药用植物白及种苗繁育研究进展

作者:未知

  摘 要:白及是兰科多年生草本植物,具有较高的药用价值,白及种苗繁育是保证白及产业发展的重要前提。该文主要对现有的白及种苗繁殖技术进行了总结,对不同的繁殖方式的特点进行了比较,并提出了发展建议。
  关键词:白及;繁育;研究进展
  中图分类号 S759 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2019)16-0036-03
  白及[Bletilla striata (Thunb.ex A.Murray)Rchb.f.],也称白芨,“及”与“芨”通用,为兰科白及属多年生草本植物。白及喜温暖湿润的阴凉气候,在我国的多个省份均有自然分布。目前在我国西南、华中、长江流域等地区均有企业或个人进行规模化种植[1]。白及对土壤的透气性要求较高,主要生长在浅土层中,汲取养料的能力较弱。块茎前期生长缓慢,7—9月进入生长高峰期。地上部分在刚出土时在强光照射下易被灼伤,展叶后逐渐木质化,一定程度上可忍受较强光照[2-3]。
  白及干燥块茎具有收敛止血,消肿生肌等功效,外治创伤出血、烫伤和疗疮,内治吐血、肺病以及肿瘤等[4]。现代医学证明,白及还具有较强的抗氧化和抗衰老作用,可用于保健、护肤及美容养颜[5]。此外,白芨叶、花独特,姿态秀雅,具有很高的观赏价值,可用作花坛摆设及室内观赏等[6]。白及还可用于香烟烟蒂的制作,以及化妆原料等[7]。
  由于白及的应用价值高,但种子无胚乳,自然条件下很难萌发,因此开展白及的繁殖研究具有较高的意义。目前,在白及繁殖方面的研究已经有大量报道,包括分株繁殖、组培繁殖、种子直播育苗、人工种子等。
  1 块茎分株繁殖
  白及一般可采用传统的分株繁殖,但该方法繁殖倍数低,且周期长,种植3~5年后采收。块茎分株繁殖需要确保种茎的质量,因此块茎的保种、分株、产品销售等均需要做好过冬贮藏保鲜[8]。此外,在白及种植过程中,为了解决白及块茎出苗率低,土壤中易腐烂的问题。可将白及块茎按2kg/袋的规格,装入白色塑料袋中,放入阴凉处催芽,出芽后即可根据萌发情况进行移栽[9]。任启飞等在白及育苗试验中,对块茎出芽率、苗高、根长等指标进行综合比较,得出采用松毛腐殖土与珍珠岩掺和,可实现白及块茎较好的催芽效果[10]。
  2 组培繁殖
  白及的组培快繁,多以种子为外植体,进行快繁体系的构建,而以根、茎尖、花茎、块茎、叶片的研究报道则相对较少[13-18]。此外,在组培过程的成苗方式中,有通过愈伤组织诱导不定芽成苗[19],也有从原球茎增殖成苗[20],还有通过丛生芽方式增殖成苗[21-22]。白及种子无菌播种后,种胚先膨大形成小球体,之后经原球茎发育成小苗,另外也可通过小球体伸长成根状茎后发育成小苗[23]。
  培养基为外植体启动提供养分,决定其离体后能够正常生长,培养基中各成分的配比,直接影响着植株生长的好坏 [24-25]。白及组培过程中所涉及的培养基、激素类型和用量,不尽相同。但是传统的MS、1/2MS基本培养基即可满足使用,而激素则以6-BA、NAA使用最为频繁。如原球茎诱导时,以BA作用效果最为明显,而KT和ZT的作用不明显[26]。在外源添加物上,有香蕉泥、土豆泥、椰汁等。刘敏等研究发现,在白及原球茎增殖过程中,添加土豆泥、椰子汁、香蕉泥等附加物对原球茎增殖有益,但以50.0g/L土豆泥的效果最佳[27]。乔晓颖等开展不同外源添加物对白及组培苗表型性状影响的试验中发现,添加香蕉有助于白及组培苗块茎和叶宽的生长[28]。而在壮苗过程中,在香蕉泥、马铃薯泥、胡萝卜泥、番茄泥等几种外源添加物中,以30.0g/L的香蕉泥对白及组培苗的生长效果最好[29]。徐德林等研究发现,在培养基中添加15%马铃薯,白及叶片和茎的生长效果最好,而添加20%的西红柿则会抑制根的生长,但会利于叶片生长,添加2%的香蕉则能显著促进块茎生长,添加1%的椰汁利于白及根的生长[30]。此外,添加魔芋粉利于提高增殖率,添加香蕉泥,最利于生根[31]。但是,在生根培养基中加入蛋白胨,则对生根有一定的抑制作用[32]。
  3 种子直播育苗繁殖
  种子作为植物的重要繁殖器官,且种子繁殖又是植物繁殖后代的重要方式。白及的种子细小,虽然每个果荚中都有上万粒种子,但是由于无胚乳,自然条件下极难萌发成苗。因此种子直播育苗与其他较易萌发成苗的植物相比较,难度则更大。目前,白及种子直播育苗已有部分成功报道。史文旋等采用混合基质(营养土∶蛭石∶珍珠岩=9∶1∶1)为白及种子直播较适的基质,萌发后定期喷洒1/2MS营养液,有利于白及成苗[33]。李川等发现温度25℃、光照时长16h/d、湿度为100%的环境组合对白及种子生长最有利,出苗率达到69.45%[34]。汪梦婷等研究发现,白及种子以0.5mg/L的NAA进行催芽处理,萌发效果最好,萌发率为89.27%[35]。牛俊峰等系统提出了白及的种子直播育苗技术,涉及苗床制备、种子处理、播种后管护等,完善了白及种子的直播育苗技术[36]。
  目前,白及的种子直播育苗技术已在生产中投入使用,这极大地降低了白及种苗的生产成本,推动了白及的种植。同时,采用种子育苗培育出种苗,在遗传方面更加丰富,有利于提高抗逆性,也会加快杂交育种工作开展。
  4 人工种子
  植物人工种子是指植物在离體培养条件下获得的体细胞胚或能发育成完整植株的任何组织或器官,被人工胚乳和人工种皮所包被,适宜条件下可正常萌发[37-38]。人工种子便于运输、出苗,且不易退化,优良基因一旦获得表达,便可批量繁殖使用[39]。目前,人工种子的开发利用,在多种植物中均有研究报道。而对于兰科植物的人工种子研究,以铁皮石斛的研究居多[40]。白及的人工种子研究相对较少。李伟平等以在1/2MS培养基上萌发的白及种子为包埋材料,进行人工种子制作研究。结果表明,最佳的人工种皮基质组成为4.0%海藻酸钠+0.2mol/L CaCl2+0.4mg/L青霉素+0.3%多菌灵粉剂+0.2%苯甲酸钠,而人工胚乳则以MS+1.0mg/L NAA+2.0mg/L效果最好,制成的人工种子宜在4℃条件下贮藏[41]。此外,陈娜等以不同萌发阶段的白及种子为包埋材料,并结合人工胚乳、种皮组分对进行不断优化,结果发现MS+6-BA(2.0mg/L)+NAA(0.25mg/L)+30g/L土豆汁作为白及的人工胚乳,而3%海藻酸钠+0.4mol/LCacl2+10g/L纳米SiO2,是较好的人工种皮组分[42]。   人工种子技术从理论上讲,可解决白及种苗繁育问题。主要是白及易授粉,种子产量高,虽然自然条件下不易萌发,但结合人工种子技术,人工制作胚乳和种皮后,可有效促进其萌发。当前人工种子制作的相关理论和技术,可以为白及人工种子的批量化生产提供较好的技术支撑。随着研究的不断深入,人工种子便可实现规模化生产,进而为白及产业化发展提供优质种苗,同时降低育苗成本。
  5 展望
  白及繁殖研究不管是传统的块茎繁殖育苗,还是利用种子直播育苗,或利用植物组织培养技术进行繁殖育苗,其技术已十分成熟,且均应用于产业化发展当中,这极大的推动了白及产业的发展。白及的人工繁育解决了传统依靠野生采挖块茎进行种苗繁殖的困局,极大地提高了繁殖效率,降低了育苗成本。白及规模地种植,为白及下游产业开发提供了大量的原料,并一定程度上降低原料成本。
  因此,对于白及产业的发展,首先,利用种子培育成苗的繁殖技术,可以进行白及的杂交育种,进而选育新的品种,提高白及的品质、抗性、药效等。其次,注重栽培品质,降低白及成品的土壤污染、农药污染,如加大仿野生种植技术的研究,进而提高白及的药材品质,并注意种植区域的合理规划,促进白及产业的健康发展。最后,加大下游产品的开发,拉动产业的种植需求,避免价格大起大落。同时政府给予引导和相应政策扶持,避免種植面积过大,给种植户造成损失。
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