竹子組織培養(yǎng)研究進(jìn)展

張春玲

（國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心，江蘇 蘇州 215163）

竹子是森林資源的重要組成部分，其適應(yīng)性強(qiáng)、生長快、產(chǎn)量高、用途廣，并具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益。但由于竹類植物開花間隔期長，且開花期無法預(yù)測(cè)，種子獲取十分困難，而埋鞭、埋稈、埋節(jié)等傳統(tǒng)繁殖方法具有消耗種竹多、種苗運(yùn)輸不便、勞動(dòng)強(qiáng)度大、繁殖系數(shù)低等缺點(diǎn)。植物組織培養(yǎng)技術(shù)不僅能適用于大規(guī)模的苗木繁殖，還是遺傳研究的重要組成部分。

1 竹子組織培育研究進(jìn)展

1.1 胚培養(yǎng)

胚培養(yǎng)是竹子組織培養(yǎng)應(yīng)用中取得成功的代表。1968年，首次出現(xiàn)成熟種胚離體培養(yǎng)為植株的有關(guān)報(bào)道；時(shí)隔2年，Nadgauda以印度莿竹、勃氏甜龍竹以及牡竹3個(gè)品種的竹子幼芽在組培環(huán)境下進(jìn)行培養(yǎng)，使得竹子成功開花結(jié)種；1995年，張桂和利用麻竹胚芽，實(shí)現(xiàn)離體培養(yǎng)及快速繁殖；1998年，譚宏超等利用植物激素誘導(dǎo)竹子胚胎，成功培育出無菌苗；2000年，謝慶華等發(fā)現(xiàn)竹子胚胎在不同生長環(huán)境下所表現(xiàn)出的差異，消毒方式對(duì)種子萌芽帶來的影響；2006年，耿樹香將巨龍竹小穗種進(jìn)行培養(yǎng)基增殖培育與誘導(dǎo)培育對(duì)比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基中抗褐變的最優(yōu)組合；2008年，岳晉軍發(fā)現(xiàn)以毛竹種胚為外植體的最佳消毒處理方式；同年，陳懿涵初步建立毛竹種胚組織培養(yǎng)體系；2009年，夏登云對(duì)慈竹種胚到愈傷組織及叢生芽進(jìn)行研究，獲得最佳消毒方式與最佳培養(yǎng)基；2012年，曹雄麗等通過32種經(jīng)濟(jì)竹種的研究發(fā)現(xiàn)，以選用種子作為外植體組培效果最好；2015年，趙康研究了誘導(dǎo)佛肚毛竹種胚愈傷組織的最佳激素組合，并篩選出有效防治褐化的方法；2018年，鄭祥乾等獲得云南甜龍竹和黃竹種子表面消毒的最佳組合。

1.2 以芽繁芽

以芽繁芽在竹子品種篩選以及母性植株保持方面優(yōu)勢(shì)較為明顯，能實(shí)現(xiàn)無性系植株的繁殖和利用。1987年，Banik在液體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基中培育出不同胚芽的叢芽；2002年，王光萍通過觀賞竹嫩芽的培育發(fā)現(xiàn)了多種再生植株；次年，張關(guān)楚等發(fā)現(xiàn)了KT對(duì)竹子生長的作用；2004年，蘇海等用帶腋芽的莖段作為外植體在馬來甜龍竹的組織培養(yǎng)和快繁研究方面獲得較大成功，張鐵等以勃甜龍竹嫩枝誘導(dǎo)叢生芽獲得再生植株；2005年，王光萍等分別對(duì)菲白竹等11種觀賞竹種進(jìn)行誘導(dǎo)叢生芽及再生植株，指出不同竹種叢生芽生根難易差別較大，叢生竹生根率高，而散生竹則較難生根；2006年，李在留等對(duì)巨龍竹幼年竹和成年竹材料進(jìn)行了系統(tǒng)研究，篩選出各階段的最佳培養(yǎng)基；張春霞等研究了菲白竹的組織培養(yǎng)微繁技術(shù)，獲得其增殖和生根的最佳培養(yǎng)基；顧小平等對(duì)小佛肚竹、鳳尾竹和孝順竹幼竹的莖尖和帶節(jié)莖段的研究獲得了愈傷組織及其防褐變的方法；2007年，徐強(qiáng)興等采用當(dāng)年生枝條半木質(zhì)化的吊絲球竹莖段進(jìn)行離體培養(yǎng)，獲得再生植株；2011年，許孟見發(fā)現(xiàn)了小佛肚竹芽啟動(dòng)的最適宜條件及叢生芽誘導(dǎo)與增殖的最佳培養(yǎng)基；2017年，王舒進(jìn)行了黃甜竹組織培養(yǎng)快繁體系研究，確定其最佳培養(yǎng)及配方；同年，賁柳玲初步建立了毛竹種胚“以芽繁芽”組培快繁體系。

1.3 愈傷再生植株

愈傷組織培養(yǎng)就是通過外植體誘導(dǎo)愈傷組織，其主要有誘導(dǎo)再生植株、懸浮培養(yǎng)獲得單個(gè)細(xì)胞長成的小植株2個(gè)發(fā)展方向。1982年，Metha等人進(jìn)行了關(guān)于BA+PVP與4-D在培養(yǎng)基中N培植株再生試驗(yàn)，并且成功培育出了愈傷組織再生植株；1985年，Rao等人將牡竹種子進(jìn)行試驗(yàn)獲得再生植株；1993年，學(xué)者就麻竹愈傷種子進(jìn)行了試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)MS基本培養(yǎng)基愈傷組織；2004年，韓文軍就影響毛竹愈傷組織褐變的因素進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)了影響毛竹褐變的因素，為避免毛竹愈傷組織褐變方法奠定基礎(chǔ)；2012年，錢維杰以小佛肚竹枝芽為外植體建立了繁殖系數(shù)較高的愈傷組織再生體系；2014年，楊楊等建立了小葉龍竹試管叢生芽的高頻植株再生體系；2018年，諸葛菲以馬來甜龍竹芽尖為材料，建立了高效穩(wěn)定的再生體系。

1990年開始出現(xiàn)有關(guān)懸浮培養(yǎng)的報(bào)道，從最開始對(duì)白綠竹以及鳳凰竹懸浮細(xì)胞的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了原生質(zhì)體分離和技術(shù)參數(shù)；1994年，懸浮細(xì)胞培養(yǎng)研究范圍擴(kuò)展到了黃竹，通過無菌苗根外植體的結(jié)合，發(fā)現(xiàn)了具有最高活力的原生質(zhì)體；2000年，在孝順竹的愈傷組織培育中發(fā)現(xiàn)了懸浮細(xì)胞系；2011年，袁金玲對(duì)孝順竹種胚愈傷組織懸浮培養(yǎng)條件進(jìn)行了優(yōu)化，建立了生長迅速、分散性好、均一的懸浮細(xì)胞系；同年，姚娜等以空竹種胚為材料建立了懸浮細(xì)胞培養(yǎng)體系。

1.4 其它培養(yǎng)方式

除了上述培養(yǎng)方式以外，原生質(zhì)體培養(yǎng)和花序及花藥培養(yǎng)也有一定發(fā)展。竹子組織培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展中，原生質(zhì)體培養(yǎng)方式速度最慢，與其它草本植物組織培養(yǎng)方式相比，發(fā)展速度差距更為明顯。盡管如此，原生質(zhì)體培養(yǎng)也取得了一定成績。1975年，Tseng將莿竹作為試驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行了原生質(zhì)體培養(yǎng)試驗(yàn)，并成功從竹子葉片中分離出原生質(zhì)體；1990年，Huang針對(duì)白綠竹、鳳竹以及人面竹的生長特點(diǎn)進(jìn)行了原生質(zhì)體試驗(yàn)，成功發(fā)現(xiàn)了愈傷組織，并形成了再生植株；2005年，Huang從減少滲透壓角度入手對(duì)竹子進(jìn)行試驗(yàn)，以達(dá)到調(diào)節(jié)物質(zhì)的目的，結(jié)合培養(yǎng)細(xì)胞的方法，使得原生質(zhì)體細(xì)胞產(chǎn)生裂變，從而發(fā)現(xiàn)愈傷組織。花序及花藥培養(yǎng)方式主要針對(duì)植物的花藥進(jìn)行組織培養(yǎng)，1986年，Yeh對(duì)白綠竹花藥及花序衍生的根組織進(jìn)行研究，成功培養(yǎng)出再生植株；1990年，Tsay以麻竹花藥進(jìn)行了組織培養(yǎng)，并發(fā)現(xiàn)了愈傷組織，形成了再生植株；2002年，王光萍等人以觀賞竹作為試驗(yàn)對(duì)象，以花序組織培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)愈傷組織。

2 竹子組織培養(yǎng)研究的特點(diǎn)及注意事項(xiàng)

通過上述竹子組織培養(yǎng)研究概述可知，叢生竹組織培養(yǎng)一般選擇愈傷組織和以芽繁芽方法，散生竹培養(yǎng)則主要選擇誘導(dǎo)愈傷組織的方面進(jìn)行培育，極少選擇以芽繁芽的方法，形成該現(xiàn)象的原因在于竹種生理結(jié)構(gòu)的不同。竹子組織培養(yǎng)研究中一般需要注意以下幾點(diǎn)：首先，外植體的選擇，需要注意外植體植株需滿足品質(zhì)優(yōu)良的母株條件，為無性系苗的經(jīng)濟(jì)以及生長形狀提供保障。其次，應(yīng)將不同品種以及無性系種子融入到竹子組織培養(yǎng)中，為竹子多樣性發(fā)展奠定基礎(chǔ)，同時(shí)，促進(jìn)竹林在抗自然災(zāi)害能力的發(fā)展。最后，在竹子的組培技術(shù)方面應(yīng)敢于嘗試，多與常規(guī)育苗技術(shù)相結(jié)合，避免試驗(yàn)失敗。

3 結(jié)語

植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以克服竹子移栽難、成活率低、勞動(dòng)量大等缺點(diǎn)，同時(shí)，還是遺傳研究的重要組成部分，為不可缺少的研究手段，具有很大的發(fā)展?jié)摿εc應(yīng)用前景，因而竹子組織培養(yǎng)研究應(yīng)受到重視。竹子組織培養(yǎng)研究工作應(yīng)在不同竹種間進(jìn)行，深入探討其機(jī)制與規(guī)律，不斷創(chuàng)新竹子培養(yǎng)技術(shù)，為竹子的開發(fā)利用奠定基礎(chǔ)，以更好地發(fā)揮竹子的生態(tài)、社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。