NAA 組合。陳惠[7]研究發(fā)現(xiàn)將不定根根尖接種在MS + 4mg/L BA 的培養(yǎng)基上光下培養(yǎng)效果最佳。韓琳娜等[12]利用栝樓的嫩芽作為外植體進行離體組織培養(yǎng)，通過正交試驗篩選出栝樓最佳芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS + 0.5mg/L 6-BA + 0.5mg/L NAA，而最佳芽生根培養(yǎng)基為MS + 0.2mg/L NAA。利用栝樓相同部位作外植體進行愈傷誘導(dǎo)和芽分化培養(yǎng)基的激素配比亦不同。在已有的關(guān)于栝樓試管苗快速繁殖體系和外植體取材研究的基礎(chǔ)上，楊曉伶等[13]以栝樓莖段、葉片、塊根塊根幼苗的莖尖和帶芽莖段進行了快繁外植體選擇研究。結(jié)果表明，MS培養(yǎng)基+2mg/L 6-BA+0.5～0.05mg/L NAA可誘導(dǎo)塊根幼苗莖尖及帶芽莖段產(chǎn)生叢生芽，在MS 培養(yǎng)基 + 0.1mg/L NAA + 0.2mg/L IBA作用下生根，能夠在移栽后實現(xiàn)快速繁殖，而莖段和葉片可形成愈傷組織，但不能形成根。各種最佳條件的確立對于栝樓優(yōu)質(zhì)種苗選育、大規(guī)模細胞培養(yǎng)以提取有效成分的研究有著重要意義。

3　雌雄植株適宜的培養(yǎng)基篩選

在對雌雄異株植物進行組織培養(yǎng)研究時，應(yīng)該注意外植體的性別差異，應(yīng)對雌雄植株分別進行組織培養(yǎng)研究，以便分別找到適宜雌雄兩性的最佳培養(yǎng)基與最適激素濃度配比。栝樓是雌雄異株植物，栝樓雌雄外植體在組織培養(yǎng)中的表現(xiàn)不相同。郭曉亮等[14]研究發(fā)現(xiàn)栝樓雌雄外植體在組織培養(yǎng)中的表現(xiàn)不相同,愈傷組織的誘導(dǎo)以及分化中所適宜的激素濃度或種類有一定差異。在栝樓中，已有的對雌雄異株植物的組織培養(yǎng)研究絕大多數(shù)沒有區(qū)分外植體的性別，未對雌雄兩性分別進行組織培養(yǎng)研究，得到的適宜培養(yǎng)基配方均是不分性別的。因此，栝樓雌雄植株適宜培養(yǎng)基的篩選需要進一步研究。

4　組培苗的質(zhì)量評價

組織培養(yǎng)育苗雖已被廣泛接受，但組培苗的質(zhì)量會直接影響苗栽植到大田后的生長和發(fā)育。除了培養(yǎng)基外，培養(yǎng)溫度、光照強度、光質(zhì)、培養(yǎng)方法等均對試管苗質(zhì)量有影響。研究表明，采用環(huán)境工程手段，可以對培養(yǎng)容器內(nèi)微生態(tài)環(huán)境進行調(diào)節(jié)，可明顯提高組培苗質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本[15]。組培苗的收集、等級劃分、檢驗以及制定質(zhì)量標準可為栽培生產(chǎn)提供可靠的試管苗質(zhì)量保障，對于規(guī)范試管苗貿(mào)易、提高試管苗質(zhì)量具有重要的實踐意義。在金釵石斛中，唐玲等[16]用SPSS 13.0統(tǒng)計分析軟件對組培苗的苗高、莖粗、節(jié)數(shù)、株數(shù)/叢( 芽點)、根長和根幅6項指標進行統(tǒng)計描述、相關(guān)性分析、主成分分析和聚類分析，根據(jù)聚類結(jié)果并結(jié)合生產(chǎn)實際進行分級，制定了分級標準。在栝樓離體培養(yǎng)研究方面，目前研究的重點集中在如何高頻率地誘導(dǎo)出愈傷組織、不定芽或根，對不同濃度激素配比對栝樓植株再生影響的研究較多[5～13,17]，而對提高試管苗的質(zhì)量以及質(zhì)量的評估方法尚缺乏研究。

5　組培苗的田間試驗

組培苗是在無菌、適宜的溫度、濕度、光照及充足養(yǎng)分供應(yīng)的條件下生長出來的，出瓶煉苗時環(huán)境條件發(fā)生了巨大變化，在生理、形態(tài)等方面都與自然條件生長的正常小苗有很大差異。在植株離體培養(yǎng)再生過程中，培養(yǎng)基成分、繼代培養(yǎng)次數(shù)、生長素與細胞分裂素的不同組合等均可導(dǎo)致體細胞無性系變異。經(jīng)歷組織培養(yǎng)和再生階段后，經(jīng)常伴隨或不伴隨目的性狀的表現(xiàn)而出現(xiàn)一些非目的性狀的改變。因此，組培苗在種植于大田后，需要研究組培苗的品種特征、植物學性狀、生長發(fā)育期、果實經(jīng)濟性狀、抗逆性等方面。例如王峰[18]比較了草莓章姬組培脫毒繁殖苗與常規(guī)匍匐莖繁殖苗的植物學性狀和果實經(jīng)濟學性狀，結(jié)果表明組培苗較常規(guī)苗株高、株幅有明顯增大，復(fù)葉多一張功能葉；草莓品種經(jīng)過組培脫毒后植株長勢增強，平均單果與最大單果重較常規(guī)苗增大明顯，果實可溶性固形物含量比常規(guī)苗增加了15.2%；果實品質(zhì)和產(chǎn)量明顯提高。然而，目前還沒有栝樓組培苗田間試驗的報道。

6　展望

組織培養(yǎng)技術(shù)具有繁殖系數(shù)高、速度快和成苗率高等優(yōu)點，對一些繁殖系數(shù)低、種子繁殖困難的名特優(yōu)植物品種的繁殖有重要意義。試管苗由于是在無菌、有營養(yǎng)供給、適宜光照和濕度近100%的相對濕度環(huán)境條件下生長的，在生理、形態(tài)等方面都與自然條件下生長的正常小苗有很大差異。此外，植物體細胞無性系變異現(xiàn)象普遍存在于各種再生途徑的組織培養(yǎng)過程中[19]。因此，在栝樓試管苗的繁育過程中，除了進行栝蔞離體快繁關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)化的研究外，目前試管苗質(zhì)量以及試管苗田間表現(xiàn)評價等基礎(chǔ)研究工作亟待加強。

[參考文獻]

[1]黃美蘭，貝偉劍.大子栝樓和栝樓的藥理作用比較[J].中醫(yī)藥導(dǎo)報，1996，10(1):47～49.

[2]Ye X,Ng C C,Ng T B,etal.Ribosome-inactivating Proteins from Root Tubers and Seeds ofTrichosantheskirilowiiand OtherTrichosanthesSpecies [J].Protein and peptide letters,2016,23:699～706.

[3]曹亮，黃艷寧，謝進，等.籽用栝樓遺傳多樣性研究[J].中草藥，2017，48(20)：4316～4322.

[4]任靜，何家慶.栝樓子資源的利用及其價值[J].中國野生植物資源，2001，20(6):21～22.

[5]余慧琳，胡月華，李君.栝樓離體快繁的初步研究[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，2009，48(2):272～274.

[6]張龍霏，李佳，郝志，等.栝樓組織培養(yǎng)研究進展[J].山東中醫(yī)藥大學學報,2010，34(1):91～94.

[7]陳惠.栝樓的根段及根尖培養(yǎng)與器官發(fā)生[J].山西師范大學學報( 自然科學版)，1994，89(1):53～57.

[8]林貴美，李小泉，韋華芳，等.栝樓組織培養(yǎng)與快繁研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學，2010，37(2):32～33.

[9]楊麗娜，劉捷，陶建敏.栝樓的組織培養(yǎng)及快速繁殖[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學，2008，( 2):89～90.

[10]劉志強，童恩預(yù)，張晉豫.栝樓的快速繁殖的研究(Ⅰ) [J].河南師范大學學報(自然科學版)，1992，20(4):130.

[11]陳惠，梁倩華.栝樓組織培養(yǎng)中植株再生的研究[J].中草藥，1996，27(12):737～740.

[12]韓琳娜，聶金娥，周鳳琴，等.栝樓叢生芽快繁體系的建立[J].山東農(nóng)業(yè)科學，2014，46(3):46～48.

[13]楊曉伶，金關(guān)榮，楊端鵬，等.栝樓的組培快繁技術(shù)研究[J].中藥材，2006，29(11):1129～1130.

[14]郭曉亮，王沫.雌雄栝樓的組織培養(yǎng)研究[J].植物科學學報，2009，27(6):684～687.

[15]吳毅明.植物組織增減的環(huán)境調(diào)節(jié)研究進展[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報，2000，8(1):73～75.

[16]唐玲，張麗霞，王云強，等.金釵石斛種苗分級質(zhì)量標準研究[J].中藥材，2012，35(1):12～15.

[17]Xu K,Chang Y,Zhang J,etal.A Lower pH value benefits regeneration ofTrichosantheskirilowiiby somatic embryogenesis,involving rhizoid tubers (RTBs),a novel structure [J].Scientific reports,2015,5:8823～8833.

[18]王峰.草莓脫毒苗與常規(guī)苗田間性狀比較試驗[J].山西果樹，2016，( 2):10～11.

[19]Bairu M W,Aremu A O,van Staden J.Somaclonal variation in plants:causes and detection methods [J].Plant Growth Regul,2011,63:147～173.