穿龙薯蓣育苗技术研究进展.pdf

辽 宁 林 业 科 技Liaoning Forestry Science&Technology2023年第3期2023No3收稿日期：2022-10-25基金资助：辽宁省农业科学院博士启动项目（2022BS0704）；辽宁省农业科学院学科建设计划（2022DD217036）。作者简介：梅梅，工程师，现从事森林培育研究，E-mail：。穿龙薯蓣育苗技术研究进展梅梅1，2（1.辽宁省林业科学研究院，辽宁 沈阳110032；2.辽宁冰砬山森林生态系统国家定位观测研究站，辽宁 铁岭112404）摘要：穿龙薯蓣是我国重要的中药材，其根状茎含薯蓣皂苷元，是合成甾体激素药物的重要原料，其苗木质量直接关系到栽培的规模化发展。该文综述了穿龙薯蓣播种育苗和组织培养技术的国内研究现状，并从播种育苗技术和无性系繁殖技术两个方面提出了穿龙薯蓣育苗技术存在的问题及发展建议，旨在为穿龙薯蓣苗木繁育技术研究提供借鉴和参考，为穿龙薯蓣药用产业的发展提供技术支撑。关键词：穿龙薯蓣；种子；组织培养中图分类号：S759.82文献标识码：A文章编号：1001-1714（2023）03-0045-03穿龙薯蓣 Discorea nipponica 为薯蓣科薯蓣属多年生草质藤本植物，又名穿山龙、穿地龙、黄姜等。根状茎横生，圆柱形，多分枝。根状茎含薯蓣皂苷元是合成甾体激素药物的重要原料。性平，味苦，归肝、肺经；民间用来治腰腿酸痛、筋骨麻木、扭伤作痛和慢性气管炎等1。穿龙薯蓣主要分布于我国的东北、华北、安徽、浙江北部、青海南部、四川西北部等地；也产于日本本州以北、朝鲜及前苏联远东地区。孟祥才等2对穿龙薯蓣 8 个主产省的实地和走访调查表明，其野生资源仍然比较丰富，东北山区野生资源蕴藏量在 5 万 t 左右，占全国产量的80%左右。随着穿龙薯蓣的需求量不断增加，人为采摘对野生资源破坏严重，资源量不断减少。因此，规模化培育穿龙薯蓣优良壮苗，扩大穿龙薯蓣人工栽植面积，对于缓解穿龙薯蓣市场短缺，增加林改后林农收入具有重要的现实意义。1穿龙薯蓣播种育苗技术研究进展种子育苗是穿龙薯蓣生产中最常采用的苗木繁育方式，但其种子存在休眠现象，种子若未经处理，自然萌发率较低，只有 30%40%的出苗率，且出苗缓慢，苗木不整齐。因此，研究穿龙薯蓣种子休眠机理及解除方法成为研究热点。李勐等3研究发现去皮露胚处理的种子发芽率无明显提高，表明穿龙薯蓣种子不是种皮抑制吸水障碍性休眠。基于此，李勐等3继续通过穿龙薯蓣种子和种子翼翅不同溶剂提取液，对白菜种子发芽率的影响试验，来进一步探讨穿龙薯蓣种子休眠机理。试验结果表明，提取液对白菜种子的发芽率及白菜幼根的生长均具有抑制作用，且随着提取液浓度的增加，抑制作用也增强，表明穿龙薯蓣种子及其翼翅中含有抑制种子萌发及幼根生长的物质。鉴于上述研究结果，证明穿龙薯蓣种子发芽率低是由种子及翼翅中含有抑制种子发芽物质所导致的。在明确穿龙薯蓣种子休眠原因的基础上，生产上通常采用低温层积和激素处理打破种子休眠。其中，低温处理是最常用的方法，一般将穿龙薯蓣种子与湿沙按 1 3的比例混合，然后放置于 410 环境中低温层积。低温层积时间说法不一，孟祥才等4认为低温层积20 d 后，出苗可提早 10 d，且出苗率能达到 85%左右。杨利民5认为低温层积约 2 个月效果较好。激素打破种子休眠的技术较为成熟，使用 100 mgL-1的赤霉素溶液浸泡种子 24 h，可有效促进穿龙薯蓣种子萌发6。在穿龙薯蓣播种育苗的过程中，除了需要打破种子休眠外，温度、光照和覆盖物等条件均对播种 45第 3 期2023 年辽 宁 林 业 科 技育苗有影响。温度是影响穿龙薯蓣种子萌发的关键因素，其最适发芽温度为 2025，当温度达到35 及以上时，穿龙薯蓣种子很难发芽，而低于15 时，穿龙薯蓣种子发芽势和活力均较低7。戎丹仁8研究表明，光照时间对穿龙薯蓣种子发芽势有显著影响，在 24 h 光照条件下，种子发芽率和发芽势分别为 86.7%和 62.0%，分别是 12 h 光照条件下的 1.45 倍和 2.24 倍。宗妍9研究发现催芽覆盖物中的松针提取液和浸淋液浓度越大，穿龙薯蓣种子萌发率越低，且土壤微生物的生长同时受到抑制；松针提取液和浸淋液对穿龙薯蓣种子萌发和土壤微生物区系存在着明显化感作用，生产上应考虑减少松针的使用量或者选择其他材料覆盖苗床。2穿龙薯蓣组织培养技术研究进展穿龙薯蓣的组织培养技术相关研究较多。三角叶薯蓣 D.deltoiden、黄独 D.bulbifera、穿龙薯蓣等多个种建立起愈伤组织和细胞培养技术体系10。这些技术体系中外植体选择上多以带芽茎段、带芽根茎、茎尖、带花蕾原基、幼根、叶片和叶柄为主，基础培养基均为 MS 和 1/2MS，激素均为 6-BA、NAA和 2，4-D10-13。陈凤清11以穿龙薯蓣的茎段为外植体，在 MS+6-BA 2.0 mgL-1+NAA 1.0 mgL-1+3%蔗糖的培养基中，芽诱导率可达 86%，当蔗糖浓度提高到 7%时，最适合微块茎生长；最适生根培养基为 1/2 MS+6-BA1.0 mgL-1+NAA 0.5 mgL-1+2%蔗糖+0.1%活性碳，最高生根率可达 95%。罗凤霞等12建立的穿龙薯蓣组织培养技术体系中，以带芽茎段为外植体，在 MS+BA3.0 mgL-1+NAA0.3 mgL-1增殖培养 基 上 效 果 最 佳，生 根 培 养 基 为 MS+NAA1.0 mgL-1。蒋玉宝13建立了 2 种再生体系，以种子诱导愈伤组织，培养基为 MS+6-BA 3.0 mgL-1+NAA2.0 mgL-1+2，4-D 3.0 mgL-1，出愈率达 80.8%；多芽体诱导培养基为 MS+6-BA 2.0 mgL-1+NAA2.0 mgL-1，诱导率达 75.47%；诱导丛生芽最适外植体为带腋芽茎段，最适培养基为 MS+6-BA 2.0 mgL-1+NAA0.5 mgL-1，诱导率高达 55.6%；芽苗继代的最佳培养基为 MS+6-BA 3.0 mgL-1+NAA 1.0-1.5 mgL-1。不添加激素的 1/2MS 培养基诱导生根，生根率最高达 76.7%13，加入质量浓度为 0.5 mgL-1的 6-BA 和NAA 诱导生根率达 86.2%14。张蕾蕾等15通过对穿龙薯蓣组织培养条件的摸索，主要包括嫩茎愈伤组织诱导与分化、不定芽分化与生根、试管苗移栽与扦插等，建立起穿龙薯蓣嫩茎快速繁殖技术，其中MS+BA 0.3 mgL-1+NAA1.6 mgL-1为愈伤组织诱导培养基；MS+AgNO32.0 mgL-1+BA 1.0 mgL-1+NAA0.1 mgL-1为分化培养基；利用 1/2MS+NAA0.4 mgL-1生根培养，炉灰渣移栽和扦插。王花琴16以穿龙薯蓣茎节为外植体，在MS+BA2.0mgL-1+NAA0.5mgL-1上培养时基生微块茎和气生微块茎的诱导率分别为56.5%和 28.3%。同时，采用普通的白糖、自来水和卡拉胶代替分析纯蔗糖、蒸馏水和琼脂对培养基的成分进行了简化处理，保证诱导率的同时大大降低了培育成本。张数鑫17认为 4 处理外植体能提高愈伤组织诱导率 9%13%，但低温存放 6 d 会影响外植体诱导愈伤组织能力。茎尖为愈伤组织诱导最适外植体，在培养基 6-BA 1.0 mgL-1+2，4-D4.0 mgL-1上诱导率达 75%。在不定芽的诱导与增殖过程中，MS+6-BA2.0 mgL-1+NAA2.0 mgL-1为最适培养基，最大诱导率可达 75.5%。添加 AC 0.5 gL-1后不定芽诱导率可达 85.7%。在毛状根的诱导与培养中，使用 1/2MS+6-BA 2.0 mgL-1+IBA 1.0 mgL-1+AC 0.5 gL-1培养基可以有效地使毛状根增殖，最高增殖倍数可达 7.89。在炼苗移栽过程中，将生根苗在自然光下闭瓶炼苗 7 d，然后打开瓶封口膜炼苗 3 d后转至温室大棚进行炼苗。党裳霓等18-19研究发现，种子和茎段均可以作为再生体系的外植体，炼苗基质采用腐质土 蛭石 河沙=1 1 1，移栽成活率达 63.20%。3穿龙薯蓣育苗技术存在问题及建议已有研究表明，穿龙薯蓣播种育苗仍以培养裸根苗为主，存在苗木质量参差不齐、土生病虫害高发等问题。今后，应加大穿龙薯蓣容器育苗技术研究，包括容器选择、基质种类和组成、肥料种类和配比等，建立起规模化的穿龙薯蓣容器育苗技术体系。目前，穿龙薯蓣无性繁殖技术以组织培养技术为主。组织培养技术存在技术难度高，育苗成本高等不利因素，很难在生产中大面积推广应用。今后，应加大穿龙薯蓣扦插和根繁等无性繁育技术研究。在扦插育苗技术研究中应开展穗材选择、外源生长物质种类和质量浓度、扦插基质组成、插后苗期管理等方面研究。在根繁育苗技术研究中应开 46第 3 期2023 年梅梅：穿龙薯蓣育苗技术研究进展展繁殖材料选取及外源生长物质处理、埋根方式及苗期管理等方面研究。参 考 文 献：1中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志M.北京：科学出版社，1985：60.2孟祥才，邹云峰，李庆峰，等.穿龙薯蓣开发历史及资源现状J.中国现代中药，2011，13（12）：15-17，21.3李勐，张杰，熊英，等.穿龙薯蓣种子休眠机理的初步研究J.中国野生植物资源，2009，28（4）：48-50，53.4孟祥才，孙晖，王喜军.穿龙薯蓣种子催芽与育苗技术的研究J.北方园艺，2010（11）：199-201.5杨利民，宋波，韩梅，等.不同处理方法对穿龙薯蓣种子萌发的影响J.中草药，2013，44（6）：755-759.6周艳玲，赵敏，宗妍.穿龙薯蓣种子萌发与内源抑制物质J.东北林业大学学报，2008，36（1）：39-40.7孔凡霞.长白山不同地区穿龙薯蓣特性研究D.长春：吉林农业大学，2008.8戎丹仁.穿龙薯蓣种子萌发的影响因素研究D.晋中：山西农业大学，2018.9宗妍.穿龙薯蓣栽培的部分基础理论研究D.哈尔滨：东北林业大学，2007.10张数鑫，周录英，于元杰.穿龙薯蓣研究进展J.分子植物育种，2005，3（1）：107-111.11陈凤清.穿龙薯蓣的快速繁育、RAPD鉴定及有效成分分析的研究D.长春：东北师范大学，2007.12罗凤霞，祝朋芳，周广柱，等.穿龙薯蓣的组织培养研究J.沈阳农业大学学报，2004，35（1）：4-6.13蒋玉宝.穿龙薯蓣再生体系的建立及组培苗的遗传分析D.泰安：山东农业大学，2007.14蒋玉宝，张素梅，于元杰.穿龙薯蓣根的诱导和快繁及薯蓣皂苷元含量的测定J.华北农学报，2007，22（S1）：189-192.15张蕾蕾，李玮，赵娜，等.穿龙薯蓣嫩茎高效无性系建立的研究J.江西科学，2009，27（3）：396-400.16王花琴.穿龙薯蓣微块茎的低成本离体快繁及林下栽培的研究D.长春：东北师范大学，2009.17张数鑫.中草药穿龙薯蓣的组织培养研究D.泰安：山东农业大学，2006.18党裳霓，高润梅，石晓东，等.穿龙薯蓣种子离体再生体系构建及其组培苗解剖结构特征J.西北植物学报，2021，41（4）：585-594.19党裳霓，刘影，高润梅.穿龙薯蓣茎段组培体系的建立J.种子，2020，39（12）：1-6.（责任编辑：苑辉）（上接第8页）3 3.3 3插穗部位对蒙古栎插穗生根率的影响插穗部位对蒙古栎插穗生根率的影响插穗部位对蒙古栎扦插生根率有明显影响，如图 1 所示，除清水处理（处理 2、6 和 7）的顶段插穗和中段插穗生根率均为 0 外，其它处理均表现为顶段插穗生根率高于中段插穗生根率，其中处理 5 相差最大，达到 21%。图1插穗部位对蒙古栎扦插生根率的影响4结论与讨论影响扦插生根的因素很多，包括激素处理、穗材质量、扦插环境、后期管理等。本研究表明，基质对蒙古栎顶段和中段插穗生根率影响极显著，以V珍珠岩 V河沙=1 1 混合基质的生根率最高；激素质量浓度对蒙古栎顶段和中段插穗生根率影响极显著，10 000 mgL-1处理的生根率最高；激素种类对蒙古栎顶段插穗生根率影响显著，对中段插穗生根率影响不显著。顶段插穗和中段插穗在不同处理中生根趋势基本一致：清水处理不能生根，顶段插穗生根率高的处理，中段插穗生根率也高，顶段插穗和中段插穗生根率最高的均为处理 9，分别高达31.1%和 15.6%。但在同一处理中，顶段插穗和中段插穗生根率存在明显差异，除清水处理插穗不生根外，其他处理均表现为顶段插穗生根率大于中段插穗生根率。极差分析表明，蒙古栎顶段插穗生根率最优组合为 A3B2C3D1，中段插穗生根率最优组合为 A3B3C3D1，但激素种类对蒙古栎中段插穗生根率影响不显著，因此，蒙古栎扦插生根最优组合（下转第60页）47第 3 期2023 年辽 宁 林 业 科 技参 考 文 献：1闫洋洋.北美红枫“十月光辉”无性快繁体系的建立D.重庆：西南大学，2018.2李岩岩.茶条槭（Acer ginnala）组织培养与快速繁殖技术研究D.沈阳：沈阳农业大学，2007.3顾德峰，赵和祥，王刚.白牛槭休眠芽苞的离体培养J.北方园艺，2010（20）：154-1554马亚男.茶条槭组织培养初代培养技术研究D.北京：北京林业大学，2019.5王晶.植物生长周期性研究J.农机化研宄，2004（5）：285.6李源，何丙辉，于传，等.美国红枫 白兰地 的组织培养与快繁技术J.西南师范大学学报（自然科学版），2014，39（8）：36-42.7马建华，朱晓菲，何程相，等.鸡爪槭（Acer palmatumThunb.）品种 赤枫 组培再生体系的建立J.中国农业科技导报，2020，22（1）：171-178.8杨兰芳，张国禹，黄桂云，等.茶条槭茎段组织培养与植株再生研究J.现代农业科技，2019（19）：18-129，132.9于传.美国红枫（Acer rubrum）的组织培养技术体系研究D.重庆：西南大学，2013.10孟庆敏.复叶槭组织培养再生体系的建立D.哈尔滨：东北林业大学，2006.11孙红英，辛全伟，林兴生，等.日本红枫 青龙 组织培养与快速繁殖J.中南林业科技大学学报，2019，39（7）：44-47.12李海艳，宋继园，董杰，等.茶条槭愈伤组织的再生体系建立及其没食子酸含量的测定J.植物学通报，2008，25（2）：212-219.13吴雅琼，刘婧，汪贵斌，等.美国红枫的组织培养与快繁技术J.北方园艺2016（20）：97-102.14招雪晴，苑兆和，徐榕，等.自由人槭 秋焰 组织培养中外植体的选择研究J.山东林业科技，2009，39（4）：70-72.15唐丽，钟秋平.景观树种红翅槭愈伤组织增殖培养J.中南林业科技大学学报，2010，30（11）:69-73.16胡选萍，蒋景龙.槭属（Acer L.）植物组织培养技术的研究进展J.分子植物育种，2021，19（22）：7561-7569.17闵华，李青松.中草药对5种植物病原菌的抑菌活性研究J.安徽农业科学，2009，21（31）：165.18黄奔立，朱华，顾艳，等.中草药对5种蔬菜病菌的抑制作用J.扬州大学学报，2006（3）：145.19唐卿雁.中草药在果蔬保鲜中的应用J.食品研究与开发，2005，26（4）：232.20董晓菊，宿献贵，李文香，等.中草药提取液对甜樱桃保鲜效果的影响J.北方园艺，2008（9）：145.21窦玥.两种槭树的组织培养和防治组培污染的初步研究D.大连：辽宁师范大学，2010.22张春艳，吴瑜.我国槭树科组织培养研究进展J.北方园艺，2014（7）：181-184.（责任编辑：张素清）（上接第47页）为 A3B2C3D1，即 V珍珠岩 V河沙=1 1 混合为基质，激素种类为 ABT 生根粉 1 号，质量浓度为 10 000 mgL-1。参 考 文 献：1邵春艳，连永刚，岳成亮，等.胶东卫矛全光喷雾嫩枝扦插成活影响因子的研究J.吉林林业科技，2020，49（3）：8-10.2余潇，赵振宁，平怀磊，等.外源激素处理对濒危植物千果榄仁扦插生根的影响J.湖北民族大学学报（自然科学版），2022，40（1）：1-8，102.3高燕，蒋昌华，张春英.基质对6个木槿品种硬枝扦插生根效果综合评价J.浙江农业科学，2022，63（6）：1298-1301.4颜廷武，朱健，马悦，等.生根剂、穗材及基质对蒙古栎插穗生根能力的影响J.辽宁林业科技，2023（1）：21-24.5于世河.蒙古栎育苗技术研究进展J.辽宁林业科技，2022（3）：49-52.6闫文涛.蒙古栎嫩枝扦插繁殖技术及其生根机理的研究D.沈阳：沈阳农业大学，2017.7黄秦军，李文文，丁昌俊.蒙古栎嫩枝扦插繁殖技术研究J.西南林业大学学报，2013，33（1）：27-33.（责任编辑：张素清）60