芍藥組織培養研究進展

常婧

(遼寧省森林經營研究所，遼寧 丹東 118000)

芍藥組織培養研究進展

常婧

(遼寧省森林經營研究所，遼寧 丹東 118000)

利用組織培養技術進行繁育是芍藥商品化及產業化發展的必然趨勢。本文從外植體選擇與處理、培養基選擇、植物調劑物質以及目前組培中存在的問題(主要是褐化和玻璃化)等方面，綜述了芍藥組織培養研究現狀，并對今后的發展進行了展望，旨在為芍藥的種質資源的保存以及新品種選育等研究提供參考。

芍藥；組織培養；外植體；植物調節劑

芍藥(PeaonialactifloraPall.)隸屬于芍藥科芍藥屬，是我國著名花卉。芍藥在中國栽培歷史悠久，長達三千多年[1]。芍藥以其花態嫵媚,花色艷麗，花形碩大等特點備受人們的青睞,與牡丹齊名。芍藥的繁殖方法有播種、分株、嫁接、扦插、壓條等,其中分株法和播種法是常見的繁殖方法,分株方法簡便，可行性高,但成活率低；播種法后代易產生變異，不能保留親本的優良性狀[2]。作為植物快繁最有效的方法，組織培養具有繁殖周期短、系數高、優良性狀保存良好，便于大規模生產等優勢。因此,組培方法可代替常規方法對芍藥進行繁殖，是芍藥大規模生產以及推廣的技術基礎。

本文旨在對當前芍藥組培技術的綜述，為芍藥快繁生產技術提供科學的理論指導，并為芍藥種質資源的保存提供技術支持。

1 芍藥生物學特性

芍藥莖叢生，具粗長肉質根，呈紡錘形；葉全緣或淺裂，枝端部著生單花，花徑8～11 cm，有些品種可達15～20 cm，花期5—6月，8月為果實成熟期；芍藥品種繁多，花色豐富且花型多變。

芍藥屬典型溫帶適生型植物，短日照季節有利于花芽分化，長日照則適宜花苞展開。因其溫度適應跨度較大，低至-46 ℃，高至42℃，均可保證芍藥的穩定生長，因而芍藥地理分布較為廣泛。

2 外植體的選擇和處理

根據組培的目的不同外植體的選擇也不同。在組培中常選用莖尖、莖切段、葉片、胚等作為外植體材料[3]。

2.1 外植體的選擇

外植體的選擇是植物組織培養成功與否的關鍵。不同的取材部位、時間以及生理狀態，其誘導以及分化再生能力也不盡相同[4]。通常來說，較大外植體再生能力強于較小外植體[5]。種子、胚、上胚軸、莖段、芽、葉片等是芍藥組織培養常見的外植體。黃鳳蘭、潘瞳等人選用莖段，葉柄以及葉片做外植體材料對芍藥愈傷組織進行誘導，通過對比發現不同部位的材料誘導率略有差異，莖段的效果好于葉片[6,7]。王吉鳳等人研究了不同外植體材料的愈傷組織誘導及分化，發現胚軸誘導率比其他3種外植體的誘導率高，并且能夠分化出不定根[8]，這與前人研究結果相同。

此外，取材時間也可影響組培結果。金飚等人研究發現取材過早屬于休眠期，苗弱且生長緩慢，過晚芽已分化，不利于滅菌。最適合取材的時間為1月份[9]。11—12月上中旬和春季3月份是母代芽取材的最佳時期，這樣有助于芽的萌動和分化；9—10月取地下芽培養，效果不佳[10]。

2.2 外植體的滅菌

滅菌是植物組培工作中不可或缺的環節之一。需要注意兩點：一是將微生物全部殺死，二是盡可能地減小對植物組織以及表層細胞的損傷[11]。研究表明，芍藥外植體消毒最佳藥劑為0.1%HgCl2[7,12]。外植體取材的不同，消毒時間也有所不同，葉片，葉柄，休眠芽以及莖段的最適消毒時間分別為5 min，8 min，10 min，15 min；也有研究表明對葉片來說先用70%酒精消毒30 s，之后用1∶10的84消毒液浸泡12 min效果最好，而且選用近軸面接觸培養基可從一定程度上減輕褐化率[8]。

3 培養基

在牡丹與芍藥組織培養中最常見的是1/2MS培養基,也有選擇MS培養基和改良MS培養基。在較低濃度的無機鹽培養基上芍藥組培苗生長良好[10]。張慶瑞等采用3種不同培養基對葉片愈傷組織進行誘導，發現改良MS培養基誘導葉片愈傷組織效果最好[13]；仇道奎等選擇用MS培養基進行種胚培養和芽誘導，培育出胚苗和不定芽[14,15]。

4 植物生長調節物質

4.1 植物長調節物質對愈傷組織誘導的影響

細胞分裂素與生長素混合使用能夠更好地誘導愈傷組織，且6-BA、2，4-D、NAA結合使用，效果最佳。因此選用低濃度的2，4-D或NAA配合6-BA效果較好[16]，而單獨使用時應選擇6-BA誘導。

4.2 植物生長調節物質對芽誘導的影響

影響芽萌動的因素主要有3種，根據其重要性排列依次是赤霉素，6-BA和NAA；在細胞增殖方面，6-BA效果要比KT好[17]。在促進芍藥組培苗叢生芽特別是簇生短芽的伸長實驗中最有效的是赤霉素，而長期選擇較高濃度的赤霉素刺激，可能會導致芽發育畸形，在繼代培養過程中可暫時選用較低濃度的赤霉素。促進腋芽生成最有效調節劑是BA，與KT配合比單獨使用效果好。有學者使用MS培養基(BA3.4 mg·L-1+蔗糖30 g·L-1+瓊脂6 g·L-1)對芍藥外植體愈傷組織進行誘導發現外植體在MS培養基上容易分化形成不定芽[18]。

4.3 植物生長調節物質對根誘導的影響

IBA、IAA、NAA是3種對生根影響較大的植物生長調節劑，研究表明，IBA生根效果好，IAA次之，而NAA誘導的根是由愈傷組織分化而成，不與莖相連，因此移栽成活率較低[16]。還有研究表明，添加IBA 1.0 mg·L-1和IAA 0.5 mg·L-1對根的發育有一定益處；在單獨使用時IBA生根率較高，但如果與IAA一同使用，則有利于根的生長。

5 組織培養存在的問題

目前，大多數的研究都集中在牡丹組織培養上而對于芍藥報道較少，并且存在許多待解決的問題：(1)用愈傷組織來誘導芽分化比較困難；(2)在初代培養中污染難以控制，繁殖系數低且只能用于擴繁，不能用于遺傳轉化等研究；(3)在培養過程中程褐化、玻璃化現象嚴重；(4)組培苗生長速度緩慢，葉片生長勢不旺盛，易發黃萎縮，影響下一步的移栽工作等。這些問題都嚴重制約著的芍藥組培技術的發展，導致其難以在實際生產上推廣及應用。

5.1 褐化及其防治

外植體褐化現象在芍藥組培過程中非常普遍[19,20]。這與芍藥品種，外植體種類、選取時期、生理狀況及組培方式等因素密切相關[10,21]。趙蓉以3種不同外植體為材料進行愈傷組織誘導時發現莖段，葉柄，葉片的褐化率差別很大，依次是莖段>葉柄>葉片[14]；安佰義在對不同部位的總酚含量的研究中，得出不同部位的總酚含量大不相同，依次幼莖<遠低幼葉<成齡葉[22]；郭風云通過大量實驗發現較小體積、幼嫩、器官分化度較低以及接種時切割面較小的外植體不易被褐化，同時比照春秋兩個不同季節發現春季外植體褐化現象大于冬季[10]。

通過選擇最佳培養基、添加防褐劑、黑暗培養、低溫和較短的繼代周期等措施都可在不同程度上降低褐化概率。何松林在研究牡丹的褐化現象時發現不同培養基褐化程度不同，順序依次為MS培養基<1/2MSVc>Na2S2O3；降低光照強度也可在不同程度上抑制褐化現象；但是在培養基中調整植物生長調節物質(6-BA、NAA)的濃度對褐化現象并沒有明顯作用[23]。張俊琦和羅曉芳研究發現，懸浮培養以及添加生長素都不能減慢外植體褐化現象，反而有可能加快外植體的褐化程度，比如Na2S2O3、Vc和銅試劑(DDTC)會加劇褐化程度而PVP和植物凝膠(Phytagel)都可以有效減緩褐化程度[24]，這與何松林的研究結果不一致；黃鳳蘭發現在培養基中加入檸檬酸和Vc能有效地降低外植體的褐化率，而且用Vc處理的效果比檸檬酸明顯[7]。

5.2 玻璃化及其防治

玻璃化現象在組培過程中較常見，屬于一種生理病變，植株一旦發生玻璃化現象就很難繼續培養和擴繁，且玻璃苗移栽后成活率較低，嚴重影響組培效率[25]。

有研究表明在組培過程中光照強度在1.60×103lx以上可以降低玻璃化現象[10]；對于試管苗玻璃化現象可通過降低培養基水勢，減少培養基中外源激素的含量(尤其是6-BA、GA3的含量)等方法[26]；與此同時適宜的溫度(25-28 ℃)、較好的透氣性等也可降低組培苗的玻璃化概率[27]。

6 展望

植物組織培養技術以其操作簡單，節省土地、勞力和時間，受自然環境的影響較小時間短等優點，已在植物的遺傳、育種、栽培等多個領域廣泛應用[28]，并且具有廣闊的應用前景，然而芍藥的組培培養技術目前尚處于起步階段，且多數研究外植體的選擇和培養基配方等內容，但也有少部分研究獲得了生根植株，這表明利用組培技術離體擴繁芍藥植株的方法是可行的，并且具有極高的研究價值。

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1005-5215(2017)08-0082-03

2017-06-15

常婧(1990-)，女，遼寧丹東人，大學，助理工程師，主要從事森林培育、森林經營研究.

S682.12

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2017.07.027