芍藥組織培養技術研究進展

摘要：芍藥作為一種重要的藥用和觀賞植物，其組織培養技術在近年來得到了廣泛研究。本文綜述了芍藥組織培養技術的研究進展，包括外植體的選擇處理、植物生長調節劑對組織培養的影響、組織分化與植株再生以及快速繁殖技術等方面。

關鍵詞：芍藥；組織培養；技術研究；進展

本文介紹了芍藥的快速繁殖技術，包括微型切割與克隆繁殖、植株移栽。微型切割與克隆繁殖技術能夠實現高效、快速的植株繁殖，而植株移栽與環境馴化則是確保培養植株在自然環境中成功生長的關鍵環節。

1 外植體的選擇處理

1.1 外植體種類與取材方法

外植體的選擇是芍藥組織培養技術中的關鍵環節，直接影響到組織培養的成功率和效率。在選擇外植體時，需要考慮外植體的種類、取材時間、部位以及處理方法等多個因素。外植體的種類主要包括莖段、葉片、花序、種子等，不同種類的外植體具有不同的培養特性和優勢。

1.2 外植體消毒與前處理技術

外植體消毒與前處理技術是芍藥組織培養過程中的關鍵步驟，直接關系到后續培養的成敗。外植體消毒的主要目的是去除表面的微生物，防止污染，而前處理則是為了提高外植體的生長能力和分化效率。在實際操作中，外植體的消毒與前處理需要根據芍藥的種類、取材部位以及培養目的進行綜合考慮。

2 植物生長調節劑對組織培養的影響

2.1 生長素（Auxin）的應用

生長素是植物激素的一種，對植物的生長發育具有重要的調節作用。在芍藥的組織培養過程中，生長素的應用可以顯著提高外植體的生根率和愈傷組織的形成效率。吲哚乙酸（IAA）、萘乙酸（NAA）和

2，4-D（2，4-二氯苯氧乙酸）是常用的生長素，它們在不同培養階段的作用機制和效果也有所不同。

生根誘導：在芍藥的生根誘導過程中，生長素的應用是至關重要的。IAA和NAA是常用的生根誘導劑，它們能夠促進根原基的形成和根系的生長。不同濃度的IAA和NAA對生根效果的影響存在顯著差異。一般而言，低濃度的IAA和NAA（0.1～1.0 mg/L）能夠有效促進生根，而濃度過高則可能導致根系生長不良或外植體的死亡。因此，選擇合適的生長素濃度是提高生根率的關鍵。

愈傷組織的誘導：生長素在愈傷組織的誘導過程中也發揮著重要作用。2，4-D是一種強效的生長素，能夠促進細胞的分裂和愈傷組織的形成。研究表明，2，4-D在一定濃度范圍內（2.0～5.0 mg/L）能夠顯著提高愈傷組織的形成率[1]。然而，過高的2，4-D濃度會導致愈傷組織的生長異常，形成大量無序的細胞團，不利于后續的植株再生。因此，在愈傷組織的誘導過程中，需要精確控制2，4-D的濃度，以確保愈傷組織的高質量形成。

愈傷組織的維持與分化：在愈傷組織的維持和分化階段，生長素的應用也需要謹慎。IAA和NAA可以繼續用于維持愈傷組織的生長，但濃度應適當降低，以避免過度刺激。

生長素的應用方法：生長素的應用方法也對組織培養的效果有重要影響。通常，生長素可以通過添加到培養基中或通過外植體的表面處理來應用。在培養基中添加生長素時，應確保生長素的均勻分布，以避免局部濃度過高或過低。外植體的表面處理則可以用于局部刺激，例如，將外植體的基部浸入含有生長素的溶液中，以促進根系的生長。

2.2 細胞分裂素（Cytokinin）的影響

細胞分裂素對芍藥組織培養至關重要，它促進細胞分裂、組織分化和芽的形成。作為一種植物激素，細胞分裂素通過調節細胞周期和信號轉導途徑發揮作用。在培養過程中，細胞分裂素的種類、濃度和與其他生長調節劑的組合對培養效果有顯著影響[1]。

2.3 生長素與細胞分裂素的協同作用

生長素和細胞分裂素是植物組織培養中關鍵的生長調節劑，分別促進細胞伸長-根形成和細胞分裂-芽分化。在芍藥培養中，這兩種激素的共同作用對愈傷組織誘導、不定芽形成和根系再生至關重要。

生長素與細胞分裂素的協同作用還表現在對植物生長的整體調控上。在芍藥的組織培養過程中，通過調節生長素與細胞分裂素的濃度比例，可以有效控制植物的生長發育過程，從而實現高效、高質量的植株再生。

2.4 其他植物生長調節劑的輔助作用

除了生長素和細胞分裂素這兩種主要的植物生長調節劑外，其他植物生長調節劑也在芍藥組織培養中發揮著重要的輔助作用。例如，赤霉素（Gibberellin，GA）能夠促進細胞伸長和分化，有助于提高愈傷組織的生長速度和質量。赤霉素的應用可以顯著增加不定芽的形成數量，提高植株的生長勢。研究表明，在含有一定濃度赤霉素的培養基中，芍藥的不定芽形成率和生長速度均顯著提高，這為快速繁殖技術提供了有力支持。

3 組織分化與植株再生

3.1 愈傷組織的誘導和培養條件

愈傷組織的誘導和培養條件是芍藥組織培養技術中的關鍵步驟。愈傷組織是指在特定的培養條件下，植物細胞失去原有的分化狀態，形成一種無定形的、具有高度分裂能力的細胞團。芍藥的愈傷組織誘導不僅對植株再生具有重要意義，而且在遺傳轉化、次生代謝產物的生產等方面也具有廣泛的應用價值。為了高效地誘導愈傷組織，需要綜合考慮外植體的選擇、培養基的組成、激素的種類和濃度、光照條件、溫度等因素。

3.2 不定芽和根系再生技術

不定芽的誘導：不定芽的誘導是芍藥組織培養中的關鍵環節，其主要目的是通過外植體的培養，誘導產生新的芽點，進而形成完整的植株。常用的外植體包括莖段、葉柄、子葉等。研究表明，不同種類的外植體對不定芽的誘導效果存在顯著差異。例如，莖段和葉柄通常比子葉具有更高的不定芽誘導率。

培養基的選擇：培養基是誘導不定芽的關鍵因素之一。常用的培養基包括MS（Murashige and Skoog）培養基、1/2 MS培養基和WPM（Woody Plant Medium）。

這些培養基中通常添加一定濃度的植物生長調節劑，如生長素和細胞分裂素，以促進不定芽的形成。生長素（如IAA、NAA）主要促進細胞的生長和分化，而細胞分裂素（如BA、KT）則促進細胞的分裂和芽點的形成。

生長調節劑的優化：生長素和細胞分裂素的濃度配比對不定芽的誘導效果有顯著影響。通常，較高的細胞分裂素濃度可以促進不定芽的大量形成，而較低的生長素濃度則有助于芽的伸長和分化。

根系的再生：芍藥組織培養中，根系再生是關鍵步驟，旨在通過優化培養基和控制環境條件促進不定芽生根，形成完整植株。這不僅影響生長速度，還決定植株的存活率和抗逆性。

培養基的選擇：根系的再生通常使用含有較低濃度生長素的培養基，如1/2 MS培養基。生長素（如IAA、NAA）是促進根系形成的主要物質，如使用0.1～0.5 mg/L NAA的培養基可以有效促進芍藥不定芽的根系再生。

環境條件的控制：在根系再生過程中，控制環境條件至關重要。溫度、光照和濕度的適宜設置能顯著提升根系再生效率。一般而言，溫度應維持在25～28℃，光照強度在1 500～2 000 lux，每日光照時長為12～16 h，濕度則保持在70%～80%。這些條件有助于保持培養基水分平衡，從而促進根系生長。

植株的馴化與移栽：根系再生后，需要將植株馴化并移栽到土壤中。馴化過程中，逐漸增加光照強度和濕度變化，使植株適應自然環境。移栽時，選擇疏松、肥沃的土壤，保持適當的水分供應，可以提高植株的成活率。

3.3 胚狀體

微型切割與克隆繁殖技術是芍藥組織培養中的一項重要技術，它通過利用植物體的微型組織進行無性繁殖，能夠快速、高效地獲得大量遺傳背景一致的植株。這一技術在芍藥的快速繁殖和種質資源保存中具有顯著的優勢。

微型切割技術涉及選取植物的分生組織，如頂端分生組織、側芽、葉片等，進行消毒和無菌切割后，接種到培養基上。這些組織在適宜條件下能快速生長成新植株。技術成功的關鍵是選擇合適的外植體和培養基以及控制培養條件，包括溫度、光照和濕度。

在芍藥的微型切割中，通常選擇頂端分生組織和側芽作為外植體。頂端分生組織具有較高的分生能力，能夠快速形成不定芽，而側芽則更容易形成根系。研究表明，選擇健康、無病蟲害的外植體，并在消毒過程中嚴格控制消毒劑的濃度和處理時間，可以顯著提高外植體的存活率和生長速度。

培養基的選擇和配比對微型切割的成功率具有重要影響。常用的培養基包括MS培養基和1/2MS培養基，這些培養基含有豐富的營養成分，能夠滿足微型組織的生長需求。在培養基中添加適量的植物生長調節劑，如生長素和細胞分裂素，可以進一步促進不定芽和根系的形成。

微型切割植株需生長馴化以適應環境。馴化時逐步提高光照濕度，降低營養，促進生長適應。馴化后植株移至土壤，進行常規栽培。此技術有助于芍藥快速繁殖，對種質資源保存和新品種選育有重要作用。

微型切割與克隆繁殖技術不僅在芍藥的快速繁殖中具有顯著優勢，還在其他植物的組織培養中得到了廣泛應用。該技術的不斷發展和完善，為植物的無性繁殖和種質資源的保存提供了新的思路和方法。

3.4 微型切割與克隆繁殖

胚狀體技術在芍藥組織培養中是一種重要的繁殖手段，其原理是通過體外培養，使植物細胞或組織在特定條件下發育成具有根、莖、葉結構的類似胚的結構，進而形成完整植株。這一過程不僅能夠有效提高繁殖效率，還能保持植物的遺傳穩定性，是快速繁殖和種質資源保存的重要方法之一。

在芍藥的胚狀體培養中，選擇合適的外植體是關鍵步驟之一。研究表明，不同部位的外植體對胚狀體的形成具有顯著影響。通常，幼嫩的葉片、莖尖、花序等部位的細胞具有較高的分化潛力，能夠更容易地誘導形成胚狀體。

培養基的選擇和優化是胚狀體培養成功的關鍵。常用的培養基包括MS培養基、B5（Gamborg）培養基等。這些培養基中通常需要添加適量的植物生長調節劑，如生長素和細胞分裂素，以促進細胞的分裂和分化。生長素（如2，4-D）和細胞分裂素（如6-BA）的配比對胚狀體的形成至關重要。

除了生長素和細胞分裂素外，其他植物生長調節劑如赤霉素（GA3）和脫落酸（ABA）也對胚狀體的形成有一定的影響。赤霉素能夠促進胚狀體的伸長和發育，而脫落酸則有助于維持胚狀體的休眠狀態，防止過早萌發。在實際操作中，可以根據具體的實驗目的和芍藥品種的特性，調整這些生長調節劑的濃度和配比，以獲得最佳的培養效果。

培養條件的控制也是胚狀體培養中不可忽視的因素。適宜的光照、溫度和濕度對胚狀體的形成和發育具有重要影響。一般來說，光照強度在1 500～2 000 lux，光照時間16 h/d，溫度控制在25±2℃，相對濕度保持在70%～80%時，胚狀體的形成效果最佳。

在胚狀體形成后，進一步的培養和馴化是必不可少的步驟。通過逐步降低生長調節劑的濃度，可以促進胚狀體的根系和莖葉的發育，最終形成完整的植株。馴化過程中，可以將胚狀體轉移到含有較低濃度生長調節劑的生根培養基中，以促進根系的形成。生根培養基中通常添加IBA（吲哚丁酸）或NAA，這些生長素能夠有效促進根系的生長。當胚狀體形成完整的植株后，可以將其移栽到溫室或田間，進行進一步的馴化和栽培管理。

4 快速繁殖技術——微型切割與克隆繁殖

微型切割與克隆繁殖是芍藥組織培養技術中的重要環節，旨在通過無性繁殖方式快速獲得大量遺傳性狀一致的優良植株。該技術不僅能夠提高繁殖效率，還能有效保持母株的優良特性，對于芍藥的商業化生產和新品種選育具有重要意義[2]。

在微型切割技術中，選擇合適的外植體是關鍵。通常，采用芍藥的莖尖、側芽或不定芽作為外植體，這些部位細胞分裂活躍，易于誘導形成愈傷組織或直接產生不定芽。外植體的選擇應考慮其生長狀態和發育階段，以確保其具有較高的分化能力。

外植體的預處理同樣重要。首先，需要對外植體進行徹底的表面消毒，以防止微生物污染。常用的消毒劑包括70%乙醇和0.1%升汞溶液。消毒時間應控制在30～60 s，以確保有效殺滅表面微生物而不損傷外植體。消毒后，外植體需用無菌水多次沖洗，以去除殘留的消毒劑。接下來，將外植體接種到預處理培養基中，該培養基通常含有適量的生長素和細胞分裂素，以促進外植體的生長和分化[3]。

在培養過程中，微型切割技術的另一個關鍵步驟是選擇合適的培養基。常用的培養基包括MS培養基和WPM培養基。這些培養基含有豐富的營養成分，能夠滿足外植體生長的需要。

克隆繁殖技術是微型切割技術的進一步發展，通過組織培養獲得的無性系植株可以用于大規模繁殖。克隆繁殖的關鍵在于保持植株的遺傳穩定性。在培養過程中，應定期檢查植株的生長狀態和形態特征，以確保其遺傳一致性。

在植株移栽與環境馴化階段，需將培養瓶中的無性系植株逐步移至溫室或田間，以適應自然環境。移栽前，應先將植株從培養基中取出，用無菌水清洗根部，去除殘留的培養基。然后，將植株種植在預先準備好的基質中，基質應具有良好的透氣性和保水性。移栽初期，應保持較高的濕度和適宜的溫度，以促進根系的生長。隨著植株逐漸適應環境，可逐漸減少濕度和增加光照，直至完全適應自然環境。

5 結語

綜上所述，芍藥組織培養技術在多個方面取得了顯著進展，從外植體的選擇處理到植物生長調節劑的應用，再到組織分化與植株再生以及快速繁殖技術的探索，為芍藥的高效繁殖和種質資源保存提供了有力支持。然而，仍存在一些問題有待進一步研究，如培養條件的優化和遺傳穩定性保持等。未來，隨著技術的不斷完善，芍藥組織培養將在更多領域發揮重要作用，為芍藥的可持續發展提供堅實保障。

參考文獻

[1] 李玉平，龔寧，李美玲，等.2，4-D和KT對大花金挖耳愈傷組織誘導的影響[J].西北農業學報，2006，15（4）：147-152.

[2] 王瑩，胡寶忠.芍藥（Paeonia L.）生物學特性研究進展[J].東北農業大學學報，2004，35（6）：5.

[3] 張慶瑞，孫建洲，任凝輝，等.芍藥組織培養技術研究[J].河南農業科學，2006，35（4）：88-90.