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铁皮石斛组培发展现状

   作者:zhuobo   发布时间:2021-02-01 10:52:55   浏览次数:2

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  铁皮石斛兰科石斛兰属多年生的草本植物,是中国传统名贵药材。在中国原产安徽、浙江、福建、台湾、云南等地,主要附生在岩石或树干上。由于其生长条件的特殊和分布的局限性,野生条件下自然生产率低,又经长期的过度采挖,使得野生铁皮石斛濒于枯竭,国内的市场供不应求。在常规的条件下,人工繁殖比较困难,且难以满足日益增长的市场需求,长期以来组织培养技术由于繁殖快、增值高等特点在植物生产过程中得到广泛的应用。近年来有关铁皮石斛组培方面的研究日益增多,但个文献研究在外植体选择,培养基利用,培养条件及消毒方法各有不同,本文对其进行概括总结,分析铁皮石斛组织培养存在的问题,提出相应的解决策略及研究发展方向。旨在方便铁皮石斛研究者文献查阅,为铁皮石斛事业的发展提供理论支持。

组培

  1、外植体的选择

  组培中外植体的选择尤为重要,外植体不同实验结果也会有所不同。铁皮石斛组培中,已有用种子、根尖、茎段以及腋芽为外植体,获得种苗的研究。在实验中采用无病害一年生的铁皮石斛健康苗的茎段、茎尖和种子的较多,且效果比其他外植体要好。选择种子作为外植体时,种龄对种子萌发时间有关:60-180天的种子,种龄越长,萌发所需要的时间久越短,萌发率就越高。种龄较短萌发率低,但是过长萌发时间和萌发率差异就不明显。

  2、消毒方式

  为了保证幼苗可以有效地保持母株的优良性状,防止新生苗发生变异或是病变,铁皮石斛组培中常运用无菌苗。但是在初期实验或后期改良中,外植体的消毒方式对实验的成果起关键作用。铁皮石斛外植体的消毒多采取常规的二次消毒法,即在流水下冲洗30-60min,接着在无菌室内用70%或75%乙醇处理30s,再用0.1%hgcl2浸泡6-15min,100 g/l的naclo溶液中浸泡20min或直接在2%naclo溶液中处理10min,无菌水冲洗4-5遍。运用最多的是流水冲洗1小时,75%乙醇处理30s,0.1%hgcl2浸泡10min,无菌水冲洗4-5遍。

  3、培养基的筛选

  3.1基本培养基

  有研究报道,铁皮石斛在ms、1/2ms、n6、1/2 n6、white、ls、vw、 kc、sh、pt、b5、rm和fonnesbech等基本培养基中均能生长。但最适培养基也因外植体的不同而异。铁皮石斛种子在ms、1/2ms、n6、1/2 n6、white培养基中萌发率较高;茎段在ms和n6培养基下效果最好;原球茎的最适培养基为1/2ms。诱导培养和增值培养常用的是ms基础培养基;生根培养和壮苗用的是1/2ms为基本培养基。

  3.2激素选择

  不同的激素对外植体的增值效果、生根状态都很大影响。:naa会促进生根,浓度过高会抑制丛生芽的萌发,最适浓度为0.2-0.5mg/l。6-ba对芽的诱导有益对胚萌发后的生长有抑制作用。2,4-d对胚的萌发有抑制作用。2mg/l的kt对带芽的茎段和叶的分化起促进作用等。在培养基中添加aba预培养,能够提高试管苗的开花率。在铁皮石斛组培中常用6-ba和naa激素。

  3.3添加剂

  在培养基中加入碳源与一些天然添加物可以促进原球茎的增值与分化。加入活性炭,可以吸收植物的新陈代谢废弃物,还可防止植物组织的褐化和促进胚胎的发生与生长。马铃薯汁、苹果汁、椰子汁、番茄汁、香蕉汁等能促进原球茎的增值与分化。还有研究表明,在培养基中加入agno3有抗原球茎衰老,增进原球茎的正常成苗,浓度为1mg/l时效果最佳;浓度为2mg/l时,植物发生轻微的毒害、坏死现象。在实验中运用最多的是椰子汁和香蕉汁。

  4、培养条件

  有实验表明,温度高于27℃,原球茎增值较慢,生长不适,少许出现死亡现象;温度在23℃时,原球茎的增值速度就会降低。但是温度越高,培养中分生苗的数量就越多。有关原球茎的研究中发现,ph值在培养过程中会降低,培养体褐变,反复的转接到新鲜培养基中可以防止此现象。实验中大都培养条件采用:温度22-25℃,光照强度1200-2000lx,光照时间为8-12h/d,ph值5.4-5.6。

  5、铁皮石斛组织培养现存问题

  近年来,铁皮石斛组织发展迅速,很多公司都实行了规模化生产,这既对野生铁皮石斛起了保护作用,也缓解了市场供不应求的局面,促进了医药界等的发展。但现在的研究中还存在些不足之处:一、组培苗培养周期长,成本高。从外植体培养到植物再生,需要多次转换培养基,这样过程复杂,消耗的成本高。二、组培过程中,大多数只为保证植物本身的遗传性和提高繁殖倍,在铁皮石斛所含药用成分的含量的保持和积累方面研究甚少。三、虽然铁皮石斛外植体来源广泛,但是几乎都用种子和茎段的研究,虽然实验成果令人欣喜,但是种子和茎段资源毕竟有限。四、有关报道说:铁皮石斛原球茎增值培养10代以后就会产生退化现象,导致原球茎胚性的消失,只可以增值但是不能分化且会发生玻璃化现象。一般原球茎繁殖代数控制在4代内,茎段繁殖在6代以内,否则会降低移栽的成活率。五、以种子为外植体时,繁殖的后代不稳定,有可能会发生变异,无法保证后代的优良性。

组培

  6、铁皮石斛研究及发展方向

  针对上面所诉不足,铁皮石斛今后的研究方向为:

  一、对培养基和培养条件进行进一步优化筛选,从而缩短周期,降低成本,提高生产率;并能通过改变条件来达到保证种子培养后代的优良性,改善原球茎和茎段培养代数过多性能退化等现象。

  二、加大对铁皮石斛药用成分的保持与积累与培养条件的关系研究,提高组培苗的药用有效成分的含量。

  三、加强对铁皮石斛其他外植体的研究,以便在研究中能够充分利用资源,提高资源利用率。

  四、有关铁皮石斛杂交、诱变和转基因方面的育种工作还没有报道,但是在兰科植物研究中却常见。加强铁皮石斛抗病性、抗逆性等优良性能的育种工作,对铁皮石斛进行适应性训练,使铁皮石斛在其他地区能够正常生长。

  五、利用植物细胞培养技术对石斛细胞进行培养,收集其产生的次生代谢物,直接生产药用活性成分,具有优质、高效、易于管理、劳动强度低、不受自然条件影响和不占用耕地等优点,从根本上解决了石斛生长缓慢,栽培条件要求较严的问题。

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