栝楼新品种苏蒌1号组培快繁技术

徐筋燕，何晓兰，邵明灿，郭书巧

(江苏省农业科学院 经济作物研究所，江苏 南京 210014)

栝楼又称瓜蒌，属于葫芦科栝楼属，是我国传统的中药材。栝楼的药用价值很高，其根部即天花粉，具有促使流产、抗肿瘤、抗艾滋病等功能；
其果实为全瓜蒌，具有扩张冠状动脉、降低心肌收缩力、抗血小板凝集、抗溃疡、抗肿瘤等作用[1-2]；
其种子称瓜蒌籽，具有化痰止咳作用。由于瓜蒌籽口感极佳，近年来也逐渐成为一种休闲食品，广受大众的喜爱。由于栝楼极高的药用及经济价值，已逐渐成为苏北地区富民增收的重要产业。近年来在江苏地区广泛种植，种植面积约占全国栝楼种植面积的50%[3]。

目前生产上栝楼的主要繁殖方式为种子繁殖以及块根繁殖。栝楼为雌雄异株植物，在种子繁殖过程中雄株占比约70%。由于栝楼在栽培过程中雌雄株的合理搭配为10∶1，仅通过种子繁殖难以控制植物性别，容易造成不必要的资源浪费。块根繁殖可以明确植株的性别，对于雌雄株的搭配更为合理，也可以减少资源的浪费。但是块根繁殖也有一些明显的缺点，如繁殖系数低，容易造成品种严重退化等。利用组织培养的方式对栝楼进行快繁，可以明确进行雌雄株的种苗繁育，且繁殖系数高，繁殖周期短，不受外界环境的干扰；
此外还能对材料进行脱毒复壮，防止品种退化。

虽然目前已有针对栝楼组织培养的研究，但是研究结果之间存在着较大的差异，这可能与栝楼品种的基因型有关[4-6]。苏蒌1号是由江苏省农业科学院牵头，江苏省盐城市农业农村局、江苏省阜宁县农业农村局和阜宁县永发瓜蒌合作社合作育成的栝楼新品种。该品种生长势强，商品性好，产量稳定，在试种过程中广受农民的好评。为了加快苏蒌1号的推广面积并保持品种的稳定性，本研究针对苏蒌1号开展组培快繁研究，为获得大量的优质种苗提供技术基础。

1.1 材料

试验材料为栝楼新品种苏蒌1号。试验在江苏省农业科学院经济作物研究所组培室以及智能温室和试验基地进行，供试材料种植地点为江苏省农业科学院智能温室和试验基地，移栽后的幼苗种植地点为江苏省农业科学院智能温室。本试验诱导和增殖所用的培养基为基本培养基(MS)，生根培养基为1/2 MS，培养温度25 ℃，光照16 h·d-1。

1.2 方法

1.2.1 外植体消毒

分别从温室和大田选择健壮、无病的苏蒌1号藤蔓，用流水冲洗30 min后，剪成约2 cm含茎节的小段。将剪好后的小段用75%乙醇消毒30 s，无菌水冲洗2次，放入超净工作台备用。使用0.1% HgCl2分别消毒10、15、20、25 min后，利用无菌水冲洗5次，并在无菌水中继续浸泡1～2 h，以清除残留的升汞。将茎段取出，放在灭菌的滤纸上吸干水分，切除茎段两端变色部位，接入MS中。在组培室中培养14 d后统计消毒效果。

1.2.2 丛生芽诱导

丛生芽诱导的基础培养基为MS，试验所用6-苄氨基嘌呤(6-BA)浓度为0.5、2.0 mg·L-1，噻苯隆(TDZ)浓度为0.5、1.0 mg·L-1，萘乙酸(NAA)浓度为0.1、0.5 mg·L-1。研究不同浓度6-BA和NAA、TDZ和NAA组合对栝楼丛生芽诱导的影响。

1.2.3 生根培养

生根培养的基础培养基为1/2 MS，实验室所用NAA浓度为0.1、0.2和0.5 mg·L-1，吲哚丁酸(IBA)浓度为0.1、0.2和0.5 mg·L-1。研究不同浓度NAA和IBA及两者组合对栝楼生根的影响。

1.2.4 生长和移栽时间

为了保证幼苗质量并缩短生长周期，在栝楼幼苗诱导出不定根后，继续在培养基中分别生长30、40和60 d，观察培养时间对幼苗生长和移栽成活率的影响。

2.1 培养环境与消毒时间对苏蒌1号外植体萌芽率的影响

外植体培养2周后，观察不同种植环境和灭菌时间对栝楼外植体消毒效果和萌芽率的影响，并统计污染外植体数和萌芽的外植体数。表1显示，在0.1% HgCl2消毒处理20 min后，温室的栝楼外植体污染率降至3.3%，萌芽率达到73.3%，已符合无菌效果；
处理25 min后，温室的栝楼外植体褐化死亡比例显著上升，达到42.5%。由此可得，温室的栝楼0.1% HgCl2消毒的时间控制在20 min，可获得最佳无菌要求。大田的栝楼在0.1% HgCl2消毒20 min后，仍有28.3%的污染率，当消毒时间延长至25 min后，污染率降至9.2%，萌芽率达到62.5%，基本符合无菌条件。大田的栝楼植株明显比温室种植的健壮，在0.1% HgC2处理25 min后，温室的栝楼外植体褐化死亡率达到42.5%，而大田的仅28.3%。由上可知，温室的栝楼0.1% HgCl2最佳消毒时间为20 min，大田的栝楼最佳消毒时间为25 min。

表1 不同种植环境和灭菌时间对苏蒌1号外植体萌芽率的影响

2.2 不同生长调节剂对苏蒌1号丛生芽诱导的影响

本研究采用不同浓度的6-BA和NAA、TDZ和NAA组合进行苏蒌1号丛生芽诱导。当无菌外植体茎伸长，茎节处嫩芽长至0.5～1.0 mm时，剥取嫩芽，放置于含有不同浓度生长调节剂的MS中，培养30 d后统计丛生芽诱导率。结果(表2)显示，10种激素组合中，丛生芽诱导率最高的为0.5 mg·L-1TDZ+0.1 mg·L-1NAA组合，诱导率达75.6%。其余依次为1.0 mg·L-1TDZ+0.1 mg·L-1NAA组合(诱导率55.6%)，0.5 mg·L-1TDZ+0.5 mg·L-1NAA组合(诱导率42.2%)和2 mg·L-16-BA+0.5 mg·L-1NAA组合(诱导率35.6%)。通过比较结果，得出TDZ的诱导效果明显优于6-BA，因此，栝楼丛生芽诱导最佳培养基为MS+(0.1～0.5)mg·L-1TDZ+0.1 mg·L-1NAA组合。

表2 不同浓度生长调节剂对苏蒌1号丛生芽诱导的影响

2.3 不同生长调节剂对苏蒌1号生根的影响

表3显示，诱导生根率最高的为0.5 mg·L-1IBA，达91.1%，但该配方会导致根部膨大且有少量愈伤发生，后期试验结果也显示，幼苗移栽成活率较低；
其次为0.1 mg·L-1NAA，生根率达到80.0%，幼苗根系粗壮，侧根多，且植株生长正常；
0.1 mg·L-1NAA+0.2 mg·L-1IBA组合也可获得较高的生根率(73.3%)，但根部膨大，易与茎部脱落；
0.5 mg·L-1NAA虽然生根率不高(46.7%)，但根部较粗壮，根毛密集，植株生长状况良好；
0.5 mg·L-1NAA+0.5 mg·L-1IBA组合生根效果最差(37.8%)，且植株生长缓慢。综上可知，对苏蒌1号生根效果最好的生长调节剂组合应为1/2 MS+(0.1～0.5)mg·L-1NAA。

表3 不同生长调节剂对苏蒌1号生根的影响

2.4 不同培养和炼苗时间对苏蒌1号幼苗移栽成活率的影响

前期在对栝楼组培幼苗进行移栽的过程中发现，生根后的幼苗在培养基中培养时间越长，地上部茎秆越健壮，但是根部功能会随着培养时间增加而逐渐衰退。为了获得更健壮的幼苗且提高其移栽成活率，对生根后的栝楼幼苗在培养基中的培养时间和炼苗时间进行了研究。表4显示，生根后的幼苗在培养基中继续培养30 d，炼苗2～4 d可以得到较高的成活率(81.7%～85.8%)，但是炼苗时间延长至6 d时，幼苗成活率就会大幅下降(62.5%)。

表4 培养时间和炼苗时间对苏蒌1号组培苗成活率的影响

幼苗在培养基中继续生长45 d，炼苗2 d，移栽成活率为78.3%，而当延长炼苗时间后，幼苗的移栽成活率会急剧下降。在培养基中继续培养至60 d，炼苗2～4 d时，幼苗的移栽成活率降至40%以下，炼苗6 d时移栽成活率仅25.8%。通过以上结果可得，栝楼幼苗生根后在培养基中的最佳培养时间为30～45 d，最佳炼苗时间为2 d。

组培快繁技术繁殖周期短，不受外界环境影响，可以维持优质栝楼品种的种苗优势，解决种子繁殖带来的难以控制性别问题和块根繁殖带来的繁殖系数低和品种退化等问题，是维持栝楼品质和产量的一种有效的方法。从目前研究结果可以发现，不同栝楼品种之间组培所需的植物激素浓度存在着一定的差异，这可能与栝楼的基因型等因素相关。

室内种植栝楼不受外界环境影响和季节限制，全年可以进行外植体取样研究和扩繁，但植株生长偏弱，同时也会消耗大量的能源；
田间种植栝楼植株健壮，但是取样时间受季节限制较大。为了更好地进行栝楼组培苗的扩繁，通常2种生长环境的外植体均会取样，但是0.1% HgCl2对2种外植体消毒效果存在一定的差异。本研究通过对栝楼培养环境与消毒时间进行研究发现，在室内种植的栝楼外表污染物较少，但是植株较弱，利用0.1% HgCl2处理20 min即可达到无菌效果，若延长处理时间则会降低植株萌芽率；
田间种植的栝楼外部污染较严重，但植株生长健壮，需要将0.1% HgCl2处理时间延长至25 min才基本达到无菌效果。

本研究中苏蒌1号丛生芽诱导最佳培养基为MS+(0.1～0.5)mg·L-1TDZ+0.1 mg·L-1NAA组合。在试验过程中发现，相比传统的利用6-BA+NAA组合进行丛生芽诱导，TDZ+NAA组合对苏蒌1号丛生芽诱导的效果更佳。在生根过程中发现外源添加NAA和IBA都能诱导苏蒌1号幼苗发根，但是添加IBA会诱导根系发生愈伤，且植株移栽后不易成活。而外源添加适量的NAA后，栝楼幼苗的根系粗壮，生长正常，因此，苏蒌1号生根的最佳培养基为1/2 MS+(0.1～0.5)mg·L-1NAA。

在试验过程中发现，苏蒌1号生根后生长迅速，14 d以后即已成苗，但是此时植株茎秆瘦弱，移栽成活率偏低。在培养基中持续培养28～42 d后，植株茎秆健壮，但是根系功能逐渐衰退。为了平衡植株茎部发育和根系功能之间的关系，缩短组培周期，提高组培效率和幼苗移栽成活率，本研究对苏蒌1号的培养时间和炼苗时间进行了试验。研究结果显示，幼苗生根后在培养基中继续培养30～45 d，炼苗2 d效果最佳。

本试验建立了栝楼新品种苏蒌1号的组培快繁体系，解决了种子繁殖雌雄性比例不可控制和块根繁殖繁殖系数低和易造成品种退化等问题，缩短了苏蒌1号繁育周期，并可提供大量优质的组培苗，为维持苏蒌1号的品种优势和加快其推广应用提供了重要的技术支持。