沈哲暢

【摘 要】本文主要對(duì)木蘭科植物在組織培養(yǎng)技術(shù)中的應(yīng)用進(jìn)行探究，詳細(xì)論述影響木蘭科植物組織培養(yǎng)的因素，分析木蘭科植物組織培養(yǎng)中存在的問(wèn)題，論述木蘭科植物組織培養(yǎng)技術(shù)的進(jìn)展和展望。

【關(guān)鍵詞】木蘭科;組織培養(yǎng);研究進(jìn)展

【中圖分類號(hào)】S688 ??????【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】2095-3089（2019）09-0033-02

引言

現(xiàn)存被子植物中較為原始的類群之一就是木蘭科植物，木蘭科植物共18個(gè)屬，種類資源十分豐富約335個(gè)品種，絕大部分分布于亞洲東南部和南部，我國(guó)的木蘭科植物主要分布于我國(guó)東南部至西南部，共計(jì)14個(gè)屬約165個(gè)品種。木蘭科植物被廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)分類學(xué)、形態(tài)解剖學(xué)、植物化學(xué)、古植物學(xué)、分子生物學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和生態(tài)意義。木蘭科植物非常適合城市景觀園林建設(shè)和綠化，具有十分廣闊的開(kāi)發(fā)前景?，F(xiàn)階段木蘭科植物雖然在我國(guó)園林綠化等很多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，但是由于木蘭科植物品類繁多，其開(kāi)發(fā)利用程度還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因此，開(kāi)展木蘭科植物的組織培養(yǎng)技術(shù)研究意義重大。

一、影響木蘭科植物組織培養(yǎng)的因素

1.外植體。

選擇合適的外植體材料是組織培養(yǎng)成功的前提。因?yàn)槎紴槟颈局参?，所以木蘭科植物組織培養(yǎng)難度較大，因此在組織培養(yǎng)之前，應(yīng)選擇合適的木蘭外植體材料。在外植體選擇上應(yīng)注重位置效應(yīng)。嫩芽的基本形態(tài)已經(jīng)建成，具有很強(qiáng)的細(xì)胞生活力，易于分化和消毒，是最佳的外植體材料。從微觀角度分析，激素濃度也會(huì)對(duì)位置效應(yīng)產(chǎn)生影響，外植體所處位置不同導(dǎo)致其激素濃度分布也不同，基因表達(dá)不一，從而形成不同的生長(zhǎng)形態(tài)。

2.培養(yǎng)基。

植物離體培養(yǎng)成功的物質(zhì)基礎(chǔ)和關(guān)鍵因素就是培養(yǎng)基。在木蘭科植物的組織培養(yǎng)中，我們要為不同的植物設(shè)計(jì)不同的培養(yǎng)基配方，調(diào)整適宜植物生長(zhǎng)的各種成分比例，以適應(yīng)植物本身的生長(zhǎng)需要。MS是木蘭科植物的組織培養(yǎng)中常用的基本培養(yǎng)基。不定芽在繼代過(guò)程中大量增生，需要及時(shí)轉(zhuǎn)接以適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)。MS培養(yǎng)基誘導(dǎo)愈傷組織并分化出胚狀體。

3.環(huán)境條件。

光照、溫度、濕度等環(huán)境條件對(duì)再生植株質(zhì)量的影響較大，容易產(chǎn)生水漬化、褐化、玻璃化等現(xiàn)象。環(huán)境條件中兩個(gè)重要的光照因素就是光照強(qiáng)度和光照時(shí)間，當(dāng)光照時(shí)間超過(guò)15h時(shí)，木蘭科植物的玻璃化現(xiàn)象就會(huì)明顯增加，需要在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中加入適量的自然光，使得木蘭科植物的玻璃化現(xiàn)象有所減弱。暗培養(yǎng)可以有效抑制木蘭科植物材料的褐化，想要有效減少木蘭科植物玻璃化現(xiàn)象的產(chǎn)生，可以合適的進(jìn)行低溫培養(yǎng)，以提高再生植株的質(zhì)量。

二、木蘭科植物組織培養(yǎng)中存在的問(wèn)題

1.褐化。

褐化是木本植物在組織培養(yǎng)過(guò)程中普遍存在的問(wèn)題，木蘭科植物在組織培養(yǎng)過(guò)程中所選用的外植體材料的基因型、生理狀態(tài)和培養(yǎng)條件均能成為褐化問(wèn)題的根本原因，木蘭科植物體內(nèi)的多酚類物質(zhì)被切割氧化成醌類物質(zhì)，醌類物質(zhì)滲透在木蘭科植物培養(yǎng)基中，影響木蘭科植物的正常生長(zhǎng)，甚至出現(xiàn)植株死亡的現(xiàn)象?，F(xiàn)階段控制木蘭科植物外植體褐化主要從勤轉(zhuǎn)代、縮短培養(yǎng)時(shí)間、增加轉(zhuǎn)代效率等3個(gè)方面來(lái)進(jìn)行，適當(dāng)程度的暗培養(yǎng)也能夠有效控制木蘭科植物外植體褐化現(xiàn)象的發(fā)生，以避免在培養(yǎng)基中外植體受到褐化的繼續(xù)侵襲，而勤轉(zhuǎn)代又會(huì)增加培育育苗的成本。培養(yǎng)基中增加活性炭也可以有效防止褐化，但是活性炭在吸收褐化的同時(shí)又會(huì)同時(shí)吸收培養(yǎng)基中的養(yǎng)分，不利于植株生長(zhǎng)。強(qiáng)化切割工藝，防止在進(jìn)行植株切割時(shí)，其切口處因氧化而分泌過(guò)多的多酚類物質(zhì)，進(jìn)而抑制褐化現(xiàn)象的產(chǎn)生。因此，我們需要采用很多綜合手段來(lái)控制褐化產(chǎn)生。

2.生根困難。

木本植物生根困難是植物組織培養(yǎng)技術(shù)中的關(guān)鍵性問(wèn)題，其生根難易程度因樹(shù)種而不同，生根程度與與植物本身的基因型密切相關(guān)。例如：木蘭荊紅豆杉、醉香含笑的生根率高達(dá)90%，不添加或者添加少量的生長(zhǎng)激素均能生根。在不同類別的植物生根實(shí)驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)：0.5mg/L濃度的IBA可以有效增加白玉蘭的生根率，使其生根率達(dá)到80%;用量小于2mg/L的NAA有利于廣玉蘭生根;此外也可以采用試管外生根技術(shù)增加植物組織培養(yǎng)中的效率?？傊咎m科植物的生根技術(shù)很難形成統(tǒng)一體系，生根問(wèn)題仍然是木蘭科植物組織培養(yǎng)中的一個(gè)難題。

三、培養(yǎng)基配比對(duì)組織培養(yǎng)中愈傷組織的影響

1.植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)。

基本培養(yǎng)基是使外植物體存活最基本的物質(zhì)條件，而植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑能夠使愈傷組織生根發(fā)芽，誘導(dǎo)根部細(xì)胞分裂，加速根芽分化，生長(zhǎng)素類和細(xì)胞分裂素類都是常見(jiàn)的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，生長(zhǎng)素類植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的主要作用是促進(jìn)細(xì)胞有絲分裂和促進(jìn)其分裂能力;細(xì)胞分裂素類植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的主要作用就是促進(jìn)芽的萌發(fā)和細(xì)胞擴(kuò)大，抑制莖的生長(zhǎng)和增粗。一般情況下，二者配合使用其促進(jìn)生長(zhǎng)的效果更強(qiáng)。

2.非植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)。

在植物組織培養(yǎng)的基本培養(yǎng)基中還應(yīng)加入適量的非植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)，如：椰乳、蘋(píng)果汁、香蕉汁、豆芽汁等，在木蘭科珍稀植物巴東木蓮的叢芽培養(yǎng)基中添加了10%的椰乳，便對(duì)其叢芽生長(zhǎng)起到了很好的誘導(dǎo)作用，而豆芽汁能很好促進(jìn)培養(yǎng)基中植物愈傷組織的生長(zhǎng)和增加分化芽的比率。

3.誘導(dǎo)生根。

木蘭科植物的組織培養(yǎng)過(guò)程中，生芽、生根都是比較難以控制的問(wèn)題，目前，只有含笑屬、木蘭屬等幾個(gè)屬種的樹(shù)木取得成功生根的實(shí)驗(yàn)，因此，誘導(dǎo)生根是木蘭科植物投入工廠化生產(chǎn)的重要課題。在植物組織培養(yǎng)中應(yīng)注重活性炭的使用和外植體的選擇，合理光照或者暗培養(yǎng)，選擇合適的生長(zhǎng)素類別和控制合適的濃度。

四、展望

被子植物系統(tǒng)演化中尤為重要的科目就是木蘭科，其植物資源豐富，在醫(yī)藥、園林、化工等多個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。隨著科技水平的進(jìn)步和生物技術(shù)手段的不斷豐富，木蘭科植物組織培養(yǎng)技術(shù)為生態(tài)和環(huán)境的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支撐，對(duì)于其在植物組織培養(yǎng)技術(shù)中的研究，如：褐化、外植體選擇、增值生長(zhǎng)、誘導(dǎo)生根、培養(yǎng)基配方等各項(xiàng)工作，還有待我們深入探究。植物組織培養(yǎng)技術(shù)不僅局限于木蘭科植物的繁殖，還可以結(jié)合生物基因技術(shù)，在植物組織細(xì)胞、珍貴物種資源保存、基因遺傳和突變、改良新品種等更多方面發(fā)揮重要作用。

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