红掌组织培养育苗技术的研究进展

王德欢，施先锋，张 娜，葛米红，李爱成，周谟兵

（武汉市农业科学技术研究院作物科学研究所，湖北武汉430345）

红掌组织培养育苗技术的研究进展

王德欢，施先锋，张 娜，葛米红，李爱成，周谟兵＊

（武汉市农业科学技术研究院作物科学研究所，湖北武汉430345）

红掌（Anthurium andraeanum）为天南星科花烛属多年生常绿草本植物，具有花形美、花色鲜艳和花期长等特点，种植经济效益较高。红掌传统的分株繁殖由于其分蘖能力弱，造成繁殖系数低；种子繁殖的种子难以获得，且播种到成苗周期长。红掌组织培养育苗能保持母本的优良品性，目前商业生产主要通过组织培养进行繁殖育苗。为促进红掌组织培养育苗技术的研究与推广，对红掌组织培养育苗过程中外植体处理、组培发生途径、培养基配方、光照条件和炼苗移栽等关键技术进行综述，并提出存在的问题与对策。

红掌；组织培养；育苗

红掌（Anthurium andraeanum）又名花烛或安祖花，为天南星科花烛属多年生常绿草本植物，原产于南美洲热带雨林。其花形奇特优美、花色鲜艳、花期特长，是现代居室、各种大型活动场所不可多得的装饰珍品，种植经济效益较高。红掌传统繁殖方式多采用分株繁殖，但由于分株繁殖后分蘖能力弱，其繁殖系数低。也有进行种子繁殖的，种子繁殖属于有性繁殖，而红掌结实率低、种子难以获得，且播种到成苗周期长，不易获得幼苗。此外，红掌还可进行扦插繁殖，但扦插繁殖同样存在繁殖速度慢的问题［1］。

近年来，由于红掌组织培养育苗周期短、繁殖快，可周年生产并大量供应，并且培育的红掌幼苗生长整齐、生长期一致、管理方便、携带病毒少、抗病能力强、成活率高，能保证母本优良品种的特性，所以红掌商业栽培生产多采用组织培养技术繁殖幼苗［23］。与此同时，国内学者对红掌组织培养育苗的关键技术也进行了诸多研究。为促进红掌组织培养育苗技术的应用与推广，笔者等对红掌组织培养育苗技术研究进展进行综述，以期为其生产应用提供理论依据。

1 组织培养前准备

1.1 外植体选择

组织培养的首要问题就是外植体的选择，它是影响红掌组织培养的重要因素之一。外植体的形态、生长部位、生理状态均会对植物组织培养体系的建立产生影响，与大多数植物相同，红掌的外植体来源也很广泛，叶片［4］、叶柄［5］、根［6］、茎［7］、芽［8］、甚至苞片［9］和花序轴［10］都能作为外植体分化培养成一株完整的红掌组培苗。其中，以叶片、叶柄和茎作为外植体的研究报道居多，不同外植体诱导分化的差异也很大，有研究［11］表明，对于大多数品种的红掌，不同外植体的诱导率和分化率依次为茎段＞叶柄＞叶片。总体而言，不论以哪种器官或组织作为外植体，一般都会从生长健壮、无病虫危害的植株上选择幼嫩的生长部位作为外植体，因为幼嫩部位生长旺盛、分化能力强、所含病毒也较少［12］。

1.2 外植体灭菌

外植体的灭菌处理关乎其能否健康生长分化成苗，灭菌可采用酒精、次氯酸钙、氯化汞（升汞）、双氧水及抗生素类药剂等进行［13］，也有通过改变培养基pH进行灭菌处理［14］。除消毒灭菌剂类别对后续培养污染状况产生影响外，消毒灭菌时间也会对外植体健康生长产生一定的影响。潘英文等［15］以“粉冠军”和“米多蕊”红掌作为研究对象，采用升汞作为消毒灭菌剂，设定不同消毒时间，发现升汞处理8min灭菌效果最佳。采用单一灭菌剂效果不及多种灭菌剂复合使用效果，兰芹英等［11］通过对6个红掌品种的外植体灭菌研究认为，红掌幼嫩叶片表面灭菌的最佳程序是先用0.01%KMn O410min，然后通过0.05%农用链霉素、0.05%制菌霉素和0.05%头孢唑林钠各处理20min，最后用75%乙醇30s和升汞灭菌2min，污染率为零；而仅用升汞灭菌处理的外植体污染率达25%。虽然多种灭菌剂复合使用灭菌效果更加彻底，但由于程序繁琐复杂，因此研究［1618］中使用最广泛的灭菌流程为将外植体用自来水冲洗10～20min后，转到75%酒精中浸泡30～60s，再用无菌水冲洗2～3次，接着用0.1%升汞溶液浸泡灭菌8～10min，最后无菌水冲洗3～5次；除第一步自来水冲洗过程外，其余过程都应在超净工作台上进行。

1.3 发生途径的选择

红掌外植体组织培养过程中生长和分化主要有2种途径，即器官发生途径和胚状体发生途径。器官发生途径又分直接器官发生途径和间接器官发生途径，前者是腋芽或顶芽直接分化形成器官最终形成完整植株，此途径不经过愈伤组织的诱导分化、变异系数小、能够保持原品种的特性；后者先形成愈伤组织，再分化形成不定芽，所以又称为不定芽途径。由于前者能够保持原有品种的优良特性且繁殖周期短，所以更受研究人员青睐［19］。王晶［14］以红掌基部萌蘖腋芽作外植体，接入1／2MS＋6－BA 1.0mg／L＋IBA 0.1mg／L培养基上，以直接器官途径的日分化率达93%，且15d即可分化出腋芽，30d即可分化出新的再生植株，繁殖周期明显缩短。胚状体途径是指在植物组织培养过程中，体细胞形成类似有性生殖过程中的合子胚发育过程的胚胎发生途径，因此也称体细胞胚胎发生途径。现有的文献报道［2022］中，红掌组织培养以器官发生途经居多，且多以间接器官发生途径实现外植体的诱导和分化，即一般红掌组织培养幼苗先后经历愈伤组织诱导、继代增殖和生根3个培养阶段。但也有通过胚状体途径实现红掌外植体分化过程的报道，刘雪莲等［23］研究发现，以红掌“亚丽桑娜”的新生嫩叶为外植体在MS＋2，4－D 0.5mg／L＋6－BA 0.05 mg／L的培养基上胚性愈伤组织诱导率达83%，在MS＋6－BA 0.5mg／L的培养基上胚状体发生率达85%。

2 组织培养条件

2.1 培养基配方

培养基作为植物组织培养过程中的营养来源，其成分直接影响外植体生长状态。目前，根据不同品种和不同外植体，已有很多红掌的离体培养体系。基本培养基多选择MS培养基或1／2MS培养基，再加以不同配比的植物生长调节剂，以诱导外植体分化。植物组织培养常用培养基众多，崔瑞峰等［24］对叶片愈伤组织诱导发现，不同培养基其愈伤组织发生时间先后顺序为MS＞B5＞Nitsch＞1／2MS＞N6，愈伤组织诱导率依次为MS＞Nitsch＞1／2MS＞N6＞B5。有文献［2526］指出，在基本培养基中，红掌外植体褐化现象时有发生，在适当降低大量元素中的硝酸盐含量后，能一定程度的减少外植体褐化率。

除了基本培养基外，在诱导外植体分化过程中往往需要植物生长调节剂发挥相应的作用。根据不同的培养目的，所加激素也会不同，生长素促进不定根的形成而抑制不定芽的发生，而细胞分裂素能够促进不定芽的发生［27］。常用的生长素有IAA、IBA、NAA和2，4－D，细胞分裂素有6－BA、KT、ZT和TDZ。但IAA、IBA、ZT稳定性受光照、温度的影响较大，不能采取高压灭菌需过滤除菌［13］。此外，还有研究［2829］认为，较高浓度的2，4－D可在初代培养后残留于外植体内，从而抑制愈伤组织进一步分化形成器官。

2.2 光照条件

光是植物生长发育的能量来源，光照在组织培养中会直接影响外植体的分化，并且光强、光质以及光照时间的长短都能影响植物的生长和发育。只有适宜的培养条件才能获得最佳的红掌组培苗，目前研究最多的是光照在红掌组织培养过程中的应用。费昭雪［30］提出，光培养不但对愈伤组织的诱导有利，而且能够明显地促进不定芽生长，以光照强度一的自然散射光最好，而暗培养不利于红掌愈伤组织的发生和不定芽的生长。还有研究表明，光照培养是诱导愈伤组织的必要条件，若进行黑暗培养则愈伤组织诱导率为零［31］。但陶清良［32］的观点与这些研究结果并不一致，其认为，暗培养条件更有利于红掌叶片愈伤组织的诱导，同时还发现暗培养条件有利于抑制外植体的褐化现象发生。Gu等［33］通过红掌“Alabama”不定芽在不同光质下生根培养发现，与传统白色荧光灯相比，红光加蓝光组合的LED灯光照培养的生根数量、根长、根鲜重、根干重和叶面积的效果相当；芽长依次为蓝光（6.83cm）＞红光（4.77cm）＞蓝光＋红光（4.13cm）＞黄光（4.05cm）＞白光（3.18cm），但生长在蓝光加红光下的组培苗不仅鲜重和干重显著大于其他光质培养的组培苗，且其组培苗的根冠比更加均一。

3 组织培养幼苗的炼苗及移栽

组培瓶苗在移栽前通常需要经过一定条件的炼苗处理，以提高瓶苗的抗逆性。陈木兰［34］通过试验比较发现，不同的炼苗处理对红掌移栽成活率差异很大，将组培瓶盖打开置于大棚中炼苗移栽比在室内打开瓶盖炼苗后移栽成活率高，且在棚中炼苗的同时在组培瓶中加入少量水可以进一步提高成活率，这可能是由于大棚中炼苗比室内炼苗更有利于组培苗快速适应大棚新环境，而水分的添加能够减少因炼苗时蒸腾作用导致的植物缺水症状。此外，很多研究［3537］提出，移栽前除需要对瓶苗进行开盖炼苗外，还需要对组培苗根部用消毒药剂（KMO4、多菌灵或百菌清）浸泡后再进行移栽。尹俊梅等［38］指出，移栽的方式与基质配方均会对红掌的成活率及生长产生影响，其中苗床栽培的红掌成活率高于穴盘栽培，以椰糠∶珍珠岩＝2∶1配比组成的基质有利于植株的生长。还有报道［39］认为，选用泥炭土＋水草＋珍珠岩（2∶1∶1）作为组培苗移栽基质对红掌生长效果较好，红掌移栽成活率达96%，植株生根数、根长、株高等指标均优于其他处理。

4红掌组织培养繁殖技术存在的问题及对策

自1974年Pierik等［40］首次成功组织培养红掌幼苗以来，国内研究人员相继进行了很多红掌组织培养繁殖技术的研究，积累了一定的经验与数据，同时，在红掌组织培养繁殖过程中也还存在一些问题。第一，由于外植体材料不同，很多已有报道的组培繁殖体系在生产上并不能广泛适用；第二，针对市场上消费者青睐的新优品种的组织培养繁殖技术研究报道不多；第三，新技术的利用较少，诸如利用无糖组培技术、新型LED光源等；第四，组织培养繁殖过程中，材料污染、褐化和玻璃化等现象依然突出。针对上述问题，首先，应加强针对不同品种尤其是新优品种研究建立不同的组培快繁体系；其次，要及时消化、吸收并应用组培新技术新方法；最后，要制定并实施实用的组培繁育技术标准化流程。

［1］林茂，王华新，唐遒冥，等.红掌组织培养研究进展［J］.北方园艺，2012（24）：192－196.

［2］陈彦霖.红掌组培苗的移栽及养护管理关键技术［J］.现代园艺，2015（13）：58－59.

［3］宋阳.红掌盆花生产关键技术［J］.现代园艺，2014（5）：39.

［4］祝剑峰，李芬，汪焱军.红掌组织培养快繁技术研究［J］.绿色科技，2015（3）：51－53.

［5］高月荣，牛俊海，杨光穗，等.红掌‘Fiesta’和‘Altimo’离体繁殖体系的建立［J］.基因组学与应用生物学，2013，32（3）：399－403.

［6］张运峰，胡 芬.红掌组培再生植株中表型突变体的ISSR分析［J］.北方园艺，2014（21）：101－104.

［7］何贵整，陈丽文，时群，等.红掌组培快繁技术研究［J］.北方园艺，2012（22）：115－118.

［8］刘玉冬，刘艳军，杨静慧.巨型红掌茎尖组织培养及快繁技术的研究［J］.安徽农业科学，2009，37（12）：5358－5359.

［9］徐彬，王广东，郭维明，等.花烛苞片离体培养及植株再生（简报）［J］.亚热带植物科学，2007（4）：55.

［10］朱饱卿，柴向华，李军，等.红掌的花序培养及快速繁殖技术研究［J］.中国农学通报，2004，20（4）：223－224.

［11］兰芹英，仇玉萍，张远辉，等.不同红掌品种的叶片、叶柄和茎段愈伤组织的诱导及植株再生［J］.西北植物学报，2003，23（6）：1006－1009.

［12］王蒂，陈劲枫.植物组织培养［M］.2版.北京：中国农业出版社，2014.

［13］胡尚连，尹静.植物细胞工程［M］.成都：西南交通大学出版社，2011.

［14］王晶.红掌组培苗优质高效繁殖技术的研究［D］.苏州：苏州大学，2014.

［15］潘英文，林明光，王安石.红掌工厂化育苗关键技术研究［J］.安徽农业科学，2011（14）：8237－8240.

［16］徐萌，孙丽，相元萍，等.红掌组织培养再生体系的建立研究［J］.安徽农业科学，2012，40（27）：13249－13250.

［17］文慧婷，张翠岭.红掌组培快繁技术研究［J］.现代农业科技，2006（7）：8－9.

［18］赵海红，张晓中，王慧瑜，等.红掌组织培养再生体系建立的研究［J］.农业科技通讯，2014（2）：98－99.

［19］邓秀新，胡春根.园艺植物生物技术［M］.北京：高等教育出版社，2005.

［20］吴红英，蔡林，何贵整，等.不同红掌品种在组培生产上的差异表现［J］.北方园艺，2012（16）：86－87.

［21］彭文君.红掌（Anthurium andraeanum）阿拉巴马品种的组织培养研究［D］.杭州：浙江理工大学，2010.

［22］武爱龙.红掌的离体组织培养与快速繁殖［J］.基因组学与应用生物学，2010，29（1）：185－190.

［23］刘雪莲，付志欣，顾地周.红掌“亚丽桑娜”体细胞胚胎发生的探研［J］.通化师范学院学报，2010（8）：35－37.

［24］崔瑞峰，杜娟，马瑞霞.红掌叶片愈伤组织诱导的研究［J］.江苏农业科学，2013（9）：24－26.

［25］夏时云，麦瑜玲，许继勇，等.提高红掌叶片愈伤组织诱导和植株分化及壮苗率的技术研究［J］.中国农学通报，2005，21（2）：45－48.

［26］周丽丽.红掌组织培养与植株再生技术的研究［D］.苏州：苏州大学，2012.

［27］谢丛华，柳俊.植物细胞工程［M］.北京：高等教育出版社，2004.

［28］汪希强，陶佩琳，张旭东，等.红掌组培快繁技术优化研究［J］.安徽农业科学，2012，40（33）：16052－16053，16080.

［29］凌雷.红掌快速繁育最适培养条件的筛选研究［J］.现代农业科技，2011（11）：212－213.

［30］费昭雪.红掌组织培养快速繁殖技术的研究［D］.杨凌：西北农林科技大学，2006.

［31］束晓春，彭峰，李乃伟，等.红掌组织培养研究［J］.江苏农业科学，2009（2）：67－69.

［32］陶清良.红掌再生体系建立及转CmDREB基因研究［D］.南京：南京农业大学，2012.

［33］GU A S，LIU W F，MA C，et al.Regeneration of Anthurium andraeanumfrom Leaf Explants and E－ valuation of Microcutting Rooting and Growth under Different Light Qualities［J］.HORTSCIENCE，2012，47（1）：88－92.

［34］陈木兰.红掌组培苗移栽技术研究及10个红掌品种ISSR分析［D］.福州：福建农林大学，2011.

［35］赖崇健，陈丽文，谭冬晓.红掌组培苗的移栽及栽培技术［J］.吉林农业，2010（5）：62－63.

［36］李际红，亓晓，王锦楠，等.红掌‘火焰’、‘阿拉巴马’组培快繁及再生方式的研究［J］.中国农学通报，2014，30（22）：203－208.

［37］林纬.红掌组培苗移栽技术［J］.山西林业科技，2014（4）：42－44.

［38］尹俊梅，王存，黄素荣，等.不同栽培方式与基质配方对红掌组培苗移栽成活率及生长的影响［J］.热带作物学报，2011，32（4）：608－612.

［39］陈木兰，叶炜，赖钟雄，等.红掌组培苗生根移栽的技术［J］.福建农林大学学报（自然科学版），2012（3）：225－231.

［40］PIERIK R L M，STEEGMANS H H M，VAN－DERMEYS J A J.Plantlet formation in callus tissues of Anthurim andraeahumLind［J］.Scientia Horticuhurae，1974（2）：193－198.

（责任编辑：姜 萍）

Research Progress in Tissue Culture Seedling－raising Technique of Anthurium andraeanum

WANG Dehuan，SHI Xianfeng，ZHANG Na，GE Mihong，LI Aicheng，ZHOU Mobing＊
（Institute of Crop Sciences，Wuhan Academy of Agriculture Science ＆Technology，Wuhan，Hubei 430345，China）

A.andraeanum，aperennial evergreen herbage belonging to Araceae，is of the features of beautiful flower shape，bright color and long florescence，anDThe economic benefit was high.Traditional division propagation is of low propagation coefficient because of the weak tillering ability，seed propagation has such disadvantages as unavailable seeds，long period from seeding to seedling.Tissue culture seedlingraising could maintain the excellent maternal feature，A.andraeanumis mainly produceDThrough the tissue culture seedling－raising technology in commercial production.In order to promote the research and popularization of tissue culture seedling－raising technique of A.andraeanum，the research progress in tissue culture seedling－raising technique of A.andraeanumwere reviewed in this paper，including explants treatment，differentiation pathway，medium formula，illumination condition，acclimatization anDTransplants.Furthermore，problems that might have and strategies were proposed as well.

Anthurium andraeanum；tissue culture；seedling－raising

S682

A

1001－3601（2016）10－0435－0107－04

2016－04－11；2016－09－30修回

武汉市农科院2016年创新项目“工厂化育苗种苗生长调控与红掌组培快繁技术集成研究”（CX201614）；公益性行业（农业）科研专项经费资助“蔬菜种子特征参数与嫁接育苗工艺的研究”（201303014－06）

王德欢（1986－），男，助理农艺师，硕士，从事蔬菜与花卉种苗繁育研究。E－mail：wdhuan1987＠qq.com

＊通讯作者：周谟兵。E－mail：1429773192＠qq.com