薯蓣组织培养的研究进展

薯蓣组织培养的研究进展

摘要：薯蓣属植物是一类重要的经济作物, 富含薯蓣皂苷，是合成甾体激素类药物的重要原料。本文分别介绍了以薯蓣茎尖、茎段、叶片、薯块作为外植体诱导再生的体系。对诱导再生的法方进行归纳总结并展望。

关键词：薯蓣，茎尖，茎段，叶片，薯块

正文：

薯蓣属(学名：Dioscorea L.)是被子植物门百合纲薯蓣科下的一个属，薯蓣科中种类最多的一属。该属多为缠绕藤本。该属共有6组600种，广布于热带及温带地区；中国约有49种，主产西南和东南部，西北和北部较少。地下块状或者根状的块茎是该属的主要特征。

薯蓣植物是一类极其重要的经济作物, 其中多数种类的块茎可作食用、药用和工业原料。基于薯蓣植物极为重要的药用价值, 以薯蓣植物为原料来生产各种甾体激素类药物的工厂不断增加, 使得野生薯蓣植物日趋减少。市场上对于薯蓣植物的需求量不断加大，而传统种植方式已经不能满足人们对其的需求量[1]。因此科学家们采用了组织培养的方法来进行薯蓣的繁殖再生[2]，该方法有繁殖系数大, 能短期满足大量需求，为植物次生代谢产物的生产提供有效途径，而且能较容易获得脱毒苗，是科学生产,不受季节限制的优点。

1、薯蓣属植物茎尖的组织培养

薯蓣属植物的茎尖再生培养是以薯蓣的新生嫩茎为外植体，采用不同种类、浓度的植物生长调节剂进行离体培养，培育此种方法的培养研究，在国内较少，相关的研究资料不多。陈艳丽等(2008)对薯蓣植物茎尖的组织培养进行研究，以MS为基本培养基（蔗糖30 g/L、琼脂6 g/L），添加0.2 mg/L BA+0.01 mg/L NAA 作为芽诱导培养基效果最好，诱导率高达83.2%，芽苗长势良好，叶片较大，叶色浓绿；继代增殖培养以MS+0.5 mg/L BA+0.05 mg/L NAA 为最佳培养基，培养25

d 后增殖系数达4.38；诱导生根的最佳培养基为1/2 MS+0.2 mg/L IBA，生根率为

86.7%，组培苗根系粗壮，长势旺盛[3]。

2、薯蓣属植物茎段的组织培养

薯蓣属植物茎段的组织培养以薯蓣的单芽茎段为外植体，采用不同种类、浓

度的植物生长调节剂进行离体培养，是现在大多数实验室采用的组织培养方法。利用茎段的组织培养技术对薯蓣进行离体快繁，可以提高其繁殖系数，加快优质品种的繁殖速度，并可获得脱毒苗，为薯蓣品种改良或新品种的选育奠定了基础

[1]。

2.1 山药的茎段培养

在黄玉吉等（2008）的试验中，以山药的带芽茎段为试材, 对不同消毒时间的灭菌效果及活性炭、抗坏血酸在其组织培养上的防褐效果进行研究, 建立无菌系; 并以无菌试管苗的带叶茎段为试材, 试验了不同培养基上微型块茎的诱导情况, 并进行了微型块茎的萌发试验。结果表明, HgCl2消毒6 min 是山药初代培养时外植体消毒的适宜时间; 培养基为Ms+2.0 m g/LBA+ 0.2 m g/L NAA+ 2.0 m g/L A C+ 100mg/LVc时，山药茎段基本没有褐变, 出芽率较高。微型块茎在培养基Ms+0.5 m g/L 2,4一D +0.5 mg/L NAA +6% su 出现的最早, 且个大; 诱导获得的微型块茎接种到培养基Ms+2.0mg/L KT + 0.02 mg/L NAA 可萌发[4]。

而井中平等(1989)研究则表明：芽的伸长生长接种在M S + 6-BA 2.0mg/L 十NAA 0.2mg/L 上的芽大约经过15 ~20 天开始萌动,25~30 天后, 芽开始伸长生长。当芽基部发褐时, 需将材料转移到相同成分的新鲜培养基上。约经2~3个月芽高5~7 c m , 可进行继代增殖培养[5]。

两者实验结果相比较，山药茎段的组织培养的培养基黄玉吉的较为复杂，井中平设计培养基较为简单。从实验结果看，两者之间的出芽率的相似。因此，在进行山药组织培养时采用MS + 2.0mg/L 6-BA +NAA 0.2mg/L培养基较为简单。

2.2 菊叶薯蓣茎段的组织培养

林贵美等(2006)为解决菊叶薯蓣种苗的繁育问题, 用不同种类、浓度的植物生长调节剂对菊叶薯蓣幼嫩茎段进行离体培养试验, 结果表明, 启动培养用MS+ 6-BA 0.2mg/L+ KT 1.0mg/L+ NAA 0.01mg/L，诱导不定芽萌芽率为100%,效果最理想; 继代培养用MS+ 6-BA 0.8mg/L+ NAA 0.2mg/L，诱导芽的增殖系数超过3, 长势较理想; 生根培养用1/2MS+ IBA 1.5mg/L+ NAA 0.3mg/L，诱导生根长苗率达90%以上, 对生根培养的效果最佳; 采用河沙+ 塘泥假植菊叶薯蓣组培生根苗成活率高, 生产成本降低[6]。

而唐德英等(2003)以菊叶薯蓣大田栽培苗地上部分幼嫩茎段作外植体，芽诱

导培养基为MS ＋6-BA 0.5～2.0mg·L-1＋NAA 0.1mg·L-1,继代增殖培养基为MS ＋6-BA 1.0mg·L-1＋NAA 0.1 mg·L-1，生根培养基1/2MS ＋NAA 0.5mg·L-1,进行组织培养，每个过程均培养30d，发现每节段增殖2～3 倍，生根率为85% 以上。移栽基质为土壤∶珍珠岩（1∶3），遮光率为80%，保持较高湿度，每7d 喷施1/2MS 无机盐，1 个月后成活率可达60%～80%[7]。

相对于唐英德等人的实验成果而言，林贵美等的实验结果更加喜人。在培养完成后的移栽要求更低，更节省成本。另外从培养基上看，林贵美等设计的培养基成功率高，且简单。

2.3 参薯组织培养的研究

周双清等(2012)通过参照各种国内外就薯蓣植物带芽茎节的培养方法，对参薯的带芽茎节组织培养进行了探讨，发现以MS为基本培养基（蔗糖30 gL-1、琼脂6 gL-1），不添加任何激素参薯茎节都能正常萌芽，且发芽率达到100%，但生长一般；附加1.0mg/L 6-BA+0.1mg/L NAA可诱导多芽体的形成；增殖培养以MS+0.5mg/L 6-BA+0.05 mg/L NAA 为佳；诱导生根的培养基以1/2MS+1.5mg/LIBA+0.3mg/LNAA 为佳[8]。

2.4 盾叶薯蓣愈伤组织培养

不同外植体和不同激素组合对盾叶薯预愈伤组织诱导率有一定的影响，袁澎等[9](2003)对此进行了探讨。通过实验得出，对不同外植体进行诱导时：幼嫩茎段和幼叶的诱导率最高, 可达87.5%。而以叶柄为外植体几乎不能诱导愈伤组织。茎段愈伤组织增殖较快, 为黄色颗粒状, 是胚性愈伤组织。而叶片愈伤组织为灰白色松散状, 增殖缓慢, 不利于作进一步分化。诱导茎段愈伤组织的最佳激素组合是0.5mg/L BA+2.0mg/L 2,4-D。

3、薯蓣属植物叶片的组织培养

薯蓣属植物营养价值高，利用范围广，以植物叶片作为外植体进行再生培养是一直都有的一种传统培养方式，但在大部分实验室中此法使用的并不广泛,其主要原因是叶片消毒难，含有的杂菌较多，而且所需诱导再生的时间较长。

以马林等(2005)的实验为例，他们以黄山药的叶片、茎段和叶柄作外植体, 以MS 为基本培养基, 试验了不同激素组合对愈伤组织诱导的影响, 采用正交试验