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    苍术组织培养与栽培技术研究

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    点击次数:226 更新时间:2019年12月28日16:57:16 打印此页 关闭

    1 苍术的生物学特性1. 1 形态特征多年生草本,高 30 ~ 70 cm。根状茎粗肥,结书状,节上有细须根,外表棕褐色,有香气,断面有红棕色油点。茎直立,圆柱形而有纵棱,上部不分枝或稍有分枝。叶互生,基部叶有柄或无柄,常在花期前脱落,中部叶椭圆状被外形,长约 4 cm,宽1 ~ 1. 5 cm,完整或 3 ~ 7 羽状浅裂,边缘有刺状锯齿,上面深绿,下面稍带白粉状,上部叶渐小,不裂,无柄。秋季开花,头状花序多单独顶生,基部具二层与花序等长的羽裂刺缘的苞状中,总苞片 6 ~ 8 层,有纤毛; 两性花,花单性花多异株; 花全为管状,白色; 两性花冠毛羽状分枝,较花冠稍短; 雌花具 5 孜线状退化雄蕊。瘦果圆筒形,被黄白色毛。1. 2 生长特性苍术生于山坡较干燥处或草丛中,生活力很强。荒山、瘦地均可种植,喜凉爽气候,排水良好、地下水位低、土壤结构疏松、富含腐殖质的砂质壤上生长最好。忌低洼地,水浸根易烂。

    2 苍术组织培养技术2. 1 苍术组织培养外植体的选择外植体的选择对于组织培养非常关键,外植体的发育阶段、生长环境、取材部位和采样时间等因素的差异都能影响一种植物组织培养的成功与否。苍术组织培养使用的外植体有叶片、叶柄、胚、胚根、胚轴、子叶、真叶、根茎、腋芽、根茎侧芽、根茎共 11 种,这 11 种外植体均成功获得了小植株。2. 2 苍术组织培养的分化途径通常组织培养获得再生植株有两条途径: 一是器官发生途径; 二是体细胞胚胎培养。而器官发生途径又分为直接器官发生途径( 即外植体不需要先经过脱分化形成愈伤组织再分化成器官的途径) 和间接器官发生途径( 即外植体先脱分化形成愈伤再从愈伤上再分化形成器官) 。1) 直接器官发生途径: 苍术可以通过直接器官发生途径获得再生植株。在芽的诱导时,根茎侧芽在 MS + 2. 0 mg /L 6- BA + 0. 4 mg / L NAA 的培养基上诱导丛生芽的效果最好,诱导率达到 90% 以上; 芽继代时( 2 ~ 3 代) 所用激素的浓度相对高些,用 MS + 3. 0 mg /L6 - BA + 0. 5 mg /L NAA 较好。随着继代代数的增加,要求激素的浓度逐渐降低,当继代到 8 ~ 10代时,则用 MS + 1. 0 mg /L 6 - BA + 0. 05 mg /L NAA 的激素组合较好; 而生根培养时以 1 /2 MS + 0. 5 mg /L NAA 效果最好,生根率达到 100% 。2) 间接器官发生途径: 苍术可以通过间接器官发生途径获得再生植株。在愈伤的诱导时,以叶片、叶柄为外植体诱导愈伤组织的形成,叶柄以 4. 0 mg /L 2. 4 - D + 0. 4 mg /L KT 效果最好,诱导率达到 100% ; 叶片以 4. 0 mg /L 2. 4 - D + 0. 4mg / L KT 效果最好,诱导率达到 89. 74% ; 芽的增殖以 2. 0 mg/ L 6 - BA + 0. 4 mg / L IBA 或 3. 0 mg / L 6 - BA + 0. 4 mg /L IBA 效果最好。目前,利用生物技术进行中药资源繁殖并大规模生产其有效成分已成为一条新的发展途径,但药用植物细胞培养的弊端之一是有效成分的含量不稳定。这主要是由于大多数有效成分均为次生代谢产物,其合成在细胞阶段表现不强造成的,而不定根培养可以解决这一问题。苍术已通过间接器官发生途径成功获得不定根,苍术以根、叶、子叶为外植体成功诱导出不定根,其中以叶片诱导率最高,达到 38. 89% ,且生长较旺盛; 根段诱导不定根虽然启动较快,诱导率也较高为 30% ,但长势较弱,且有褐化现象; 子叶的诱导率较低,为 14. 28% 。而以叶柄为外植体,不能诱导愈伤组织及不定根的产生。

    3 苍术组织培养的基本培养基和激素1基本培养基: 由于植物离体组织生长所需的营养成分全部来自培养基中,所以培养基的合适与否是关系到培养能否成功的关键。苍术组织培养用到的基本培养基有 MS、1 /2MS、N6、B5、White、1 /4MS 和 LS 共 7 种,其中在诱导和继代时用到的都是 MS,而在生根诱导时则 90% 以上采用大量元素减半的MS 即 1 /2MS。在组织培养时除了要加入植物生长必须的元素以外,还要添加糖类做碳源,为细胞的呼吸提供底物和能源,16技术研发 TECHNOLOGY AND MARKETVol. 24,No. 2,2017已有的报道中都是加入蔗糖,浓度多为 3% 。另外,在培养基中还需要加入一定量的琼脂来起到固定作用,在已有的报道中使用的琼脂浓度范围为 4% ~ 8% 。2激素: 植物生长物质是植物生命活动中不可缺少的活性物质,也是调节植物细胞生长发育和代谢产物形成的主要物质。前人对苍术的组织培养研究表明,不同种类激素和配比对苍术组织培养有着重要影响。3 芽的诱导和增殖: 在苍术的组织培养中,通过器官发生途径诱导芽的形成使用的激素有 6 - BA、NAA、IBA、IAA 共 4种,单独使用细胞分裂素或细胞分裂素与生长素混合使用都可以诱导芽的形成。细胞分裂素以 6 - BA 诱导效果最好,适合的范围为 1. 0 ~ 3. 0 mg /L。4) 愈伤的诱导和增殖: 通过间接器官发生途径得到小植株的报道显示,诱导愈伤组织需要细胞分裂素和生长素配合使用。5) 生根: 苍术生根培养所需激素有 NAA、IAA、6 - BA 等 3种激素,其中以 NAA 用得最多,其适合浓度为 0. 3 mg /L 或0. 5 mg / L。

    4 苍术的栽培管理技术由组织培养产出的苍术试管苗需要移栽到一定的基质进行炼苗,适应较为恶劣的环境,从而为田间的成功栽培打下基础。组培苗的移栽受到如自身素质、栽培基质、营养、光照、温湿度等多种因素的影响。1) 炼苗与出瓶: 炼苗: 将瓶苗移至室外炼苗 5 ~ 7 d,而后打开瓶盖炼苗 2 ~ 3 d,让试管苗逐渐适应自然环境。待其叶色浓绿、生长健壮时出瓶。出瓶苗要求: 试管苗长出发达的根系,苗长 3 ~ 4 cm。出瓶操作: 将培养基与小苗一起轻轻取出,先用自来水洗净,特别要洗掉琼脂,以免琼脂发霉引起烂根,然后再用干净的自来水冲洗 1 次后移栽。2 基质选择: 基质的选择对植株移栽的成活率、生长、繁殖和产量影响很大,因此移栽前基质的选择至关重要。目前苍术移栽所选用的基质均为经消毒的混合基质( 泥炭 ∶ 珍珠岩 = 1 ∶1) 。3) 栽培管理: 取出苗洗净培养基,移栽到消毒的混合基质中( 泥炭 ∶ 珍珠岩 = 1 ∶ 1) ,置于温室( 25℃ 左右) ,覆盖遮阳网,保持相对湿度 80% 以上,每天浇水 1 次。2 周后可移栽于试验田,成活率达 85% 以上。茅苍术适宜生长在丘陵山区半阴半阳的荒坡地,露地栽培应与玉米套种,以荫蔽度在 30% 左右较适宜。4 病虫害防治: 关苍术地下部分发病率较高,特别是在高温高湿天气。目前,危害关苍术的主要病害有立枯病、白绢病、根腐病、铁叶病,一旦染病,治疗较为困难,因此一定要以预防为主。主要预防措施有: 轮作、开沟排水、栽种前用多菌灵浸种,严禁使用高毒、高残留农药。

    5 结语近年来,随着生物技术的发展,人们通过组织培养手段来解决茅苍术的需求问题,学者们在组培方面也做一些研究工作,但研究内容不够深入细致,大多集中在快速繁殖、扩大繁殖系数等方面,今后应从以下几个方面加强研究: ①苍术的基础性研究,如光照、温度、湿度、栽培基质等对苍术生长发育的影响,从而深入掌握苍术生长发育的营养需求、物质合成与分解等新陈代谢规律,确定苍术类群生长的最佳生态环境。②利用植物组织培养技术进行苍术优良品种的选育和提纯复壮,最终选育出高品质的苍术品种。③通过一系列的植物组织培养实验,建立一套完善、实用、有效的快速繁殖体系,实现苍术优良植株或优良种子的规模化、商品化生产。

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