随着市场对多肉植物的需求增加,播种育苗、扦插等常规繁殖方式已无法满足,组织培养快繁已经成为多肉植物最热门的繁殖方式。多肉植物的组织培养研究兴起于本世纪初期。李德森等于2003年率先建立了康平寿[44]、星球以及鸾玉凤[45]三种多肉植物的组织培养植株再生体系再生,打开了我国多肉组织培养的大门。
随后夏时云等[46]利用鲨鱼掌属多肉植物卧牛的侧芽进行组织培养,使之逐步应用于园艺生产。2006年许继勇[47]开展了“高地”截形芦苇的组织培养与快速繁殖研究,通过选取花葶为外植体,成功诱导了再生植株。随后又陆续报道了包括克里克特寿[48]、水牡丹[49]、何鲁牵牛[50]、白银寿[51]、风铃玉[52]、等多肉植物的组织培养研究。
这些都为本试验研究提供了大量的参考依据。多肉植物组织培养外植体的选取以芽、叶片和花梗为主。芦荟的组织培养中,有采用顶芽及侧芽作为外植体并成功诱导产生了再生植株[53,54],但这种方式对母株的伤害极大。
采用花茎进行培养,取材较为困难,因其诱导成功率高,所以应用较多。王紫珊等[55]研究了白银寿花葶、花蕾的不同部位的诱导率,发现花蕾为最佳外植体,其次为花葶上部、中部和下部。玉露的组织培养中还有玉露[56]、冰灯玉露[15]、毛玉露[3]等采用花茎为外植体并成功诱导了再生植株。叶片也是多肉植物组织培养中常用的外植体。何佳越等[57]采以帝玉露不同成熟度的叶片为材料进行诱导、增殖和生根培养,发现成熟叶片为最适外植体。
多肉植物叶片表面多有革质,质地较厚,在表面消毒过程中消毒剂不易渗透至组织内部,消毒工作较为容易。常用的消毒剂有乙醇、升汞以及次氯酸钠等。那淑芝等[58]采用75%乙醇消毒15s,0.1%升汞消毒5min,可有效防止外植体污染的发生。
多肉植物组织培养的甘醇培养基大多采用MS培养基。通过组织培养方式成功实现植株再生的多肉物中,冰灯玉露[15]、八宝景天[59]、白银寿[55]、点纹十二卷[60]、水晶掌[61]等,在诱导与增殖培养过程中均采用MS基本培养基进行培养,而生根过程均为1/2MS培养基。MS培养基的特点为具有较高的无机盐浓度,且硝酸盐含量高,能满足植物快速生长的需求,在愈伤诱导、增殖培养等阶段广泛应用[62]。虽然基本培养基都相同,但培养的各阶段大都通过植物生长调节剂进行调控。
NAA,2,4-D对愈伤组织诱导起着重要作用,在添加6-BA、KT等细胞分裂素后可起到一定的协同作用,而在分化阶段则分裂素起主要作用,所以在分化阶段一般会降低生长素的使用量。黄清浚等[63]在多肉植物吹雪松的组织培养过程中,愈伤诱导添加2.0mg/L的2,4-D,但分化培养时则不再使用,改为添加0.11mg/L的NAA。
除此之外研究较多的还有组培苗玻璃化、褐化等现象也是多肉植物组织培养的研究热点之一。郭生虎等[64]在玉露组织培养研究时发现,当添加生长素NAA高于0.2mg/L时,则丛生芽玻璃化现象明显升高。任改婷等[65]在姬玉露组织培养中发现,褐化现象主要在初代培养中发生较多,主要原因为消毒过程组织受到伤害而造成的,随表面消毒时间的增长而加重。
多肉植物具有重要的经济价值及应用价值。组织培养在稀有濒危物种保护、种质资源保存、新品种选育等方面有着广阔的前景,值得我们进一步支了解和发现。