櫻桃組織培養研究進展

(1煙臺大學生命科學學院 山東 煙臺 264005)

一、概述

櫻桃，薔薇科櫻屬，落葉喬木，在落葉果樹中是最先成熟的，被贊作“百果之先”，其果實營養豐富，含鐵量高，外表色澤鮮艷剔透，晶瑩美麗，果實富含糖分、蛋白質、維生素等[1]。櫻桃在果樹中有“春果第一枝”的美稱。它除了富含微量元素外還具有活血調氣，去火平肝，能益脾胃、滋養肝腎的功效，對貧血癥、咽喉炎患者等也具有一定的好處。

在中國栽培的櫻桃可分為歐洲櫻桃和中國櫻桃兩種。歐洲櫻桃即大櫻桃，分為甜櫻桃和酸櫻桃。中國櫻桃又被稱為小櫻桃，主要分布在山東、江蘇、浙江和安徽等地[2]。

櫻桃組織培養技術起始于二十世紀七十年代，經過了近五十年的發展，使用櫻桃的莖尖、莖段、子葉、根尖、種子、和花藥等一系列外植體都可以誘導出植株[3]。

目前，我國櫻桃的生產與發展以甜櫻桃為主。如果能良好的利用組織培養的方法來進行育苗，可以提高繁殖速度還可以達到提高質量以及脫毒的目的，在保持品種優良性狀方面具有重要意義。

二、櫻桃組織培養的方法

(一)器官培養

櫻桃的器官培養分為離體的莖尖、花藥和種子、芽、莖段、葉片、根的無菌培養六種[4]。把器官當做外植體進行離體培養是目前櫻桃組培中最為重要的方法之一。

1.莖尖培養。莖尖培養的意思就是把莖尖的分生組織或包含有此分生組織的莖尖分離出來再進行無菌培養。實質上是以組織培養程序為基礎的較為容易操作的一種方法。此方法作用在快繁技術上呈現突出優勢，例如繁殖系數比較高、成苗的速度很快、成苗的苗木品質均勻一致且質量良好。莖尖培養不但可以探究枝條的發育和花的形態形成，也能運用在無病毒植物的培養、園藝作物的營養繁殖等方面上。

此前，有研究者對櫻桃的各個品種做了莖尖離體培養。Ancora等使用櫻桃砧木的莖尖分生組織，將之接種在MS培養基上，成功的獲得了新植株。

2.莖段的離體培養。莖段離體培養指不帶芽和帶一個以上定芽的莖段的無菌培養，與莖尖離體培養不同的是：莖尖培養無需再分化就可以長出叢生芽，繼代培養只需誘導生根即可，而莖段離體培養需要經過脫分化和再分化才能得到完整的植株。其優點是：繁殖出的苗木質量優秀且整齊一致，繁殖的速度比較快可大大縮短育種年限，而且方法簡單方便操作。

與甜櫻桃組織培養的技術相關的研究，國內外已有一些報導。趙曉光報道了甜櫻桃組培快繁技術[5]。陸錦明等以半木質化新枝嫩莖段為外植體作培養試材對整個組培快繁技術進行了系統的研究。建立了關鍵技術體系并且掌握了規模化生產數十萬株的標準化生產模式,為之后嫁接育苗奠定了扎實的基礎[6]。

3.葉片的離體培養。櫻桃葉片離體培養主要包括子葉和葉片外植體的培養[7]。Schmidt研究出的未成熟胚子葉的離體培養方法，使得甜櫻桃育種試驗中得到了雜交后代。孫清榮等人作用葉片的離體培養的方法，研究不同培養基、光和暗條件下培養對子葉不定梢再生的影響。實驗表明暗培養對萊陽矮櫻桃子葉不定梢的形成并無促進作用,反而有抑制作用,這說明萊陽矮櫻桃子葉不定梢的形成對光敏色素的反應不敏感,證明影響不定梢再生的關鍵性因素是基因型[8]。

4.根的離體培養。根系的生長速度較快、代謝能力較強、變異較小。所以，根系是進行生理或代謝研究的最佳實驗體系。Philippe以品種“LnmilGm9”根外植體誘導愈傷組織發生和不定芽的形成。閆國華，張開春等采用中國櫻桃‘對櫻桃’無菌生根苗的不定根作為外植體,成功誘導了胚性愈傷組織,實現了通過分化不定芽和誘導初生體細胞胚兩種方式再生植株。

5.芽的離體培養。安建平等利用萊陽矮櫻桃頂芽為外植體,進行了組培快繁過程中激素配比研究，結果表明：萊陽矮櫻桃幼苗有較強的生根能力，合適濃度的IBA可提高幼苗的生根率，加速不定根的生長。IBA濃度過高時生根率反而下降。

6.花藥和種子的離體培養。花藥培養可以提高育種的效率，對于育種具有非常重要的作用。花藥中小孢子的發育時期是花藥培養中成功誘導單倍體雄核發育的關鍵.只有花粉發育到一定時期對離體的刺激才最敏感.

櫻桃的種子休眠期與其他植物種子相比起來是比較長的，可以運用種子離體培養的方式來打破種子休眠，以此來縮短開花周期，大大提高了效率。

李曉燕等以甜櫻桃巨紅13-38為實驗材料，對其花藥發育時期和不同時期愈傷的誘導進行了研究。結果表明：小孢子母細胞越冬前已經形成,一直持續到次年的2、3月份,3月中旬開始減數分裂,3月末形成四分體,4月初形成單核期小孢子,4月中旬形成成熟花粉;花藥單核期時誘導的愈傷狀態最好為綠色,較致密,愈傷誘導率是各時期最高的。

三、櫻桃組織培養的發展前景

目前，櫻桃組織培養快繁技術仍處于探索階段，離體培養的技術發展較為快速，主要的研究方向集中在培養基、植物生長調節劑等對愈傷組織的誘導等的影響，而原生質體培養等方面的研究涉獵較少。此前，甜櫻桃、酸櫻桃及櫻桃砧木等果用價值較高種類是研究的主要方面，而具有觀賞價值的種類研究涉及較少。因此，探索具有觀賞價值的櫻桃種類也許將成為一種未來新的研究方向。

四、小結

組織培養技術是一項對于農業生產和發展具有重要意義的技術手段，此技術有效的推動了植物生理學、遺傳學、農學等學科的發展進程，促進了櫻桃果樹育苗方面的發展，在脫毒方面也具有重要意義。目前，組培技術作為生物工程的一項及其重要的技術，在基礎理論研究和生產實踐中發揮著不可替代的作用，渴望為造福人類做出巨大的貢獻。

櫻桃組織培養技術也在飛速的發展當中，在發展的過程中產生了一些問題，在解決問題的同時探索出了更多更完善的方法。如今科學技術正在日益發展，對櫻桃組織培養技術也起到了非常重要的推動和促進的作用，使得櫻桃組織培養技術飛速發展。