組織培養技術在木蘭科植物中的應用價值分析

沈哲暢

【摘 要】本文主要對木蘭科植物在組織培養技術中的應用進行探究，詳細論述影響木蘭科植物組織培養的因素，分析木蘭科植物組織培養中存在的問題，論述木蘭科植物組織培養技術的進展和展望。

【關鍵詞】木蘭科;組織培養;研究進展

【中圖分類號】S688 ??????【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2019）09-0033-02

引言

現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個屬，種類資源十分豐富約335個品種，絕大部分分布于亞洲東南部和南部，我國的木蘭科植物主要分布于我國東南部至西南部，共計14個屬約165個品種。木蘭科植物被廣泛應用于系統分類學、形態解剖學、植物化學、古植物學、分子生物學等多個領域，具有很高的經濟價值和生態意義。木蘭科植物非常適合城市景觀園林建設和綠化，具有十分廣闊的開發前景。現階段木蘭科植物雖然在我國園林綠化等很多領域廣泛應用，但是由于木蘭科植物品類繁多，其開發利用程度還是遠遠不夠，因此，開展木蘭科植物的組織培養技術研究意義重大。

一、影響木蘭科植物組織培養的因素

1.外植體。

選擇合適的外植體材料是組織培養成功的前提。因為都為木本植物，所以木蘭科植物組織培養難度較大，因此在組織培養之前，應選擇合適的木蘭外植體材料。在外植體選擇上應注重位置效應。嫩芽的基本形態已經建成，具有很強的細胞生活力，易于分化和消毒，是最佳的外植體材料。從微觀角度分析，激素濃度也會對位置效應產生影響，外植體所處位置不同導致其激素濃度分布也不同，基因表達不一，從而形成不同的生長形態。

2.培養基。

植物離體培養成功的物質基礎和關鍵因素就是培養基。在木蘭科植物的組織培養中，我們要為不同的植物設計不同的培養基配方，調整適宜植物生長的各種成分比例，以適應植物本身的生長需要。MS是木蘭科植物的組織培養中常用的基本培養基。不定芽在繼代過程中大量增生，需要及時轉接以適應大規模生產。MS培養基誘導愈傷組織并分化出胚狀體。

3.環境條件。

光照、溫度、濕度等環境條件對再生植株質量的影響較大，容易產生水漬化、褐化、玻璃化等現象。環境條件中兩個重要的光照因素就是光照強度和光照時間，當光照時間超過15h時，木蘭科植物的玻璃化現象就會明顯增加，需要在植物組織培養過程中加入適量的自然光，使得木蘭科植物的玻璃化現象有所減弱。暗培養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象的產生，可以合適的進行低溫培養，以提高再生植株的質量。

二、木蘭科植物組織培養中存在的問題

1.褐化。

褐化是木本植物在組織培養過程中普遍存在的問題，木蘭科植物在組織培養過程中所選用的外植體材料的基因型、生理狀態和培養條件均能成為褐化問題的根本原因，木蘭科植物體內的多酚類物質被切割氧化成醌類物質，醌類物質滲透在木蘭科植物培養基中，影響木蘭科植物的正常生長，甚至出現植株死亡的現象。現階段控制木蘭科植物外植體褐化主要從勤轉代、縮短培養時間、增加轉代效率等3個方面來進行，適當程度的暗培養也能夠有效控制木蘭科植物外植體褐化現象的發生，以避免在培養基中外植體受到褐化的繼續侵襲，而勤轉代又會增加培育育苗的成本。培養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又會同時吸收培養基中的養分，不利于植株生長。強化切割工藝，防止在進行植株切割時，其切口處因氧化而分泌過多的多酚類物質，進而抑制褐化現象的產生。因此，我們需要采用很多綜合手段來控制褐化產生。

2.生根困難。

木本植物生根困難是植物組織培養技術中的關鍵性問題，其生根難易程度因樹種而不同，生根程度與與植物本身的基因型密切相關。例如：木蘭荊紅豆杉、醉香含笑的生根率高達90%，不添加或者添加少量的生長激素均能生根。在不同類別的植物生根實驗中，我們發現：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增加植物組織培養中的效率。總之，木蘭科植物的生根技術很難形成統一體系，生根問題仍然是木蘭科植物組織培養中的一個難題。

三、培養基配比對組織培養中愈傷組織的影響

1.植物生長調節物質。

基本培養基是使外植物體存活最基本的物質條件，而植物生長調節劑能夠使愈傷組織生根發芽，誘導根部細胞分裂，加速根芽分化，生長素類和細胞分裂素類都是常見的植物生長調節劑，生長素類植物生長調節劑的主要作用是促進細胞有絲分裂和促進其分裂能力;細胞分裂素類植物生長調節劑的主要作用就是促進芽的萌發和細胞擴大，抑制莖的生長和增粗。一般情況下，二者配合使用其促進生長的效果更強。

2.非植物生長調節物質。

在植物組織培養的基本培養基中還應加入適量的非植物生長調節物質，如：椰乳、蘋果汁、香蕉汁、豆芽汁等，在木蘭科珍稀植物巴東木蓮的叢芽培養基中添加了10%的椰乳，便對其叢芽生長起到了很好的誘導作用，而豆芽汁能很好促進培養基中植物愈傷組織的生長和增加分化芽的比率。

3.誘導生根。

木蘭科植物的組織培養過程中，生芽、生根都是比較難以控制的問題，目前，只有含笑屬、木蘭屬等幾個屬種的樹木取得成功生根的實驗，因此，誘導生根是木蘭科植物投入工廠化生產的重要課題。在植物組織培養中應注重活性炭的使用和外植體的選擇，合理光照或者暗培養，選擇合適的生長素類別和控制合適的濃度。

四、展望

被子植物系統演化中尤為重要的科目就是木蘭科，其植物資源豐富，在醫藥、園林、化工等多個領域被廣泛應用。隨著科技水平的進步和生物技術手段的不斷豐富，木蘭科植物組織培養技術為生態和環境的發展提供了強有力的支撐，對于其在植物組織培養技術中的研究，如：褐化、外植體選擇、增值生長、誘導生根、培養基配方等各項工作，還有待我們深入探究。植物組織培養技術不僅局限于木蘭科植物的繁殖，還可以結合生物基因技術，在植物組織細胞、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揮重要作用。

參考文獻

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