刺五加組織培養研究進(jìn)展一
錄入時(shí)間:2009-6-23 16:36:28
來(lái)源：青島海博
摘要：綜述了近年來(lái)刺五加組織培養的研究現狀，從外植體、培養基、植物激素和碳源方面，總結了影響刺五加植株再生體系的主要因素，提出了刺五加組織培養與植株再生過(guò)程中存在的問(wèn)題與展望，為刺五加植株再生體系的建立提供參考。
關(guān)鍵詞：刺五加；組織培養；再生體系
刺五加主要生長(cháng)于低山、丘陵闊葉林或針闊混交林的林下、林緣，喜溫暖、濕潤氣候，耐寒。在我國東北、華北、陜西、四川及俄羅斯、朝鮮和日本均有分布。刺五加商品名為五加參，是我國醫藥珍品，其根、莖、葉均可人藥閉。自20 世紀70 年代末以來(lái)，我國大量采挖刺五加的根和根莖用于醫藥工業(yè)。由于刺五加在自然狀態(tài)下結實(shí)的株叢少，種子蟲(chóng)害較重、產(chǎn)量低、質(zhì)量差、自然狀態(tài)后熟時(shí)間長(cháng)闊、休眠程度深等原因，長(cháng)期的過(guò)量采掘，導致我國刺五加資源嚴重地破壞，在一些地方，相當長(cháng)的時(shí)期內無(wú)法更新恢復，甚至有些種群在較大的面積上急劇減少或消失。因此，1992 年出版的《 中國植物紅皮書(shū)》 已把刺五加定為漸危物種。對此，多年來(lái)人們針對刺五加的種子與種苗繁育進(jìn)行了大量研究，但進(jìn)展不大。目前多采用混濕沙變溫處理方法處理種子，但萌發(fā)率平均只有12 ％左右，并且扦插成活率低、插穗來(lái)源少、管理程序繁瑣。另一方面，近年來(lái)對刺五加的組織培養研究表明［s ，月，刺五加組織培養將對于解決刺五加種苗的大量擴繁、促進(jìn)刺五加資源穩定和有效利用具有重要意義。為此，現對刺五加的組織培養研究現狀、存在問(wèn)題進(jìn)行總結，并提出了今后的發(fā)展方向。
1 刺五加莖尖培養再生的途徑
通常植物組織培養獲得再生植株有兩條途徑：一是器官發(fā)生途徑，是指離體植物組織（外植體）或細胞（懸浮培養的細胞和原生質(zhì)體）在組織培養的條件下形成不定芽、根和花芽等器官的過(guò)程。刺五加器官發(fā)生（不定芽）途徑主要有兩種方式：① 直接器官發(fā)生即從外植體上直接誘導出不定芽。② 間接器官發(fā)生即從外植體上誘導出愈傷組織，再從愈傷組織中誘導出不定芽或不定根。直接從外植體上誘導產(chǎn)生不定芽是刺五加器官發(fā)生獲得再生植株的主要途徑。因為它有利于保持遺傳性狀的穩定。二是體細胞胚胎發(fā)生途徑，是指雙或單倍體的體細胞在特定條件下，未經(jīng)性細胞融合而通過(guò)與合子胚胎發(fā)生類(lèi)似的途徑發(fā)育出新個(gè)體的形態(tài)發(fā)生過(guò)程。當條件適當時(shí)體細胞經(jīng)過(guò)多次分裂先形成原胚，繼而再經(jīng)過(guò)球形胚、心形胚、魚(yú)雷形胚等不同發(fā)育階段，最后發(fā)育成具有明顯胚軸和子葉的成熟體細胞胚。目前胚狀體既可以在愈傷組織階段形成也可以直接在外植體上形成。通過(guò)胚狀體再生植株的優(yōu)點(diǎn)是：在一個(gè)培養物上所能分生的胚狀體數往往比不定芽數多，胚狀體形成速度快，結構完整。一旦形成，一般都可直接萌發(fā)形成小植株，因此成苗率較高。刺五加植株的這兩種再生途徑對于種苗的組培快繁都具有重要意義。
1.1 器官培養（莖尖培養）
在刺五加莖尖培養中，外植體選用當年生幼嫩枝條和休眠枝條。張健夫選用刺五加休眠枝條通過(guò)莖尖培養成苗，貝麗霞在刺五加休眠后取材培養，結果其成活率均高于生長(cháng)期和休眠前期。張喜春等報道刺五加莖尖培養最適宜的取材時(shí)間為春季萌芽前的4 一5 月份。消毒方法因植物材料的種類(lèi)和采集時(shí)期而異。一般材料取回后，先用自來(lái)水沖洗干凈，然后移到超凈工作臺上，用70 ％的酒精浸泡30s ，再用0.1 ％一0.2 ％的升汞消毒8 min ，或者用0.5%次氯酸鈉表面殺菌15 min 后用無(wú)菌水沖洗5 一6 次。Fouad 等提出，外植體采用0.5 ％次氯酸鈉表面殺菌15 一20 min 比用10%次氯酸鈉或0.2 ％升汞處理芽的成活率高。Hammerschlag 也認為使用0.5 ％次氯酸鈉＋0.01 ％吐溫浸泡15~20 min , 100mg/L 青鏈霉素處理15 min 的消毒方法污染最輕閉。劉翠云等報道在組織培養時(shí)，對較難滅菌的材料在第一次滅菌后可進(jìn)行二次滅菌，不但能降低污染率，還可防止因滅菌時(shí)間過(guò)長(cháng)造成的外植體褐化。張喜春等對刺五加莖尖培養做了初步的探索，發(fā)現作為木本植物的刺五加其莖尖增殖系數要低于大多數的草本植物，僅為3 一4 倍。MS 培養基對刺五加體細胞胚胎發(fā)生是一種適合的培養基，但在添加0.5mg/L BA 十0.1mg/L NAA 時(shí)，White 培養基中莖尖的分化率（87.2%）要高于入巧培養基（7 6.1%）。
1.2 胚狀體的誘導
1990 年桂耀林等首次報道刺五加體細胞胚胎發(fā)生的研究，之后對刺五加體胚發(fā)生和人工種子的包埋進(jìn)行了大量研究。與其他植物相同，刺五加體細胞胚胎發(fā)生是個(gè)十分復雜的過(guò)程，其機制還不十分清楚。Choi 等和邢朝斌等分別用直接或間接經(jīng)由愈傷組織的途徑獲得了刺五加體細胞胚胎。Choi 認為MS 培養基是誘導刺五加體細胞胚胎發(fā)生的常用培養基，但在未加任何激素的該種培養基中，所有外植體均不能產(chǎn)生體胚。對此，曹孜義等閱認為一般在含有豐富還原氮的培養基上加生長(cháng)素，尤其是2 , 4 一D 來(lái)誘導胚狀體的發(fā)生，然后轉移到降低濃度或沒(méi)有生長(cháng)素的培養基上使其成熟、萌發(fā)和生長(cháng)。在同屬五加科的人參與西洋參中誘導胚狀體的方法也大致相同，2 , 4 一D 均在其中起到重要的作用。只是在人參及西洋參中胚狀體的誘導一般都要經(jīng)過(guò)愈傷組織階段，而在刺五加中既可以經(jīng)過(guò)愈傷組織階段再分化出胚狀體，也可以不經(jīng)過(guò)愈傷組織而在腫大的子葉及胚軸上直接分化出胚狀體。胚狀體產(chǎn)生條件的初步探索表明：培養基的外源激素2 , 4 一D 與內源激素達到相對平衡是分化胚狀體的必要條件，而黑暗條件是誘導胚狀體的主要條件。另外，外植體的冷藏處理也可能有利于胚狀體的形成。
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