白芨人工种子的制备
前言
摘要：本研究以建立白芨人工种子的制备方法，进行人工种子萌发的研究。以白芨原球茎为繁殖体,建立白芨体细胞胚和人工种子培养体系,旨在通过体细胞胚和人工种子快速繁殖技术,解决白芨产量的问题。以白芨原球茎为繁殖体,初步建立适合白芨人工种子的制备工艺,为白芨的高效繁育提供一条新技术途径。经过优化组合在无菌条件以1/2MS 0.15gAC 1.5g海藻酸钠 0.75g木薯淀粉 0.5g保水剂 0.15g百菌清 50ulNAA 50ulIBA作为人工胚乳，在2gCaCl2 2g壳聚糖 1gTiO2 为人工种皮基质作用下15min后获得的人工种子规则的圆球形、富有弹性。该配方大大提高了人工种子的萌发率，表明此配方是无菌条件下制备白芨人工种子的较好组合。结论：通过研究确立了白芨人工种子制备的基本技术，并通过实验验证了白芨人工种子的最佳萌发基质。
关键词：白芨、人工种子、研究进展、综述
白芨为兰科白芨属多年生草本植物，白芨的干燥块茎具有收敛止血，消肿生肌，清热利湿的功效，用于治疗咯血、外伤出血、疮疡肿毒、皮肤皲裂［1-2］等症状。随着现代药理学研究的不断深入，发现白芨对结核杆菌阁、炎症细胞等有明显的抑制作用，此外，白芨还是天然的化妆品原料，及其他重要的工业辅料；随着白芨应用的不断拓展，白芨的市场需求日益扩大。白芨虽然有数以万计的种子，但是这些种子是发育不完全的没有胚乳的种子，在自然界中很难正常萌发和生长，主要靠块茎繁殖，繁殖系数有限，因而使白芨的产量很难满足产业的需求，致使其价格连年攀升。虽然已有不少白芨组培快繁的相关研究报道［3］ ，目前市场上白芨人工栽培主要依靠分株繁殖，这种方式不仅周期长，技术不成熟，而且由于缺乏优良品种，很难满足白芨的市场需求。
为了建立高效的白芨快繁技术体系，研究了白芨种子萌发和原球茎生长的液体培养条件，比较了全程固体培养基培养（QG）与液体固体培养基分段培养（YG），目前白芨的常规快繁方法大多以固体培养基为主，即将白芨种子播于固体培养基上，经过原球茎、无根苗、有根苗等几个阶段，最终获得可移植到大田的白芨苗［4］ 。但是，利用固体培养基快繁白芨苗时，从组培瓶取出操作较费工费时，且白芨种子及原球茎在固体培养基上生长较慢，繁殖效率很低。所以本实验采用固体培养基的白芨原球茎用来制备人工种子。
人工种子的概念由Murashige于1978年在国际园艺植物学术讨论会上提出，1985 年日本学者 Ka-mada［5］将人工种子的概念延伸。是指将植物离体培养中产生的体细胞胚或能发育成完整植株的分生组织（芽、原球茎等）包埋在含有营养物质和具有保护功能的外壳内形成的在适宜条件下能够发芽出苗的颗粒体。完整的人工种子包括体胚（分生组织，相当于天然种子的胚,是有生命的物质结构）、人工胚乳（供胚状体维持生命力和保证其在适宜的环境条件下生长发育）和人工种皮（保护作用）［6］。可快速繁殖遗传工程植物、自交不亲合植物、稀有珍贵物种或远缘杂种等；人工种子还具有节约种源、不占用土地，一年四季均可工厂化生产的特点。
目前国内外对白芨人工种子的有关报道鲜少，近几年有以白芨成熟未开裂的白芨蒴果中的种子为包埋体的相关报道[7-8]。而我们将以白芨幼苗以白芨试管苗的幼芽为包埋体制作人工种子，幼芽较种子的生长繁殖速度更快。本实验室已通过白芨种子的无菌发芽，获得了白芨的无菌试管苗，已具备制作人工种子所需的试验材料。
人工胚乳( 内种皮) 为人工种胚生长发育提供营养物质及激素等。首先是基本介质的筛选，Ｒedenbaugh［9］等试验了 26种水溶性胶，结果表明只有海藻酸钠、明胶、果胶酸钠、琼脂、树胶及 Gelrite，或二种复合可作为内种皮。这些材料各有优势，其中海藻酸钠具有如凝聚性好、无毒、使用便捷和低成本等诸多优点，至今仍是人工胚乳基质的首选，但它亦存在诸如保水性差、水溶性成份及助剂易渗漏、在空气中易失水干燥、干燥后不易再吸水回胀、机械强度差以及胶球粘连等问题［10］。选用无毒、透气和吸水性强的木薯淀粉与质量分数为 1.5%的海藻酸钠（1/2MS 培养基配制）混合制作的胚乳，可改善单一海藻酸钠人工胚乳的透气性、吸水性和发芽率［11］。张明生［12］等以 4.0% 海藻酸钠、2.0% CaCl2、2.0% 壳聚糖为人工种皮基质制作的半夏人工种子在 4℃条件下贮藏 20 d 后的萌发率、成苗率分别为 82.8% 和 78.6% 。加入 CaCl2，有利于向培养物供氧，提高人工种子发芽率和耐贮藏性，加扩活性炭，可改善营养的固定和缓释，提高人工种子在土壤中的成苗率；人工胚乳中加入 GA3，有利于人工种子的发芽。人工胚乳中添加防腐剂、农药等以增强植物的抗逆性，是人工种子贮藏和田间播种的关键技术之一，是相对天然种子的一大优势。Kumar［13］等在杂交稻体细胞胚人工种子中加入杀菌剂( 多菌灵和链霉素) ，对人工种子萌发环境的微生物有很好的抑制作用，而对无菌条件下的萌发和转化无影响。综合以上文献提供的信息，我们将以白芨幼芽为包埋体，探讨人工胚乳中各种成分对其种子萌发和成苗的影响。
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