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刺五加组织培养研究进展一

录入时间:2009-6-23 16:36:28 来源：青岛海博

摘要：综述了近年来刺五加组织培养的研究现状，从外植体、培养基、植物激素和碳源方面，总结了影响刺五加植株再生体系的主要因素，提出了刺五加组织培养与植株再生过程中存在的问题与展望，为刺五加植株再生体系的建立提供参考。
关键词：刺五加；组织培养；再生体系
刺五加主要生长于低山、丘陵阔叶林或针阔混交林的林下、林缘，喜温暖、湿润气候，耐寒。在我国东北、华北、陕西、四川及俄罗斯、朝鲜和日本均有分布。刺五加商品名为五加参，是我国医药珍品，其根、茎、叶均可人药闭。自20 世纪70 年代末以来，我国大量采挖刺五加的根和根茎用于医药工业。由于刺五加在自然状态下结实的株丛少，种子虫害较重、产量低、质量差、自然状态后熟时间长阔、休眠程度深等原因，长期的过量采掘，导致我国刺五加资源严重地破坏，在一些地方，相当长的时期内无法更新恢复，甚至有些种群在较大的面积上急剧减少或消失。因此，1992 年出版的《中国植物红皮书》已把刺五加定为渐危物种。对此，多年来人们针对刺五加的种子与种苗繁育进行了大量研究，但进展不大。目前多采用混湿沙变温处理方法处理种子，但萌发率平均只有12 ％左右，并且扦插成活率低、插穗来源少、管理程序繁琐。另一方面，近年来对刺五加的组织培养研究表明［s ，月，刺五加组织培养将对于解决刺五加种苗的大量扩繁、促进刺五加资源稳定和有效利用具有重要意义。为此，现对刺五加的组织培养研究现状、存在问题进行总结，并提出了今后的发展方向。
1 刺五加茎尖培养再生的途径
通常植物组织培养获得再生植株有两条途径：一是器官发生途径，是指离体植物组织（外植体）或细胞（悬浮培养的细胞和原生质体）在组织培养的条件下形成不定芽、根和花芽等器官的过程。刺五加器官发生（不定芽）途径主要有两种方式：① 直接器官发生即从外植体上直接诱导出不定芽。② 间接器官发生即从外植体上诱导出愈伤组织，再从愈伤组织中诱导出不定芽或不定根。直接从外植体上诱导产生不定芽是刺五加器官发生获得再生植株的主要途径。因为它有利于保持遗传性状的稳定。二是体细胞胚胎发生途径，是指双或单倍体的体细胞在特定条件下，未经性细胞融合而通过与合子胚胎发生类似的途径发育出新个体的形态发生过程。当条件适当时体细胞经过多次分裂先形成原胚，继而再经过球形胚、心形胚、鱼雷形胚等不同发育阶段，最后发育成具有明显胚轴和子叶的成熟体细胞胚。目前胚状体既可以在愈伤组织阶段形成也可以直接在外植体上形成。通过胚状体再生植株的优点是：在一个培养物上所能分生的胚状体数往往比不定芽数多，胚状体形成速度快，结构完整。一旦形成，一般都可直接萌发形成小植株，因此成苗率较高。刺五加植株的这两种再生途径对于种苗的组培快繁都具有重要意义。
1.1 器官培养（茎尖培养）
在刺五加茎尖培养中，外植体选用当年生幼嫩枝条和休眠枝条。张健夫选用刺五加休眠枝条通过茎尖培养成苗，贝丽霞在刺五加休眠后取材培养，结果其成活率均高于生长期和休眠前期。张喜春等报道刺五加茎尖培养最适宜的取材时间为春季萌芽前的4 一5 月份。消毒方法因植物材料的种类和采集时期而异。一般材料取回后，先用自来水冲洗干净，然后移到超净工作台上，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%次氯酸钠表面杀菌15 min 后用无菌水冲洗5 一6 次。Fouad 等提出，外植体采用0.5 ％次氯酸钠表面杀菌15 一20 min 比用10%次氯酸钠或0.2 ％升汞处理芽的成活率高。Hammerschlag 也认为使用0.5 ％次氯酸钠＋0.01 ％吐温浸泡15~20 min , 100mg/L 青链霉素处理15 min 的消毒方法污染最轻闭。刘翠云等报道在组织培养时，对较难灭菌的材料在第一次灭菌后可进行二次灭菌，不但能降低污染率，还可防止因灭菌时间过长造成的外植体褐化。张喜春等对刺五加茎尖培养做了初步的探索，发现作为木本植物的刺五加其茎尖增殖系数要低于大多数的草本植物，仅为3 一4 倍。MS 培养基对刺五加体细胞胚胎发生是一种适合的培养基，但在添加0.5mg/L BA 十0.1mg/L NAA 时，White 培养基中茎尖的分化率（87.2%）要高于入巧培养基（7 6.1%）。
1.2 胚状体的诱导
1990 年桂耀林等首次报道刺五加体细胞胚胎发生的研究，之后对刺五加体胚发生和人工种子的包埋进行了大量研究。与其他植物相同，刺五加体细胞胚胎发生是个十分复杂的过程，其机制还不十分清楚。Choi 等和邢朝斌等分别用直接或间接经由愈伤组织的途径获得了刺五加体细胞胚胎。Choi 认为MS 培养基是诱导刺五加体细胞胚胎发生的常用培养基，但在未加任何激素的该种培养基中，所有外植体均不能产生体胚。对此，曹孜义等阅认为一般在含有丰富还原氮的培养基上加生长素，尤其是2 , 4 一D 来诱导胚状体的发生，然后转移到降低浓度或没有生长素的培养基上使其成熟、萌发和生长。在同属五加科的人参与西洋参中诱导胚状体的方法也大致相同，2 , 4 一D 均在其中起到重要的作用。只是在人参及西洋参中胚状体的诱导一般都要经过愈伤组织阶段，而在刺五加中既可以经过愈伤组织阶段再分化出胚状体，也可以不经过愈伤组织而在肿大的子叶及胚轴上直接分化出胚状体。胚状体产生条件的初步探索表明：培养基的外源激素2 , 4 一D 与内源激素达到相对平衡是分化胚状体的必要条件，而黑暗条件是诱导胚状体的主要条件。另外，外植体的冷藏处理也可能有利于胚状体的形成。

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