李昌禹，艾軍

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所，長春 130112)

五味子[Schisandrachinensis(Turcz.) Baill] 為木蘭科五味子屬落葉木質(zhì)藤本植物，我國東北大宗地道藥用植物，是我國的名貴中藥材，也是一種新興果樹，別名山花椒、烏梅子。主要分布于我國黑龍江省、吉林省、遼寧省、內(nèi)蒙古自治區(qū)和河北省等省區(qū)，此外，在朝鮮半島、俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)及日本亦有分布。五味子的果實干品，商品習(xí)稱“北五味子”，有斂肺、滋腎、生津、收汗、澀精功效。五味子除藥用外，還可用于生產(chǎn)果酒、果醬、果汁飲料和保健品等，具有廣闊的開發(fā)利用前景。由于國內(nèi)、外市場對五味子的需求量不斷增加，利用野生資源已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場的需求。作為一種新興果樹，自20世紀(jì)70年代，我國就開始進(jìn)行野生栽培馴化研究與生產(chǎn)實踐推廣，并取得較大進(jìn)展[1]。五味子經(jīng)過20余年的篩選，目前，已選育出“紅珍珠”和“嫣紅”等優(yōu)良豐產(chǎn)品種，主要采用扦插、壓條、分株及橫走莖等常規(guī)無性方法繁殖，但扦插繁殖效率低，不能適應(yīng)生產(chǎn)需要。近年來，關(guān)于五味子組織培養(yǎng)研究的中文報道已有20余篇[2～24]，為五味子優(yōu)良品種快速繁育和開發(fā)利用提供了有益的技術(shù)資料，下面將這些成果進(jìn)行匯總與分析。

1 莖段培養(yǎng)

莖段培養(yǎng)主要是以莖段為外植體進(jìn)行無性系培養(yǎng)，通過叢生芽的誘導(dǎo)，快速繁育，是經(jīng)常采用的一種方式。根據(jù)采芽時期的不同，又分為春芽培養(yǎng)與冬芽培養(yǎng)。一般來講，用冬芽水插條或者春芽萌發(fā)新稍較易成功。在五味子莖段培養(yǎng)中，也有直接利用冬芽剝?nèi)[片進(jìn)行接種且效果較好的報道。五味子的采樣部位、地域、時期、誘導(dǎo)結(jié)果及培養(yǎng)體系等的總結(jié)見表1。

1.1 春芽培養(yǎng)

一些學(xué)者采用春芽萌條(嫩莖段)作為外植體進(jìn)行五味子的組織培養(yǎng)研究，獲得了芽叢及生根的組織培養(yǎng)苗?；九囵B(yǎng)基多采用MS或者改良MS、B5或者改良B5，附加植物激素為BA(6-Benzylaminopurine，6-BA，6-芐氨基腺嘌呤)與NAA(1-naphthlcetic acid，α-萘乙酸)及IAA(indole-3-acetic acid，3-吲哚乙酸)，有一些學(xué)者還加入了KT(Kinetin，6-Furfurylamino-purine，6-糖基氨基嘌呤或N6-呋喃甲基腺嘌呤，激動素)或者ZT(trans-6-(4-Hydroxy-3-methylbut-2-enylamino)purine，Zeatin，6-反式-4-羥基-3-甲基-丁-2-烯基氨基嘌呤)，還有學(xué)者以BA與IBA(3-indolebutyric acid，3-吲哚基丁酸)進(jìn)行誘導(dǎo)芽的生成。芽誘導(dǎo)有幾個不同的途徑：一是經(jīng)由愈傷組織再生成苗途徑[4，12]；二是不定芽成苗途徑[2，3，6，14，20，24]。

1.2 冬芽培養(yǎng)

五味子的冬芽飽滿成熟度高，越冬一段時間后，冬芽上的菌與春芽相比較少，所以，以五味子的冬芽作為外植體進(jìn)行組織培養(yǎng)能獲得滿意的芽叢。牛遇達(dá)(2007)、李千等(2014)以冬芽為外植體進(jìn)行了培養(yǎng)研究，獲得了愈傷組織及體細(xì)胞胚，并成功進(jìn)行了苗木再生繁育[7，9]；顧地周等[5]以冬芽水插條的萌發(fā)新稍為外植體，芽苗誘導(dǎo)率為92%；李興亮[21]以五味子冬芽水插新稍進(jìn)行誘導(dǎo)叢生芽，叢生芽健壯，成活率高。

表1五味子莖段組織培養(yǎng)

Table 1 Stem tissue culture of Schisandra chinensis(Turcz.) Baill

續(xù)表1

外植體類型Explant來 源Region培養(yǎng)基Culturemedium激素(mg/L)Phytohormone誘導(dǎo)結(jié)果Inducingresult參考文獻(xiàn)Referencea(組織培養(yǎng)苗)a(Tissuecultureplant)吉林省吉林市Jilin,JilinMS6-BA0.1+NAA0.01;6-BA0.1+NAA0.02芽分化,快速繁育Buddifferentiation,rapidgeneration18,張正海等,201218,Zhangzhenghaietc,2012a(組織培養(yǎng)苗)a(Tissuecultureplant)吉林省吉林市Jilin,Jilin1/2MSIAA1.0+activated-charcoal300生根成苗,快速繁育Plantroot,rapidgeneration19,包巖,201319,Baoyan,2013a黑龍江省林區(qū)HeilongjiangMS6-BA2.0+ZT0.1;6-BA2.0+NAA0.2+ZT0.1;NAA0.2芽分化,快速繁育Buddifferentiation,rapidgeneration20,陳雅君等,199920,Chenyajunetc,1999c吉林省長白山地區(qū)ChangbaishanmountainMS6-BA1.5+IBA0.2芽分化,快速繁育Buddifferentiation,rapidgeneration21,李興亮,200821,Lixingetc,2008a,d,f,h吉林省長春市Changchun,JilinMSGA0.1+sugar20g/L;2,4-D2愈傷,快速繁育Callus,rapidgeneration22,張華等,201322,Zhanghuaetc,2013a黑龍江省HeilongjiangMS,1/2MS,(vitamindouble)BA4+IBA0.2+LH1000;BA4+IBA0.6+LH1000;1/2MS(altered)+IBA2芽分化,快速繁育Buddifferentiation,rapidgeneration24,周鑫,200124,Zhouxinetc,2001a黑龍江省尚志市Shangzhi,HeilongjiangB5(altered)6-BA2.5+NAA0.1芽分化,快速繁育Buddifferentiation,rapidgeneration12,張曉薇等,200912,Zhangxiaoweietc,2009b遼寧省LiaoningMSNAA0.5-1+KT0.5-1愈傷,成芽,快速繁育Callus,bud,rapidgeneration4,趙國凡,19854,Zhaoguofan,1985

注：外植體a.嫩莖段(帶腋芽)；b.嫩莖段(摘除腋芽)；c.腋芽萌稍(水插枝)；d.子葉和下胚軸(種子萌發(fā))；e.冬芽；f.葉；g.葉柄；h.種子；i.果柄。下表同。

Note:Explant a.stem(with axillary bud);b.stem(without axillary bud);c.sprouting tip of axillary bud in water;d.Cotyledon and hypocotyl(seed germination);e.winter bud;f.leave;h.seed;i.carpopodium.(the note of table 2 and 3 are the same)

2 無性胚培養(yǎng)

無性胚培養(yǎng)是在愈傷組織誘導(dǎo)基礎(chǔ)上進(jìn)行分化、再生形成胚狀體，并在無激素培養(yǎng)基上再生成苗的技術(shù)。此方法能大量均一地產(chǎn)生無性后代，但培養(yǎng)難度較高。牛遇達(dá)[7](2007)以五味子種子子葉及下胚軸進(jìn)行胚性愈傷組織誘導(dǎo)，并建立了體細(xì)胞胚快速繁育技術(shù)。李千等[9](2014)以冬芽誘導(dǎo)愈傷組織分化出胚狀體用于快速繁育，建立了胚狀體快速繁育途徑。表2列出了所用培養(yǎng)基。

表2五味子無性胚培養(yǎng)

Table 2 Asexual embryo culture of Schisandra chinensis(Turcz.) Baill

3 愈傷組織培養(yǎng)

五味子誘導(dǎo)愈傷組織，主要是進(jìn)行藥物生產(chǎn)研究，少數(shù)為獲得胚性愈傷組織來進(jìn)行快速繁育育苗研究；所用外植體包括無芽莖段、嫩莖段、冬芽、葉片、葉柄以及無菌種子苗的莖段及葉柄[4，8，9，12，13，15～17，23]，見表3。

表3五味子愈傷組織培養(yǎng)

Table 3 Callus culture of Schisandra chinensis(Turcz.) Baill

4 討論

近年來，作為東北地區(qū)重要的地道藥材與新興果樹，五味子在育種、栽培、生物技術(shù)及分子生物學(xué)等方面都取得了較大進(jìn)展，尤其是育出了豐產(chǎn)的“紅珍珠”與“嫣紅”品種，這為五味子的無公害優(yōu)質(zhì)栽培提供了優(yōu)良品種資源，五味子栽培必將走上良種區(qū)域化栽培的發(fā)展軌道。目前，現(xiàn)有的扦插無性繁殖技術(shù)不成熟，成苗率低，不能應(yīng)用于生產(chǎn)，使良種的應(yīng)用受到了限制。五味子生產(chǎn)中一直采用種子繁殖育苗，后代分離嚴(yán)重，不能保證產(chǎn)品質(zhì)量與豐產(chǎn)性，藥效成分相差也較大，新品種育苗技術(shù)一直不能有效解決，缺少良繁技術(shù)；因此，自2004年以來，五味子的無性良繁技術(shù)就側(cè)重于組織培養(yǎng)研究之上。

趙國凡[4](1985)進(jìn)行了五味子無芽莖段組織培養(yǎng)再生植株研究，為無性繁殖提供了技術(shù)資料，而后五味子組織培養(yǎng)資料也豐富起來。總結(jié)近30年來國內(nèi)五味子組織培養(yǎng)研究文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，多數(shù)學(xué)者是對本單位與當(dāng)?shù)匕l(fā)現(xiàn)的一些優(yōu)良單株或其種子進(jìn)行組織培養(yǎng)研究，而以優(yōu)良品種“紅珍珠”為外植體的文獻(xiàn)僅有2篇[7，18]；以“嫣紅”新品種為材料的組織培養(yǎng)尚未見報道。張正海等(2012)開展了“紅珍珠”組織培養(yǎng)研究，為這一品種的應(yīng)用提供了先進(jìn)手段，繁殖系數(shù)也在3左右，但未見以組織培養(yǎng)苗建園的報道。近兩年來，筆者對“嫣紅”進(jìn)行了嫩莖組織的培養(yǎng)研究，獲得了組織培養(yǎng)苗，繁殖系數(shù)在3左右，還有待于進(jìn)一步加強(qiáng)研究，擴(kuò)大繁殖系數(shù)，以期用于生產(chǎn)。

目前，五味子組織培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基多為MS、改良MS、B5及N6等，而激素采用的除BA與NAA外，ZT、TDZ、KT、IBA也用于芽的誘導(dǎo)之中，且對于不同的品系，激素的濃度及配比等也不一致，甚至出現(xiàn)了極端現(xiàn)象。周鑫[24](2001)誘導(dǎo)芽培養(yǎng)基MS+BA 4mg/L+IBA 0.6mg/L+LH 1000mg/L屬高濃度配比；而張正海等[18](2012)誘導(dǎo)芽培養(yǎng)基MS+6-BA 0.1mg/L+NAA 0.01mg/L則屬低濃度配比。由此看來，五味子組織培養(yǎng)配方研究存在地區(qū)與種質(zhì)的差異，而且同一地區(qū)不同來源的品系，即使同是采用莖段為外植體，也沒有統(tǒng)一的培養(yǎng)配方，產(chǎn)生這種情況的原因是由于不同種質(zhì)基因型差異造成的，還是由于采樣時期不一致或不同部位原始激素水平差異造成的有待于深入研究。

五味子組織培養(yǎng)研究近半的資料是用莖段為外植體進(jìn)行的快速繁育研究，屬于無性繁殖范疇，對于五味子雜交品種選育及優(yōu)良品系快速繁育有一定的促進(jìn)作用；以嫩莖及其誘導(dǎo)而來的愈傷組織等經(jīng)再生獲得的種苗也是無性后代，可加以利用。李千等(2014)以莖段進(jìn)行胚狀體育苗研究，這為優(yōu)良品種快速繁育帶來了新的動力。以無芽莖、葉片及葉柄等段為外植體的組織培養(yǎng)研究，主要是以愈傷組織培養(yǎng)為主，期望用來生產(chǎn)藥用成分，僅趙國凡成功進(jìn)行了植株再生。以種子下胚軸與子葉進(jìn)行胚狀體培養(yǎng)對五味子雜交育種優(yōu)系苗木繁殖具有較大優(yōu)勢，但是不宜作為其他優(yōu)良品種的擴(kuò)繁方式。

總之，利用成熟的組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)良品種的擴(kuò)繁，以達(dá)到苗木生產(chǎn)的目的，是促進(jìn)五味子良種區(qū)域化的一個研究課題；在組織培養(yǎng)基礎(chǔ)上，探討五味子液體發(fā)酵繁育種苗新方法將是一個新的研究方向；在五味子資源與育種研究中，已篩選出很多優(yōu)異單株，出于對品種與資源保護(hù)的考慮，應(yīng)開展組織培養(yǎng)長期保存研究。

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