朱 強(qiáng),岑 旺,路登宇 ,唐本勝
(1.貴州盤州市沙淤農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)管委員會(huì),貴州 盤州 553537;2.貴州思源農(nóng)旅綜合開(kāi)發(fā)有限公司,貴州 盤州 553537)
白芨因?yàn)樗膶傩约皟r(jià)值,市場(chǎng)需求極大,因此白芨組織培養(yǎng)快速繁殖的技術(shù)受到了廣泛關(guān)注。白芨組培快繁技術(shù)體系的建立及完善成為了研究的熱門以及發(fā)展的必然趨勢(shì)。
白芨為蘭科白芨屬的多年生草本植物,高20~50 cm,葉4~5枚,基部互相套疊成莖狀,從中央抽出花葶。別稱有:紫蘭、苞舌蘭、朱蘭、連及草等。白芨喜陰耐潮,多生于石壁苔蘚層中。白芨屬一共有六種,祖籍都在東亞。而白芨產(chǎn)于中國(guó),卻在中國(guó)的長(zhǎng)流流域一帶盛產(chǎn),另外在朝鮮半島甚至是日本都有分布。在春天將新發(fā)的萌芽,或者是秋冬季節(jié)將枯萎后的老株挖出,切成莖塊來(lái)分植,經(jīng)常使用分出來(lái)的枝來(lái)繁殖。分植時(shí),每個(gè)老株可以分成3~5株,每一株都需要帶著頂芽?;ǖ念伾珵樽仙?,還有部分為淡紅色,花的直徑差不多在5 cm左右,一般由三片萼片和兩枚花瓣、一枚唇瓣構(gòu)成;另外,花的唇瓣一般是三裂的,有褶皺;最后在花蕊的頂部還有一個(gè)重要的部分-花藥。
白芨的花色鮮艷多彩,因?yàn)槿~片的存在,更顯的分外美麗優(yōu)雅,用來(lái)做室內(nèi)裝飾或花壇布置都是不錯(cuò)的選擇。另外由于白芨的莖塊帶有黏液質(zhì)和一些淀粉之類的物質(zhì),可以作為香料和藥材,作為藥材的時(shí)候味道比較苦澀但帶有甜味,能幫助止血和消腫。從這可以看出,白芨具有極高的生物價(jià)值,所以很容易出現(xiàn)供不應(yīng)求的現(xiàn)象。
由于白芨的種子極其微小,沒(méi)有胚乳供給發(fā)芽所需的養(yǎng)分,所以在自然環(huán)境中萌發(fā)成苗的情況極少。如今人們對(duì)白芨生物價(jià)值的不斷發(fā)現(xiàn),為了追求利益,人們對(duì)野生的白芨苗大量挖掘,導(dǎo)致白芨的數(shù)量急劇減少。隨著自然環(huán)境的不斷惡化,適合白芨生長(zhǎng)的環(huán)境不斷減少,白芨的分布范圍逐漸縮小。再加上傳統(tǒng)白芨的人工栽培,主要采用周期長(zhǎng)、效率極低的分株培育法,這顯然不能滿足如今巨大的市場(chǎng)需求。因此,周期短、繁殖速度快管理方便、可人工控制培育條件的植物組培快速繁殖技術(shù)的利用,無(wú)疑是最佳選擇。白芨組培快繁技術(shù)體系的建立和完善更符合當(dāng)今市場(chǎng)的需要。
說(shuō)起白芨,都知道它的種子很特殊,因?yàn)闆](méi)有胚乳,但是神奇的是它的一個(gè)部位是有孔洞的。就連著名的涂美智都認(rèn)為這種孔洞能讓種子所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入進(jìn)而使種子發(fā)芽。另外由于種胚非常飽滿,有利于堆積營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),使得種子發(fā)芽就變得簡(jiǎn)單多了,所以在好的培養(yǎng)基上,白芨的種子具有發(fā)芽率高和發(fā)芽速度快的特點(diǎn)。并且由于白芨的蒴果消毒操作非常簡(jiǎn)單,所以在快繁體系中最好選擇白芨的種子來(lái)進(jìn)行研究。
除此之外,由于細(xì)胞具有全能型的特點(diǎn),所以在進(jìn)行外植體的選擇時(shí)可以選擇白芨的隨便一個(gè)地方。然后根據(jù)這個(gè)原理,我們的研究人員依在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行不同外植體白芨?jìng)诮M織的影響時(shí)發(fā)現(xiàn),白芨的假鱗莖比根部和枝葉更適合傷口組織的誘導(dǎo),并且其誘導(dǎo)率超過(guò)80%。不僅如此,還有很多的學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)新鮮的白芨莖塊都培養(yǎng)出了無(wú)菌苗,然后建立了白芨組培的快繁體系。
在進(jìn)行白芨組織的培養(yǎng)時(shí),首先要做的就是外植體的消費(fèi)工作,在這個(gè)過(guò)程中,最重要的是如何選擇消毒劑和對(duì)消毒時(shí)間的把握。具體的步驟為:首先將剛剛采摘的白芨蒴果進(jìn)行切除,把花梗和花瓣柱頭那些部分切掉,然后用70%純度的酒精對(duì)蒴果進(jìn)行擦拭,然后放入1 g/LHgCl2的溶液中,等待20 min;接著在工作臺(tái)上(工作臺(tái)選擇超凈工作臺(tái))用無(wú)菌水對(duì)切除后的蒴果進(jìn)行清洗,清洗次數(shù)為三次或四次,如果條件不允許還可以直接用流水將蒴果清洗,然后用70%純度的酒精來(lái)消毒1 min,再用10%純度的次氯酸鈉溶液進(jìn)行消毒操作10 min,消毒完后用無(wú)菌水沖洗3~4次即可,需要注意的是,在清洗期間需要不停搖動(dòng)蒴果,保證徹底消毒。最后的步驟就是在無(wú)菌環(huán)境中直接縱向把蒴果切開(kāi),取出種子放在無(wú)菌的濾紙上,待到水分吸干后再在培養(yǎng)基上進(jìn)行種子接種。
對(duì)于培養(yǎng)基的選擇要考慮選擇的培養(yǎng)基能否促進(jìn)白芨外植體的正常發(fā)育,畢竟對(duì)于外植體來(lái)說(shuō),培養(yǎng)基就是其重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)源。另外對(duì)于激素的選擇要考慮白芨快繁體系中常用的激素,比如MS、ZW、KC和花寶一號(hào)等等,而且在不同的培養(yǎng)階段中,使用激素的濃度和成分的配比也是不同的。
有研究顯示:白芨組織在MS、1/2MS、KC、花寶一號(hào)和花寶二號(hào)這幾種培養(yǎng)基上均能正常萌發(fā),但很多研究者在研究時(shí)會(huì)選用MS、1/2MS、KC作為基本培養(yǎng)基,其中MS為白芨種子萌發(fā)中最常用的培養(yǎng)基,因?yàn)樵谶@些基本培養(yǎng)基上萌發(fā)的種子具有萌發(fā)率高、萌發(fā)速度快、生長(zhǎng)正常的特點(diǎn)。
對(duì)于白芨組織的繼代培養(yǎng)需要注意的是,初代培養(yǎng)出的白芨原球莖可以進(jìn)行分化,分化主要是通過(guò)增殖來(lái)分化芽,所以研究的工作者可以通過(guò)這一點(diǎn)來(lái)進(jìn)行增殖研究,進(jìn)行白芨組織繼代培養(yǎng)。同時(shí),原球莖在MS+1.0 mg/L 6-BA+0.15 mg/L NAA、MS+1.0 mg/L 6-BA+0.15 mg/L NAA 及 MS+1.0~2.0 mg/L BA+2.0 mg/L KT+0.5 mg/L NAA+4.0 g/L 瓊脂 +15 g/L魔芋粉中的增值狀態(tài)也極佳。
石云平認(rèn)為,白芨愈傷組織的最佳增殖培養(yǎng)基為MS+6-BA 1.0 mg/L+3.0 mg/L2,4-D,芽分化使用的最佳培養(yǎng)基為MS+1.0 mg/L6-BA+2.0 mg/L 2,4-D+0.5 mg/LTDZ。
另外在白芨的生根環(huán)節(jié)的研究中,可以發(fā)現(xiàn)對(duì)白芨MS、1/2MS的培養(yǎng)基增加合適的6-BA和NAA可以幫助白芨根部的發(fā)育,效果還非常的明顯。在白芨生根的環(huán)節(jié)中,適量的GA3也是非常重要的物質(zhì),可以保證根部進(jìn)行成長(zhǎng),保證苗的物質(zhì)吸收。而且研究人員認(rèn)為加入適量的番茄汁也是非常有效的,可以促進(jìn)白芨進(jìn)行生根和苗的成長(zhǎng),有非常顯著的促進(jìn)功能。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,將沒(méi)有根的白芨幼苗放入有番茄汁的培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng),可以明顯的看到白芨株體會(huì)長(zhǎng)得特別好,另外根系也會(huì)多而茂盛,所以基于這一點(diǎn),番茄汁的加入對(duì)于白芨的煉苗和移栽有著非常重要的作用。
最后在進(jìn)行煉苗的步驟時(shí),首先要在煉苗的棚中放入培養(yǎng)瓶來(lái)進(jìn)行過(guò)渡培養(yǎng)15 d,然后在3~4 d的時(shí)候打開(kāi)培養(yǎng)瓶的蓋子,把白芨苗取出,同時(shí)將洗干凈的培養(yǎng)基準(zhǔn)備好,將白芨分株。然后在移栽的時(shí)選擇混合了碎磚、碎碳和蕨根等混合土質(zhì)進(jìn)行移栽培養(yǎng),移栽好之后澆一點(diǎn)水定根就完成了,為后期的白芨養(yǎng)育做好了準(zhǔn)備工作。
綜上所述,白芨的觀賞價(jià)值以及藥用價(jià)值極高,市場(chǎng)對(duì)白芨的需求不斷增長(zhǎng)。如今,白芨組織培養(yǎng)技術(shù)體系的建立已經(jīng)有很大的成效,但還未做到真正的完善。目前從商業(yè)角度來(lái)說(shuō),對(duì)白芨人工栽培的研究關(guān)注度不夠,所以對(duì)白芨的研究過(guò)于單一。目前雖然已經(jīng)解決了白芨種苗的來(lái)源問(wèn)題,可幼苗移栽后的成藥采收還有時(shí)間長(zhǎng)、投資大的問(wèn)題存在,白芨的工廠化普遍發(fā)展還不可以實(shí)現(xiàn)。在未來(lái),在不影響藥效的基礎(chǔ)上,縮短白芨的采收時(shí)間是對(duì)白芨組培快繁技術(shù)的切實(shí)要求及目標(biāo)。