組織培養(yǎng)技術(shù)在木蘭科植物中的應(yīng)用價值分析

沈哲暢

【摘 要】本文主要對木蘭科植物在組織培養(yǎng)技術(shù)中的應(yīng)用進行探究，詳細論述影響木蘭科植物組織培養(yǎng)的因素，分析木蘭科植物組織培養(yǎng)中存在的問題，論述木蘭科植物組織培養(yǎng)技術(shù)的進展和展望。

【關(guān)鍵詞】木蘭科;組織培養(yǎng);研究進展

【中圖分類號】S688 ??????【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2019）09-0033-02

引言

現(xiàn)存被子植物中較為原始的類群之一就是木蘭科植物，木蘭科植物共18個屬，種類資源十分豐富約335個品種，絕大部分分布于亞洲東南部和南部，我國的木蘭科植物主要分布于我國東南部至西南部，共計14個屬約165個品種。木蘭科植物被廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)分類學、形態(tài)解剖學、植物化學、古植物學、分子生物學等多個領(lǐng)域，具有很高的經(jīng)濟價值和生態(tài)意義。木蘭科植物非常適合城市景觀園林建設(shè)和綠化，具有十分廣闊的開發(fā)前景?，F(xiàn)階段木蘭科植物雖然在我國園林綠化等很多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，但是由于木蘭科植物品類繁多，其開發(fā)利用程度還是遠遠不夠，因此，開展木蘭科植物的組織培養(yǎng)技術(shù)研究意義重大。

一、影響木蘭科植物組織培養(yǎng)的因素

1.外植體。

選擇合適的外植體材料是組織培養(yǎng)成功的前提。因為都為木本植物，所以木蘭科植物組織培養(yǎng)難度較大，因此在組織培養(yǎng)之前，應(yīng)選擇合適的木蘭外植體材料。在外植體選擇上應(yīng)注重位置效應(yīng)。嫩芽的基本形態(tài)已經(jīng)建成，具有很強的細胞生活力，易于分化和消毒，是最佳的外植體材料。從微觀角度分析，激素濃度也會對位置效應(yīng)產(chǎn)生影響，外植體所處位置不同導致其激素濃度分布也不同，基因表達不一，從而形成不同的生長形態(tài)。

2.培養(yǎng)基。

植物離體培養(yǎng)成功的物質(zhì)基礎(chǔ)和關(guān)鍵因素就是培養(yǎng)基。在木蘭科植物的組織培養(yǎng)中，我們要為不同的植物設(shè)計不同的培養(yǎng)基配方，調(diào)整適宜植物生長的各種成分比例，以適應(yīng)植物本身的生長需要。MS是木蘭科植物的組織培養(yǎng)中常用的基本培養(yǎng)基。不定芽在繼代過程中大量增生，需要及時轉(zhuǎn)接以適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)。MS培養(yǎng)基誘導愈傷組織并分化出胚狀體。

3.環(huán)境條件。

光照、溫度、濕度等環(huán)境條件對再生植株質(zhì)量的影響較大，容易產(chǎn)生水漬化、褐化、玻璃化等現(xiàn)象。環(huán)境條件中兩個重要的光照因素就是光照強度和光照時間，當光照時間超過15h時，木蘭科植物的玻璃化現(xiàn)象就會明顯增加，需要在植物組織培養(yǎng)過程中加入適量的自然光，使得木蘭科植物的玻璃化現(xiàn)象有所減弱。暗培養(yǎng)可以有效抑制木蘭科植物材料的褐化，想要有效減少木蘭科植物玻璃化現(xiàn)象的產(chǎn)生，可以合適的進行低溫培養(yǎng)，以提高再生植株的質(zhì)量。

二、木蘭科植物組織培養(yǎng)中存在的問題

1.褐化。

褐化是木本植物在組織培養(yǎng)過程中普遍存在的問題，木蘭科植物在組織培養(yǎng)過程中所選用的外植體材料的基因型、生理狀態(tài)和培養(yǎng)條件均能成為褐化問題的根本原因，木蘭科植物體內(nèi)的多酚類物質(zhì)被切割氧化成醌類物質(zhì)，醌類物質(zhì)滲透在木蘭科植物培養(yǎng)基中，影響木蘭科植物的正常生長，甚至出現(xiàn)植株死亡的現(xiàn)象。現(xiàn)階段控制木蘭科植物外植體褐化主要從勤轉(zhuǎn)代、縮短培養(yǎng)時間、增加轉(zhuǎn)代效率等3個方面來進行，適當程度的暗培養(yǎng)也能夠有效控制木蘭科植物外植體褐化現(xiàn)象的發(fā)生，以避免在培養(yǎng)基中外植體受到褐化的繼續(xù)侵襲，而勤轉(zhuǎn)代又會增加培育育苗的成本。培養(yǎng)基中增加活性炭也可以有效防止褐化，但是活性炭在吸收褐化的同時又會同時吸收培養(yǎng)基中的養(yǎng)分，不利于植株生長。強化切割工藝，防止在進行植株切割時，其切口處因氧化而分泌過多的多酚類物質(zhì)，進而抑制褐化現(xiàn)象的產(chǎn)生。因此，我們需要采用很多綜合手段來控制褐化產(chǎn)生。

2.生根困難。

木本植物生根困難是植物組織培養(yǎng)技術(shù)中的關(guān)鍵性問題，其生根難易程度因樹種而不同，生根程度與與植物本身的基因型密切相關(guān)。例如：木蘭荊紅豆杉、醉香含笑的生根率高達90%，不添加或者添加少量的生長激素均能生根。在不同類別的植物生根實驗中，我們發(fā)現(xiàn)：0.5mg/L濃度的IBA可以有效增加白玉蘭的生根率，使其生根率達到80%;用量小于2mg/L的NAA有利于廣玉蘭生根;此外也可以采用試管外生根技術(shù)增加植物組織培養(yǎng)中的效率。總之，木蘭科植物的生根技術(shù)很難形成統(tǒng)一體系，生根問題仍然是木蘭科植物組織培養(yǎng)中的一個難題。

三、培養(yǎng)基配比對組織培養(yǎng)中愈傷組織的影響

1.植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)。

基本培養(yǎng)基是使外植物體存活最基本的物質(zhì)條件，而植物生長調(diào)節(jié)劑能夠使愈傷組織生根發(fā)芽，誘導根部細胞分裂，加速根芽分化，生長素類和細胞分裂素類都是常見的植物生長調(diào)節(jié)劑，生長素類植物生長調(diào)節(jié)劑的主要作用是促進細胞有絲分裂和促進其分裂能力;細胞分裂素類植物生長調(diào)節(jié)劑的主要作用就是促進芽的萌發(fā)和細胞擴大，抑制莖的生長和增粗。一般情況下，二者配合使用其促進生長的效果更強。

2.非植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)。

在植物組織培養(yǎng)的基本培養(yǎng)基中還應(yīng)加入適量的非植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，如：椰乳、蘋果汁、香蕉汁、豆芽汁等，在木蘭科珍稀植物巴東木蓮的叢芽培養(yǎng)基中添加了10%的椰乳，便對其叢芽生長起到了很好的誘導作用，而豆芽汁能很好促進培養(yǎng)基中植物愈傷組織的生長和增加分化芽的比率。

3.誘導生根。

木蘭科植物的組織培養(yǎng)過程中，生芽、生根都是比較難以控制的問題，目前，只有含笑屬、木蘭屬等幾個屬種的樹木取得成功生根的實驗，因此，誘導生根是木蘭科植物投入工廠化生產(chǎn)的重要課題。在植物組織培養(yǎng)中應(yīng)注重活性炭的使用和外植體的選擇，合理光照或者暗培養(yǎng)，選擇合適的生長素類別和控制合適的濃度。

四、展望

被子植物系統(tǒng)演化中尤為重要的科目就是木蘭科，其植物資源豐富，在醫(yī)藥、園林、化工等多個領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。隨著科技水平的進步和生物技術(shù)手段的不斷豐富，木蘭科植物組織培養(yǎng)技術(shù)為生態(tài)和環(huán)境的發(fā)展提供了強有力的支撐，對于其在植物組織培養(yǎng)技術(shù)中的研究，如：褐化、外植體選擇、增值生長、誘導生根、培養(yǎng)基配方等各項工作，還有待我們深入探究。植物組織培養(yǎng)技術(shù)不僅局限于木蘭科植物的繁殖，還可以結(jié)合生物基因技術(shù)，在植物組織細胞、珍貴物種資源保存、基因遺傳和突變、改良新品種等更多方面發(fā)揮重要作用。

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