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基于药用植物的西兰花组织培养研究进展.docx

花匠小妙招
2024-11-23 04:52

基于药用植物的西兰花组织培养研究进展兰花是兰科植物的总称。世界上约有7300多种植物，超过2500种，主要分布在炎热和亚热带地区。我国约有173余属,1 240余种,在南北各地均有分布,但以云南、台湾、海南最为丰富。 1 大花推动兰酒的组织培养兰花的传统繁殖方式为分株繁殖,繁殖系数低、速度慢,不能满足日益增长的市场需求。兰花的组织培养始于20世纪60年代,Morel采用大花蕙兰的茎尖,将其分生组织诱导形成原球茎并分化成植株,为实现兰花生产的工厂化奠定了基础。兰花的组织培养中有几个关键的时期:原球茎的诱导、原球茎的继代培养(根状茎)、壮苗的培育。根据这几个重要的时期及在其间组织培养的外界条件,人们对兰花组织培养进行了广泛的研究。 1.1 种子萌发与非共生萌发除茎尖、叶片和种子外,花瓣、萼片、子房、花梗、侧芽、花芽、茎段、根尖等外植体也成为兰花组织培养中原球茎的重要来源。从前,植物学家认为根分生组织转化为芽体的可能性极小,但Stewart等用树兰(Epidendrum)等的根开创性地培养出了原球茎和从愈伤组织分化出1株苗。此后,根的培养相继在不同兰花中获得了成功。徐宏英等用大花蕙兰的幼根成功地进行组织培养,来检测其快速繁殖的影响因素。茎尖是最早用于兰花快速繁殖的外植体,侧芽应用也相当广泛。但对一些单茎性兰花,如利蝴蝶兰(Phalaeanopsis)、仙指甲兰(Aerides)等用茎尖作为外植体有可能丧失母株,人们倾向于寻找其他可能的外植体;茎尖作为外植体较适于复茎性兰花,如大花蕙兰(Cymbidium)、卡特丽亚兰 (Cattleya)、石斛兰(Dendrobium)、文心兰(Oncidium)等,且学者们对茎尖及侧芽的取材时间、最适取材部位及大小进行了深入的研究,一般认为带1~2个叶原基的茎圆锥成活率高,中间部位侧芽的成活率及生长率较高。Sewert等曾报道获得了兜兰(Paphiopedium)的组培苗,但此后相关报道很少。叶片作为外植体既可减少对母株的伤害,取材又不受季节的限制,且数量多,是比较理想的外植体材料来源。不过,以试管苗的幼叶作为外植体培养较好,成熟幼叶对诱导反应极弱,这可能是由于成熟植物组织向培养基中释放高浓度抑制生长的物质,严重影响兰花的存活。但肾药兰成熟植株最上面3片幼叶在培养中却显示出较强的增殖能力,在10~12周内基部分化出芽,但不产生原球茎;Chen等从幼叶的叶尖表皮细胞和叶肉细胞直接培养出体细胞胚,但在1个月之内无愈伤组织产生,在经过下一级的培养后分化出幼苗。兰花的种子用于组织培养极富前景。在自然条件下兰花种子虽多(一个荚果约能产生104~106粒种子),但由于其不具有发育完全的胚,很难萌发。Link早在1824年就观察到在自然条件下兰花种子萌发伴随着真菌感染的现象。Noel Bernared在1899年首次认识到真菌的作用,认为真菌对种子的侵染是种子正常萌发必需的,种子与真菌之间是一种共生关系,由此创立了共生萌发法。随着对共生萌发机制的研究,人们发现大部分兰花种子可以通过无菌萌发的方式进行,即非共生萌发。Bernard以OphrysL.的块茎配制的培养基,使卡德丽亚兰与蕾丽亚兰杂交种子成功萌发,开创了非共生萌发的先例。随后,研究者用非共生萌发也对其他兰花的种子进行萌发研究,如齿瓣兰、蝴蝶兰、石斛兰、文心兰等。之后,非共生萌发逐步代替了共生萌发,成为兰花组织培养的热点。相关资料显示,有些兰花的未成熟或接近成熟的种子比成熟的种子更容易萌发。兰花种子在自然条件下萌发困难,除了胚发育不完全外,与种皮致密、透性差或种皮中含有抑制物有关。田梅生等用剪刀将四季兰种皮剪破后种子的萌发率大大提高;有人用超声波法等物理方法对种皮进行处理都不同程度提高了萌发率;段金玉等对兰属10种植物的种子离体萌发研究时发现,用0.1 mol/L氢氧化钠浸泡多花兰、朵朵香、双飞燕、豆瓣绿、寒兰、套叶兰等10~30 min,萌发率可提高10倍以上。风兰的成熟种子用肥皂水洗净后,用70%的酒精浸泡30 s,利于萌发。这些预处理效果的生理机制还有待进一步研究。大部分兰花的种子,可以通过无菌萌发的方式进行萌发,附生或半附生兰和气生兰及杂交后代的种子萌发较易,而地生兰种子的萌发较难。 1.2 不同药物对兰属原球茎生长的影响目前,在兰花的组织培养中,最常用的培养基为MS、VW、Knudson C、Kyoto、White和它们的改良型,应根据不同品种而选择合适的培养基,如春兰要求培养基中的无机盐量要少,蕙兰要求的量较大,而墨兰则不敏感。目前常使用的外源激素主要是生长素类(如IAA、2,4-D和NAA)和细胞分裂素类(如BA、ZT和KT)。对不同的兰花来说,在不同的生长发育阶段所需激素的量和种类都不尽相同。Kusumoto报道2,4