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我国多肉植物组织培养研究现状概述

作者:腾昊组培室 发布时间:2018-12-25 14:22 浏览次数:

文章来源:腾昊组培室

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多肉植物品种多样,管理粗放,抗逆性强,加之色彩丰富,具有一定的空气净化功能,是深受广大消费者喜爱的景观植物之一,通过对国内多肉植物的组织培养技术的研究现状进行综述,并讨论当前存在的问题和发展前景,为进一步推动多肉植物组织培养研究提供参考。

多肉植物(Succulent)这一概念由瑞士植物学家琼·鲍汉提出,早主要指具有肥厚多汁的茎、根或叶片的一类植物,园艺上一般还称为多肉花卉。目前世界范围内发现的多肉植物原生种隶属于50科334属有近万种,加上后期各国选育的园艺种,现已达到两万多种。多肉植物品种多样,管理粗放,抗逆性强,加之色彩丰富,具有一定的空气净化功能,是深受广大消费者喜爱的景观植物之一。近年来由于多肉植物需求量增加与其繁殖量小的矛盾日益凸显,因此,高效大量的繁殖是解决上述问题的重要途径。

多肉植物繁殖方式可分为有性繁殖和无性繁殖。有性繁殖主要指播种繁殖,该方法操作简单,能够生产大量的新植株。无性繁殖主要是利用植物的营养器官(如:叶子、茎干等)的再生能力来获得新的完整植株,叶插、扦插及分株是多肉植物常用的繁殖方法,该方法在一定程度能够缩短育苗时间,是目前多肉植物繁殖常用方法。但是这两种繁育手段均存在繁殖系数较低、增殖速度较慢的问题。因此,多肉植物组培与快繁体系的建立,俨然成为目前多肉植物快速繁育的研究热点。我国植物组织培养研究盛行于20世纪70年代后期,该阶段,我国学者创造出了许多新方法、新技术,得到大量新成果,但是对于多肉植物的组织培养的研究与其它植物相比起步较晚,本文综述了我国多肉植物组织培养研究现状,并对其存在的问题和未来的发展进行讨论。

植物组织培养

1 多肉植物组织培养技术研究进展

1.1 外植体的选择及消毒灭菌

选择合适的外植体是组织培养工作中的第一步,其种类的选择直接影响组织培养的效果。外植体选择时需要考虑培养目的、外植体的培养能力及取材是否会对母株造成影响等因素。多肉植物芽、叶片和花茎均能作为外植体诱导再生植株,然而也各有缺点。芽尤其是顶芽,数量较少且取材时会对母株造成影响;叶片和花茎作为外植体虽不会对植株观赏部位造成损伤,但是叶片由于含水量高在灭菌后存活率会受到一定影响;而花茎只存在于花期,取材时间比较局限。因此,在多肉植物组织培养中适外植体的选择还需要根据多肉种类和实际情况而定。以芦荟的顶芽和侧芽为外植体成诱导出芦荟再生植株。对多肉植物白银寿品种‘奇迹’的花葶和花蕾进行离体培养得出分化能力强弱排列顺序为未发育子房>花葶上部>花葶中部及下部。分别利用狭叶红景天、八宝景天和瓦松叶片成功构建相应的再生体系。

外植体的消毒灭菌是植物组织培养工作中的第二步,它既要求杀死外植体表面的微生物,又要尽可能减少对外植体组织及表层细胞的伤害。常用的灭菌剂有:乙醇、升汞(或二氯化汞)、次氯酸盐(常用次氯酸钠)等,需根据植物生长环境、取材部位、取材时间等因素选择消毒剂和确定消毒时间。先用自来水将库拉索芦荟表面冲洗干净,使用75%的酒精溶液浸没15 s,然后用0.1% HgCl2溶液灭菌5 min,在无菌操作台上取芽点。处理褐斑伽蓝叶片时,采用70%酒精消毒30 s,0.1%HgCl2灭菌15 min。采用75%酒精处理冰灯玉露幼嫩花茎10 s,再用0.1%升汞消毒7 min。目前,多肉植物外植体消毒比较常用的方法是70%~75%的酒精与0.1%的氯化汞以不同时间的组合对外植体进行消毒。

1.2 激素配比对多肉组织培养的影响

激素的种类和浓度配比对多肉植物愈伤组织的诱导、组织分化和形成速度有显著的影响。激素的种类及浓度配比需根据培养目的和植物种类而定,多肉植物培养常用的基础培养基为MS培养基,激素主要是6-苄基腺嘌呤(6-BA)、α-奈乙酸(NAA)和吲哚乙酸(IBA)几类,目前国内成功获得再生植株的部分多肉植物种类及相关激素配比见表1。

表1 已培育出的多肉植物种类

1.3 试管苗移栽

试管苗移栽是后阶段,也是衡量组织培养技术成功与否的重要标志。在多肉科植物的组培苗移栽中,栽培基质通常是不同比例的泥炭土、珍珠岩、蛭石及河沙。松塔景天组培苗移栽时按草炭土∶蛭石∶珍珠岩=2∶1∶1(质量比)配置的保湿混合基质中有利于根的生长。截形十二卷移栽在湿润蛭石和珍珠岩比例2∶1的混合基质中即可生长。将根长1  cm的万象小苗移栽至新鲜湿润的蛭石,植入后遮阴栽培,小苗移栽成活率达到78%。将克里克特寿组培苗移栽在纯蛭石基质中栽培,比较组培苗是否经过生根培养对其移栽影响,发现经过生根培养的组培幼苗生长期大大提前。

2 多肉植物组织培养研究存在的问题

我国多肉植物组培研究尚处于起步阶段,研究主要集中在激素配比对组织脱分化与再分化的影响,关于其他因素对多肉植物组织脱分化和再分化影响,如:不同叶龄,开花程度,组织块尺寸等外植体状态对组织脱分化与再分化的影响如何;不同温度,光照,是否需要暗培养等培养环境条件如何影响组织脱分化与再分化的进行;MS培养基与其他基础培养基在多肉植物组培应用比较等进行系统研究的较少,因此目前还没有构建出能完整的、可应用于实际生产的多肉植物组织培养体系。

植物组织培养

3 多肉植物组织培养技术研究展望

多肉植物种类繁多、易于繁殖、色彩丰富、具有净化空气的功能,成为深受人们喜爱的景观植物,研究其繁殖技术能够为未来的发展奠定良好的基础。组织培养技术在绿化植物繁育,珍惜品种以及优良种质资源保存等方面具有广泛的应用前景,因此,进一步研究和优化多肉植物组织培养技术,对多肉植物的良种繁育以及快速繁殖具有巨大的推动作用。为了今后更好地开展多肉科植物的组织培养技术研究,推动其应用于实际生产中的速度,应从以下几个方面开展进一步的研究工作。第一,扩大多肉植物离体快繁的种类,特别是要加强对一些稀有种类(如琉璃姬孔雀)、具有较高药用价值种类(如西藏红景天)、具有高观赏特性种类(如乌木)的组织培养与快速繁殖研究;第二,对于一些已经成功进行离体培养的多肉植物,应对其组织培养系加以优化改进,提高实验可重复性、脱毒效果和繁殖效率;第三,开展相关机理基础研究,完善多肉植物组培理论基础,建立针对性更强的多肉植物优组织快繁体系。

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