劉振偉 李慶芝 史秀娟

（山東省萊蕪市農(nóng)業(yè)科學研究院，山東萊蕪 271100）

姜組織培養(yǎng)研究進展

劉振偉 李慶芝 史秀娟

（山東省萊蕪市農(nóng)業(yè)科學研究院，山東萊蕪 271100）

對姜的器官（營養(yǎng)芽、花芽、花藥）培養(yǎng)、細胞懸浮培養(yǎng)、原生質(zhì)體培養(yǎng)和植株再生等方面的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行了綜述，并分析了姜組織培養(yǎng)研究中的主要問題。

姜；組織培養(yǎng)；研究現(xiàn)狀；綜述

姜（Zingiber officinaleRosc.）為姜科姜屬植物，是香料家族和藥用植物的主要成員，是我國出口創(chuàng)匯的重要蔬菜之一。近年來，隨著人們對其營養(yǎng)價值和保健價值的深入認知，姜日益受到人們的關注和青睞。隨著組織培養(yǎng)技術的深入發(fā)展和廣泛應用，許多學者開展了姜組織培養(yǎng)方面的技術研究，在器官培養(yǎng)、細胞培養(yǎng)、原生質(zhì)體培養(yǎng)，以及植株再生體系建立等方面的研究取得了巨大的成就，筆者對研究成果進行了總結，為進一步深入開展姜組織培養(yǎng)技術研究提供參考。

1 姜各種外植體的初代及繼代培養(yǎng)

1.1 營養(yǎng)芽培養(yǎng)

營養(yǎng)芽包括頂芽和腋芽，它們作為外植體時，因培養(yǎng)基成分不同可形成叢生芽或愈傷組織，但常因污染嚴重而成活率較低。Ravindren和Nirmal Badu（2005）用姜的頂芽和腋芽芽尖，在含不同濃度、不同比例NAA（1.0～4.0 mg·L-1）和BAP（1.0～4.0 mg·L-1）的培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)，只有50 %的外植體能成活，其余因污染而死亡；添加不同濃度不同比例生長調(diào)節(jié)物質(zhì)的試驗表明，NAA和BAP能誘導芽尖產(chǎn)生叢生芽和根；培養(yǎng)基MS+1.0 mg·L-1NAA+4.0 mg·L-1BAP或MS+1.0 mg·L-1NAA是進行姜芽尖快速繁殖的理想配方，叢生芽和根的形成率均在90 %以上；由營養(yǎng)芽培養(yǎng)的姜試管苗比較健壯，苗高8～12 cm，生根3～4條。潘學峰等（1999）報道，姜芽尖的初代及繼代培養(yǎng)的基本培養(yǎng)基以N6為宜，KT對芽的增殖效果較佳；在N6基本培養(yǎng)基上，5.0～7.5 mg·L-1KT+0.5 mg·L-1NAA的激素配比對叢生芽的誘導效果較好，25～30 d可增殖3.3～3.9倍；0.5 mg·L-1的NAA和IBA均能有效刺激試管苗生根，生根率高達100 %。鄭永強等（2004a）報道，萊蕪大姜芽尖初代培養(yǎng)的適宜培養(yǎng)基為 MS+1.59～2.49 mg·L-1KT+0.23～0.43 mg·L-1NAA+21.08～28.62 mg·L-1蔗糖，成活率超過70 %。

營養(yǎng)芽初代培養(yǎng)所需要的適宜培養(yǎng)基因姜品種不同而有所不同。據(jù)報道，興國九山姜芽尖的適宜培養(yǎng)基為MS+0.2 mg·L-1NAA+0.5 mg·L-1BAP（中國園藝學會，2001）；柳姜1號的適宜培養(yǎng)基為MS+2.0 mg·L-1BAP+0.1 mg·L-1NAA；魯大姜的適宜培養(yǎng)基為MS+1.0 mg·L-1BAP+0.3 mg·L-1NAA（韋金洋 等，2005）。初代培養(yǎng)出芽率均在90 %以上（中國園藝學會，2001；Ravindren& Nirmal Babu，2005；韋金洋 等，2005）。

1.2 花芽培養(yǎng)

花的分生組織在不同發(fā)育階段經(jīng)合適的培養(yǎng)基培養(yǎng)，可發(fā)育成營養(yǎng)芽、花和種子。用花芽作為外植體進行初代培養(yǎng)與用營養(yǎng)芽作為外植體相比，同等處理條件下污染率相對較低。Nirmal Babu等（1992）將芽齡7 d的姜幼嫩花芽，在MS+10.0 mg·L-1BAP+0.2 mg·L-12,4-D的培養(yǎng)基上培養(yǎng)60～90 d，70 %的外植體形成了營養(yǎng)芽，花芽包葉中的每個腋芽一般發(fā)育成1株小苗，偶爾發(fā)育成2株，其中約26 %的外植體經(jīng)誘導形成了5～25個叢生芽，繼續(xù)培養(yǎng)49～50 d，這些叢生芽都發(fā)育成完整小苗；約20 %的外植體因花芽原基已經(jīng)完成分化，經(jīng)培養(yǎng)直接發(fā)育成花，并能正常開花，完成離體授粉后子房發(fā)育成3室果實，種子均能萌發(fā)并發(fā)育成植株，經(jīng)培養(yǎng)42 d，能看到從子房中新培養(yǎng)出的單株小苗，這些小苗能夠形成根系，隨后形成許多分蘗。Vaslala等（1997）在離體條件下亦成功培育出姜的果實。

花芽培養(yǎng)為獲得用于冷凍保存的花粉和用于離體授粉的無菌花粉提供了良好途徑。離體誘導培養(yǎng)獲得種子，打破了姜自交和雜交不育的難題，為姜進行有性繁殖和靠種子育種開辟了新的途徑，為姜的品種改良帶來了全新的方法（Ravindren & Nirmal Babu，2005）。

1.3 花藥培養(yǎng)

花藥培養(yǎng)是獲得單倍體和二倍體植株的有效方法。Ramachandran和Nair（1992）將姜離體花藥在含有2,4-D和椰子汁的MS培養(yǎng)基上培養(yǎng)，獲得了愈傷組織、根和類似根狀莖的結構。

Samsudeen等（2000）將含有單核花粉母細胞和花粉的花藥在0 ℃下分別處理1、2、7 d后，接種在含0.2～0.3 mg·L-12,4-D的改良MS培養(yǎng)基上培養(yǎng)，結果表明經(jīng)過處理的這些花藥在固體培養(yǎng)基和液體培養(yǎng)基上培養(yǎng)約40 d，都能形成易碎的愈傷組織，固體培養(yǎng)基比液體培養(yǎng)基更適合姜花藥的培養(yǎng)。研究同時發(fā)現(xiàn)，3.0 mg·L-12,4-D既適于愈傷組織的誘導，又適于愈傷組織的增殖。

另有研究證明，用MS+0～10.0 mg·L-1BAP+0～0.2 mg·L-12,4-D的培養(yǎng)基培養(yǎng)姜花粉亦能獲得愈傷組織，培養(yǎng)基MS+10.0 mg·L-1BAP+0.2 mg·L-12,4-D最適于器官形成和植株再生，70 %的培養(yǎng)物顯示出了形態(tài)建成反應，每塊愈傷組織能生成1～20個芽，平均12.6個芽，這些芽在 MS+1.0 mg·L-1NAA培養(yǎng)基上擴繁和生根，經(jīng)煉苗、移栽后，可進行單倍體和二倍體的篩選（Samsudeen et al.，2000）。

1.4 細胞懸浮培養(yǎng)

在特殊的離體培養(yǎng)條件下，特殊發(fā)育階段的特殊部位的植物細胞能積累次生代謝物質(zhì)，因此，可利用細胞培養(yǎng)來代替整個植株種植進行高價值代謝物質(zhì)和生物活性物質(zhì)的生產(chǎn)（Yeoman，1987）。Sakamura和Suga（1989）報道了在姜細胞培養(yǎng)過程中有揮發(fā)性物質(zhì)的生成。Ilahi和Jabeen（1992）也報道了姜愈傷組織培養(yǎng)中生物堿的生物合成的初步研究，培養(yǎng)的細胞轉移到新鮮的培養(yǎng)基（MS+1.0 mg·L-12,4-D）上能繼續(xù)生長和繁殖，每7 d轉接1次，可存活2 a以上，在繼代培養(yǎng)過程中，部分細胞異化為產(chǎn)油細胞。關于這方面的研究剛起步，產(chǎn)油細胞的數(shù)量對工業(yè)化開發(fā)需求來說是非常少的，因此在姜細胞離體培養(yǎng)用于香料物質(zhì)的工業(yè)化開發(fā)之前，還需要開展大量的研究工作。

1.5 原生質(zhì)體的分離與培養(yǎng)

原生質(zhì)體的分離、培養(yǎng)和融合是進行植物改良的重要方法。Geetha等（2000）將離體的姜幼小葉片置于0.5 %離析酶R10、3 %半纖維素酶和5 %纖維素酶Onozuka R10的混合酶液中，15 ℃下培養(yǎng)10 h，30 ℃下培養(yǎng)6 h后，機械浸離發(fā)生質(zhì)壁分離的葉片組織，成功分離出原生質(zhì)體。此方法下原生質(zhì)體產(chǎn)量達2.5×105個·g-1，原生質(zhì)體呈球形，55 %具有活力，內(nèi)部充滿了葉綠體顆粒。用細胞懸浮培養(yǎng)的愈傷組織分離原生質(zhì)體，要求混合酶液的濃度稍有不同，將愈傷組織置于1 %離析酶R10、3 %半纖維素酶和6 %纖維素酶Onozuka R10的混合酶液中，15 ℃下培養(yǎng)10 h，30 ℃下培養(yǎng)8 h，也能夠分離出原生質(zhì)體，每克愈傷組織能產(chǎn)生原生質(zhì)體1×105個，原生質(zhì)體呈球形，72 %具有活力，內(nèi)部沒有或含少量葉綠體顆粒。葉片組織產(chǎn)生的原生質(zhì)體是異質(zhì)的，含有不同大小的原生質(zhì)體（0.15～0.21 mm），而由細胞懸浮培養(yǎng)產(chǎn)生的原生質(zhì)體大都大小統(tǒng)一（0.39 mm）。原生質(zhì)體培養(yǎng)20 d后，滴于MS+0.5 mg·L-1NAA+0.5 mg·L-1BAP+0.5 mg·L-12,4- D+3 %蔗糖+7 %甘露醇的液體培養(yǎng)基中，2～3 d原生質(zhì)體開始再生細胞壁，7 d后細胞內(nèi)含物變濃，每7 d添加1次新鮮培養(yǎng)基，20～30 d細胞開始再生。原生質(zhì)體置于液體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)20 d的結果相同。原生質(zhì)體再生的細胞，在MS+1.0 mg·L-1NAA+1.0 mg·L-1BAP的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，2～3 d細胞開始分裂，50～70 d形成微愈傷組織。

2 姜植株再生

2.1 愈傷組織的誘導

愈傷組織的誘導需要適宜的生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，其中，以2,4-D最為重要。Nirmal Babu等（1997）利用姜的營養(yǎng)芽、幼葉、子房和花藥組織，在添加不同濃度NAA和2,4-D的MS培養(yǎng)基上，成功誘導培養(yǎng)出愈傷組織，并探明姜所有外植體在2,4-D濃度為0.5～5.0 mg·L-1的范圍內(nèi)對誘導愈傷組織非常有效，最佳濃度為3.0 mg·L-1；NAA在3～5 mg·L-1濃度下也能誘導出少量的愈傷組織。

郭英華（2005）報道，適于胚性愈傷誘導及擴增的最佳培養(yǎng)基為MS+1.0 mg·L-12,4-D+0.2 mg·L-1KT+3.0 %蔗糖+0.7 %瓊脂。適于姜莖尖愈傷組織誘導培養(yǎng)的培養(yǎng)基有：改良MS+2.0 mg·L-12,4-D+1.0 mg·L-1KT（宣樸 等，2004；戴水蓮 等，2008）；MS+1.5 mg·L-1BAP+0.1 mg·L-1NAA（林碧英 等，2002）；MS+0.2 mg·L-12,4-D+1.0 mg·L-1BAP（薛寒青，2007）；MS+1.0 mg·L-1BAP+1.0 mg·L-1IAA（陳娟 等，2007）等。

不同的外植體形成愈傷組織的能力不同，最佳外植體為營養(yǎng)芽，其次是花藥，葉片形成愈傷組織的能力最差。姜的愈傷組織疏松、易碎、淡黃色。在繼代培養(yǎng)中，愈傷組織會形成一些排列緊密的胚狀隆起（擬分生組織），以及大量的疏松細胞（Nirmal Babu et al.，1997）。愈傷組織能進行切割，在相同的培養(yǎng)基上每30 d繼代培養(yǎng)1次，可以保存和擴繁增殖（Schenk & Hildebrandt，1972；Pillai & Kumar，1982；Ilahi & Jabeen，1992；Kacker et al.，1993；Nirmal Babu et al.，1997；Ravindren & Nirmal Babu，2005）。

2.2 植株再生

2.2.1 植株再生的培養(yǎng)基配方 由營養(yǎng)芽、幼葉、子房和花藥等外植體培養(yǎng)60 d左右的愈傷組織，轉接到不同濃度 2,4-D和另加 KT或 BAP的 MS培養(yǎng)基上，可完成形態(tài)建成和植株再生（Ravindren & Nirmal Babu，2005）。新鮮的姜愈傷組織，轉接到不含生長調(diào)節(jié)物質(zhì)的MS基本培養(yǎng)基上只能生根。當KT和BAP單獨使用時，即使繼代培養(yǎng)4～5代也不會發(fā)生器官分化，但添加5.0～10.0 mg·L-1KT和BAP，同時使用0.2 mg·L-12,4-D時，會誘導器官分化和胚狀體形成，繼而發(fā)育成小苗。MS+10.0 mg·L-1BAP+0.2 mg·L-12,4-D的培養(yǎng)基具有最佳的形態(tài)建成反應（Ravindren & Nirmal Babu，2005）。改良MS+2.0 mg·L-1BAP+0.5 mg·L-1NAA亦能較好的誘導莖尖愈傷組織的芽分化（戴水蓮 等，2008）。營養(yǎng)芽形成的愈傷組織，用BAP比用KT誘導分化的小苗數(shù)量多，用BAP能形成28～60株苗，而用KT只誘導分化出8～26株苗。在形態(tài)建成后的繼代培養(yǎng)中，除去生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，芽的形成率和小苗形成率都有顯著增加（Ravindren & Nirmal Babu，2005）。

培養(yǎng)基MS+10.0 mg·L-1BAP+0.2 mg·L-12,4-D最適于姜葉片愈傷組織的芽誘導培養(yǎng)，含BAP的培養(yǎng)基，每塊愈傷組織誘導成芽的數(shù)量高達15～35個。芽的形態(tài)建成后，轉接到不含生長調(diào)節(jié)物質(zhì)的MS培養(yǎng)基上，植株再生數(shù)量能夠增加到30～60株。葉片愈傷組織從分化到形成完整的小苗需要180～240 d，而營養(yǎng)芽愈傷組織只需要150～210 d（Ravindren & Nirmal Babu，2005）。

子房愈傷組織在MS+5.0～10.0 mg·L-1BAP或KT+0.1～0.2 mg·L-12,4-D培養(yǎng)基上，繼代培養(yǎng)4～5代后，有67 %～80 %的培養(yǎng)物形成白色、球狀、心形的胚狀體結構，約有22 %的培養(yǎng)物同時觀察到了器官分化和胚狀體形成。如果在同種培養(yǎng)基上繼代培養(yǎng)，這一過程可以持續(xù)發(fā)生。把胚性愈傷組織分割，用不含生長調(diào)節(jié)物質(zhì)的培養(yǎng)基進行繼代培養(yǎng)，愈傷組織逐漸變?yōu)榫G色，形態(tài)建成率顯著增高。形成的胚狀體隨后轉接到不含生長調(diào)節(jié)物質(zhì)的新鮮MS培養(yǎng)基上，都能發(fā)育成完整的植株。研究證明，生長調(diào)節(jié)劑只有誘導形態(tài)建成時才是必需的，愈傷組織一旦轉入形態(tài)建成階段，它將保持長期的形態(tài)建成能力，這些培養(yǎng)物即使在相同的培養(yǎng)基上重復繼代培養(yǎng)兩年后，仍保持著較強的形態(tài)建成和生成小苗的能力（Nirmal Babu et al.，1997；Ravindren & Nirmal Babu，2005）。胚狀體的形成既有緊密排列的也有疏松排列的，體細胞胚狀體是進行離體誘變、離體染色體加倍、離體抗逆篩選、DNA直接轉移和基因轉化等處理的理想靶體（Ravindren &Nirmal Babu，2005）。

理想的生根培養(yǎng)基為改良MS+1.0 mg·L-1NAA，由愈傷組織培養(yǎng)出的芽轉接到上述生根培養(yǎng)基上，35 d內(nèi)能形成很多根系，用液體培養(yǎng)基替代固體培養(yǎng)基根系生長得會更好（Ilahi & Jabeen，1987；Malamug et al.，1991；Kacker et al.，1993；Ravindren & Nirmal Babu，2005）。

2.2.2 外植體對植株再生的影響 研究表明，愈傷組織的誘導及其形態(tài)建成能力和形態(tài)建成方式因外植體不同而不同?；ㄋ幱鷤M織轉入形態(tài)建成的速度最快，其次是子房、營養(yǎng)芽、離體葉片。葉片和花藥愈傷組織通過器官發(fā)生途徑完成植株再生，而營養(yǎng)芽和子房愈傷組織能通過器官發(fā)生和胚狀體發(fā)生兩種途徑完成植株再生。形態(tài)建成所需要的時間和植株再生能力也因外植體不同而不同，子房離體組織最快，需要120 d，葉片離體組織最慢，需要162 d。子房的植株再生效率最高，其次是營養(yǎng)芽、葉片和花藥（Ravindren & Nirmal Babu，2005）。

3 姜微繁

許多研究報道，利用姜芽尖和根尖分生組織可以進行微繁，常用的培養(yǎng)基為添加不同濃度、不同比例的IAA、IBA、NAA、2,4-D、KT和BAP的MS培養(yǎng)基，只有Pillai和Kumar使用了SH培養(yǎng)基。

研究表明，不同比例的BAP和NAA組合最適于姜芽的增殖。Nirmal Babu等（1997）利用營養(yǎng)芽、幼嫩花芽、葉片、子房和花藥等不同組織作為外植體，用添加BAP或KT和NAA或2,4-D的MS培養(yǎng)基進行了試驗。結果表明：MS+0～4.0 mg·L-1NAA+0～4.0 mg·L-1BAP能促進芽和根的誘導，低濃度NAA（1.0 mg·L-1）適于根的誘導和芽的增殖，添加4.0 mg·L-1BAP能促進叢生芽的生成，但抑制根的生成。單獨使用高濃度NAA（2.0～4.0 mg·L-1）抑制芽的生長和根的生成，而單獨使用高濃度BAP（4.0 mg·L-1）只能誘導形成叢生芽，很少形成根。黃菊輝（1995）報道，姜莖尖在含2.0 mg·L-1BAP和0.6 mg·L-1NAA的MS培養(yǎng)基上可直接形成帶根幼苗。葉鞘切段在含1.0 mg·L-1BAP和0.6 mg·L-1NAA的MS4培養(yǎng)基上亦可直接分化不定芽和不定根。雷開榮（2006）報道，在培養(yǎng)基MS+2.0～3.0 mg·L-1BAP+0.5～1.0 mg·L-1NAA上，可以實現(xiàn)姜增殖與生根同步進行，以MS+3.0 mg·L-1BAP+1.0 mg·L-1NAA為最佳繼代培養(yǎng)基，繼代繁殖周期為25～30 d，繁殖系數(shù)在7以上，生根誘導率達100 %。鄭永強（2004b）報道，使用KT與NAA搭配時繁殖效率明顯高于BAP與NAA搭配，且當2.65 mg·L-1KT與0.43 mg·L-1NAA搭配時繁殖系數(shù)最大，為6.4。適于叢生芽快速繁殖的培養(yǎng)基還有：MS+2.0 mg·L-1BAP+0.1 mg·L-1NAA（葛勝娟，2007）；MS+2.0 mg·L-1BAP+0.1 mg·L-1NAA+1.0 mg·L-1KT（林碧英 等，2002；曾楊 等，2006）；MS+0.2 mg·L-1NAA+2.0 mg·L-1BAP（中國園藝學會，2001）等。

在同種培養(yǎng)基上同時誘導生根和芽分化，能顯著節(jié)約姜的繁殖時間，利用姜不同的外植體進行初代培養(yǎng)大約需要60 d才能發(fā)育成小苗。利用試管苗叢生芽進行繼代培養(yǎng)時，繁殖系數(shù)大幅度提高，小苗發(fā)育形成的時間每代大約需要45 d。

4 姜試管苗的煉苗與移栽

由于試管苗比較嬌嫩，所以姜試管苗需要經(jīng)過一個逐步的馴化適應過程才能在自然條件下存活，姜科植物靠根莖進行無性繁殖的遺傳特性決定了姜試管苗比較容易馴化和適應田間環(huán)境（Vincent et al.，1992；Hosoki & Sagawa，1997）。研究證明，直接培養(yǎng)的試管苗煉苗需要22 d，愈傷組織再生植株煉苗需要30 d，煉苗時的植株大小與成活率呈正相關，大苗煉苗后比小苗更容易成活。通常情況下，由營養(yǎng)芽直接增殖形成的小苗比通過愈傷組織再生形成的小苗較大，成活率較高（Ravindren & Nirmal Babu，2005）。另據(jù)陳傳紅等（2006a）報道，在興國九山姜試管苗擴繁培養(yǎng)基中，添加1.5 mg·L-1多效唑可使試管苗增殖與壯苗同步進行，大大提高移栽成活率。

移栽的適宜基質(zhì)有表土（潘學峰 等，1999）、等體積腐殖質(zhì)土與菜園土的混合基質(zhì)（林碧英等，2002）、等體積菜園土與河沙的混合基質(zhì)（雷開榮，2006）等，它們都具有很高的移栽成活率。Nirmal Babu等（1997）報道，姜微繁試管苗以及愈傷組織再生植株經(jīng)煉苗后，移栽于等體積蛭石、沙子和田園土混合的疏松基質(zhì)中，子房愈傷組織的再生植株移栽成活率最低（57 %），營養(yǎng)芽直接增殖形成的試管苗成活率最高（85 %）。

試管苗移栽后，大多數(shù)植株生長形態(tài)相似，個別植株葉片易產(chǎn)生黃白色小斑和波狀邊緣。姜試管苗第1季收獲的根莖很?。?.7～3.3 g），收獲后若不仔細保存，會很快失水干縮。第2季收獲的根莖稍大，第3季能長成與母體同樣大小的根莖。因此，姜試管苗不能直接用于商業(yè)栽培，在商業(yè)應用前至少需要2～3季的保育栽培（Nirmal Babu et al.，1997，1998，2000）。

5 姜微型根莖的離體誘導

許多研究報道了姜根莖的離體誘導培養(yǎng)（Sakamura et al.，1986；Sharma & Singh，1995；Nirmal Babu et al.，1997）。Geetha（2002）試驗了不同濃度、不同蔗糖和甘露醇制品對姜微型根莖誘導的影響。在含1 %或1.5 %的蔗糖和甘露醇的培養(yǎng)基上，240 d可形成微型根莖，形成率達50 %～60 %。當蔗糖含量增至9 %、10 %、12 %時，80 %～100 %的培養(yǎng)物形成了微型根莖，并且根莖較大，培養(yǎng)30～180 d，鮮質(zhì)量達3～15 g，而其他蔗糖與甘露醇的組合未產(chǎn)生微型根莖；Shamrma和Singh（1995）報道，在含75 g·L-1蔗糖的MS培養(yǎng)基上培養(yǎng)的微型根莖具有4～5個芽，質(zhì)量73～459 mg·個-1；Bhat等（1994）在9 %～12 %蔗糖的培養(yǎng)基上，離體培養(yǎng)獲得了姜根莖。鄭永強等（2004b）系統(tǒng)研究了蔗糖濃度、外源激素（KT、GA、NAA）、生長抑制劑（B9）、礦質(zhì)元素及光照時間等對姜試管苗根莖誘導的影響，結果表明 80～110 g·L-1蔗糖是姜試管苗根莖發(fā)育的必要條件，外源激素以 GA對姜試管苗根莖的膨大作用最大，顯著高于 KT和 NAA。陳傳紅等（2006b）研究表明，誘導離體微型根莖的最佳培養(yǎng)基為：MS+0.2 mg·L-1BAP+0.5 mg·L-1NAA+2.5 mg·L-1Ca3（PO4）2+2.5 mg·L-1PAC+8.0 %蔗糖；延長光照時間有利于微型根莖的膨大。

微型根莖除了個體較小外，其外部形態(tài)與普通根莖相同，有2～4節(jié)、1～6個芽，具有姜的濃郁香味和發(fā)育良好的油細胞、纖維、淀粉粒和姜黃素細胞。質(zhì)量分析表明，姜微型根莖與普通根莖含有相同的組分，但是組分含量不同。培養(yǎng)基的成分影響著姜油樹脂的組分（Sakamura et al.，1986）。

微型根莖可不經(jīng)過煉苗直接栽植于田間。室溫下，微型根莖在濕潤的沙子中貯藏2個月后直接栽植于田間，成活率達80 %。但在栽植后20 d內(nèi)，一定要注意保持土壤潮濕。2～15 g的微型根莖種植后，產(chǎn)出的根莖鮮質(zhì)量達100～800 g·株-1，平均產(chǎn)量3.5 kg·m-2，而種植普通姜種的產(chǎn)量為5.0 kg·m-2；20～30 g的微型根莖種植后，產(chǎn)出的根莖鮮質(zhì)量為400～1 100 g·株-1。同普通姜種繁殖相比，利用微型根莖作姜種的單產(chǎn)較低，但是用種量較少，而且種子無病，因此，微型根莖是栽培用種的理想首選。微型根莖形成的植株，在田間初期生長較慢，但后期生長速度同普通姜種植株一樣，微型根莖形成的植株比試管苗植株和普通姜種植株具有較多的的分枝數(shù)。田間試驗表明，微型根莖比試管苗更穩(wěn)定（Nirmal Babu et al.，2003）。

6 存在的問題

姜因缺乏種子，只有靠無性選擇和誘變技術來開展育種工作，但無性選擇和誘變技術又具有局限性和不穩(wěn)定性。組織培養(yǎng)、體細胞突變、離體突變與篩選等生物技術，為開展姜的育種工作開辟了新途徑，但是其中仍有許多難題需要我們解決。首先，對有價值的品種還沒有建成系統(tǒng)的安全的離體再生體系，許多技術參數(shù)不夠細化和系統(tǒng)，缺乏可參考利用的成熟參數(shù)。姜組織培養(yǎng)工作各環(huán)節(jié)的成活系數(shù)還較低；姜離體繁殖體系建構周期還較長；離體生物技術育種工作才剛剛起步等；這些問題直接阻礙了利用離體培養(yǎng)技術來代替?zhèn)鹘y(tǒng)育種技術的發(fā)展進程。但是，隨著姜產(chǎn)業(yè)的全面發(fā)展，姜組織培養(yǎng)技術的深入研究，對于姜的良種培育和推廣應用將具有十分重要的價值。

陳傳紅，余志堅，李榮同，包水明．2006a．多效唑在生姜組織培養(yǎng)中的應用研究．長江蔬菜，（1）：43-44.

陳傳紅，金衛(wèi)根，楊柏云，李榮同．2006b．蔗糖和多效唑?qū)υ嚬苌纬傻挠绊懀疅釒啛釒е参飳W報，（2）：146-150.

陳娟，潘開文，畢世榮，辜彬，王進闖，劉曉蕊．2007．生姜莖尖組織培養(yǎng)和污染率控制的研究．長江蔬菜，（1）：38-40.

戴水蓮，謝紹輝，李濤．2008．生姜芽的組培快繁．安徽農(nóng)業(yè)科學，36（28）：12112-12113.

郭英華．2005．生姜原生質(zhì)體培養(yǎng)與體細胞變異〔博士論文〕．北京：中國農(nóng)業(yè)大學.

葛勝娟．2007．生姜組培苗的培育及其生產(chǎn)應用．中國農(nóng)學通報，23（5）：75-78.

黃菊輝．1995．生姜種質(zhì)資源的離體繁殖和保存．中國農(nóng)業(yè)科學，28（2）：23-30.

雷開榮．2006．生姜組織培養(yǎng)中增殖與生根同步培養(yǎng)技術研究．中國種業(yè)，（5）：33-34.

林碧英，魏鄭珍，陳燕華．2002．生姜莖尖組織培養(yǎng)和快速繁殖研究．亞熱帶植物科學，（4）：13-16.

潘學峰，李紹良，符明．1999．生姜莖尖離體培養(yǎng)的研究．海南大學學報：自然科學版，17（1）：59-63.

韋金洋，韋鵬霄，楊苛，李曉璐，岑秀芬．2005．生姜莖尖的消毒滅菌和芽誘導的研究．廣西園藝，（6）：5-8.

宣樸，郭元林，岳春芳，尹春蓉．2004．生姜莖尖組培快繁技術研究．西南農(nóng)業(yè)學報，（4）：484-486.

薛寒青．2007．生姜芽尖組織培養(yǎng)技術的研究．安徽農(nóng)業(yè)科學，35（34）：11037-11038.

曾楊，高山林，王蔚，謝燕，劉蓁．2006．脫病毒生姜同源四倍體的誘導和鑒定．藥物生物技術，（5）：338-342.

鄭永強，劉艷梅，徐坤．2004a．蔗糖濃度對生姜試管苗生長及內(nèi)源激素變化的影響．中國蔬菜，（2）：20-22.

鄭永強．2004b．生姜試管苗根狀莖誘導及根狀莖形成機理研究〔碩士論文〕．泰安：山東農(nóng)業(yè)大學.

中國園藝學會．2001．植物組織培養(yǎng)與脫毒快繁技術：全國植物組培、脫毒快繁及工廠化生產(chǎn)技術學術研討會論文集．北京：中國科學技術出版社.

Nirmal Badu K，Samsundeen K，Ravindran P N．1992．Direct regeneration of plantlets form immature inflorescence of ginger（Zingiber officinaleRosc.）by tissue culture．J Spices Aromatic Crops，1（1）：43-48.

Nirmal Badu K，Ravindran P N，Peter K V．1997．Protocols for micropropagation of spices and aromatic crops．India：Indian Institute of Spices Research.

Nirmal Badu K，Minoo D，Geetha S P，Samsudeen K，Rema J，Ravindran P N，Peter K V．1998．Plant biotechnology—its role in improvement of spices．Indian J Agril Sciences，68：533-547.

Nirmal Badu K，Ravindran P N，Peter K V．2000．Biotechnology of species//Chadhadha K L，Ravindran P N，Sahijram L．Biotechnology of horticulture and plantation crops．New Delhi：Malhotra Publishing House：487-527.

Nirmal Badu K，Ravindran P N，Sasikumar B．2003．Field evaluation of tissue cultured plants of spices and assessment of their genetic stability using molecular markers．India：Department of Biotechnology Project Report，Indian Institute of Spices Research：94.

Bhat S R，Chandel K P S，Kacker A．1994．In vitroinduction of rhizomes in ginger（Zingiber officinalRosc.）．Ind J Exp Bot，32：340-344.

Geetha S P，Nirmal Badu K，Rema J，Samsudeen K，Ravindran P N，Peter K V．2000．Isolation of protoplasts form cardamom（Elettaria cardamomumMaton.）and ginger（Zingiber officinaleRosc.）．J Spices Aromatic Crops，9（1）：23-30.

Geetha S P．2002．In vitrotechnology for genetic conservation of some genera of Zingiberanceae．India：Univeristy of Calicut.

Hosoki T，Sagawa Y．1997．Clonal propagation of ginger（Zingiber officinaleRosc.）through tissue culture．HortScience，12（6）：451-452.

Ilahi I，Jabeen M．1987．Micropropagation ofZingiber officinaleRosc．Pak J Bot，19（1）：61-65.

Ilahi I，Jabeen M．1992．Tissue culture studies for micropropagation and extraction of essential oils formZingiber officinaleRosc．Pak J Bot，24（1）：54-59.

Kacker A，Bhat S R，Chandel K P S，Malik S K．1993．Plant regeneration via somatic embryogenesis in ginger．Plant Cell Tiss and Org Cult，33（3）：289-292.

Malamug J J F，Inden H，Asahira T．1991．Plant regeneration and propagation form ginger callus．SciHort，48（1-2）：89-99.

Pillai S K，Kumar N B．1982．Clonal multiplication of gingerin vitro．Indian J of Agric Sci，52（6）：397-399.

Ramachandran K，Nair C P N．1992．In vitroformation of roots and rhizomes form anther explants of ginger．J Spices Aromatic Crops，1（1）：72-74.

Ravindren P N，Nirmal Badu K．2005．Ginger：the genusZingiber．New York：CRC Press：181-202.

Sakamura F，Ogihara K，Suga T，Taniguchi K，Tanaka R．1986．Volatile constituents ofZingiber officinalerhizome produced byin vitroshoot tip culture．Phytochemistry，25（6）：1333-1335.

Sakamura F，Suga T．1989．Zingiber officinalRoscoe（ginger）：In vitropropagation and the production of volatitle constituents//Bajaj Y P S．Biotechnology in agriculture and forestry．Vol_medicinal and aromatic plantsⅡ．Springer-Verlag，Berlin：524-538.

Samsudeen K，Nirmal Badu K，Divakaran M，Ravindran P V．2000．Plant regeneration form anther derived callus cultures of ginger（Zingiber officinaleRosc.）．J Hort Sci and Biotechno，l75（4）：447-450.

Schenk R U，Hildebrandt A C．1972．Medium and techniques for induction and growth of monocotyledonous and dicotyledonous plant cell cultures．Can J Bot，50：199-204.

Sharma T R，Singh B M．1995．In vitromicrorhizome production inZingiber officinaleRosc．Plant Cell Rep，15：274-277.

Valsalap A，Sreekandannir G，Nazeemp A．1997．In vitroseed set and seed development in ginger，Zingiber officinaleRosc.//Edison S，Ramana K V，Sasikumar B，Nirmal Badu K，Santhosh J E．Biotechnology of spices，medicinal and aromatic plants．India：Indian Society for Spices：106-108.

Vincent K A，Mary M，Molly H．1992．Micropropagation ofKaempferia galangaL.：a medicinal plant．Plant Cell Tiss Org Cult，28：229-230.

Yeoman M M．1987．Bypassing the plant．Ann Bot，60：175-188.

Research Progress on Tissue Culture of Ginger（Zingiber officinaleRosc.）

LIU Zhen-wei, LI Qing-zhi, SHI Xiu-juan
（Laiwu Institute of Agricultural Sciences, Laiwu 271100, Shandong, China）

This paper expounds the internal and external research progress made in ginger（Zingiber officinaleRosc.）tissue culture, including culture of its organ, cell, protoplast and the plant regeneration. The paper also analyzes key issues existing in ginger tissue culture.

Ginger; Tissue culture; Research progress; Review

S632.5

A

1000-6346（2010）10-0009-07

2009-10-23；接受日期：2010-03-05

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項經(jīng)費資助（200903018-3）

劉振偉，男，高級農(nóng)藝師，專業(yè)方向：生姜育種與栽培，E-mail：lwlzw@sina.com