植物生长调节剂在樱花组织培养中的影响研究进展

陈传红*，古晓斌

（东华理工大学化学生物与材料科学学院，江西南昌 330013）

樱花（Cerasus ssp.）隶属于蔷薇科李亚科樱属，是一种著名的观赏树种，原产于北半球温带环喜马拉雅山地区，在世界各地都有生长，但主要分布于中国、日本和朝鲜[1]。樱花品种约有300 余种，其中野生樱花约150 种，原产于中国的野生品种33 种，其他是通过园艺杂交所衍生得到的品种[2]。樱花株型优美，花色艳丽，为早春极具观赏价值的苗木；樱花对SO2污染物的吸附能力较强，具有净化空气的作用，在园林上具有极大的应用价值[3]。

近年来，随着我国经济的发展和人们生活水平的不断提高，名贵樱花走俏市场，苗木供不应求，传统的樱花营养繁殖方法繁殖速度慢，无法满足市场需求，加之多代繁殖易产生茎瘤病毒，使植株生活力、抗逆性下降，花形、花色劣变。植物组培技术具有繁殖系数大，成苗周期短，并能保持植株优良性状稳定遗传的特点，为樱花的快速繁殖提供了一条有效途径[4-5]。本文综述了近20 多年来国内外樱花组织培养中植物生长调节剂的影响研究现状。

1 研究现状

根据资料记载，最早开展樱花组织培养研究的是国外学者Boxus，于1974 年用樱花分生组织进行组织培养研究获得了丛生芽[6]。之后许多研究人员对樱花展开了组培研究，研究内容主要集中在植物生长调节剂选择、浓度及配比、培养条件对启动培养、增殖培养、生根培养的影响作用，如张灵灵等对樱花的组织培养研究进行了部分总结与报道[5]。目前樱花组织培养的研究主要集中在樱属果树品种上，如欧洲甜樱桃（C.avium）、酸樱桃（C.vulgaris）、樱桃砧木（C.vulgaris）等果用价值较高的种类上[5-6]，对于观赏价值较高的樱花种类研究相对较少，仅涉及福建山樱花（C.campanulata）、早樱（C.sabhirtella）、关山樱（C.serrulata）等[5,7-8]。在樱花的组织培养中，外植体多采用3～4 月份的新萌茎段，器官幼嫩，处于半木质化状态，有利于诱导愈伤组织和丛生芽，诱导率高[5]，愈伤组织的诱导也可采用当年生叶片。对于基本培养基的选择，大多研究以MS 为基本培养基，少数使用WPM 和QL[9-10]，丛生芽诱导时用1/8 MS-MS 基本培养基，继代培养采用全价MS 基本培养基，生根培养则采用1/2MS 基本培养基效果较好[7,11]。

2 植物生长调节剂在樱花组织培养中的应用

2.1 植物生长调节剂对芽诱导的影响

樱花组织培养过程中不仅与植物生长调节剂的种类与组合有关，还与激素组合间的浓度比值有关。研究表明，在樱花的芽诱导中常用到的植物生长调节剂有细胞分裂素类BA、KT 和TDZ，生长素类如IBA、NAA及赤霉素GA3。在培养基中添加细胞分裂素类（BA 或KT）0.5～2.0 mg/L和生长素类（IBA 或 NAA）0.01～0.2mg/L，且细胞分裂素/生长素的比值在10～20时适合于大多数樱花的芽萌发[12]。王光萍等用福建山樱花的嫩枝为外植体进行培养时发现在BA 1.0mg/L（或者KT 1.0mg/L）和IBA 0.01mg/L 的配方培养基上丛生芽分化较好[7]；冷天波等以春梢枝段为材料，BA 2.0mg/L+NAA 0.2mg/L，诱导率为85%[13]；也有研究表明TDZ 有较好的芽诱导效果，Bhagwat 等用甜樱桃的组培苗叶片进行芽的诱导，添加TDZ 0.5mg/L 和NAA 0.05mg/L 时芽诱导率高达71%[14]。但也有研究表明BA 有更好的效果，Feeney 等研究欧洲甜樱桃的组培时发现，培养基中添加3μM 的BA，芽诱导率高达100%[15]。贾利娜在福建山樱花不定芽的增殖培养过程中，GA30.3mg/L 对从生芽增殖有促进作用，并减少了丛生芽莲座问题的发生[16]；李蒙在山樱花的组培中发现，以GA3浓度为9.00～12.00mg/L 为最适壮苗组合[17]。

2.2 植物生长调节剂对愈伤组织诱导的影响

付影研究发现，6-BA 浓度对钟花樱嫩枝愈伤组织分化率有极显著影响[18]，以MS 为基本培养基6-BA浓度0.1～5.0mg/L 均可诱导愈伤组织分化，当6-BA 浓度为5.0mg/L 时，外植体启动速度最快，平均启动速度仅为11.07d，愈伤组织分化率也最大，为89.47%；当6-BA 浓度为4.0 mg/L时，芽诱导率达到最大，为52.60%。王贤荣等在研究钟花樱时以叶片和叶柄为外植体诱导愈伤组织，当培养基中只添加1 种植物生长调节剂（BA 或NAA）时，愈伤组织诱导率分别只有62.0%和44.3%，在培养基中分别加入0.5mg/L 的2,4-D 时，诱导率提高到94.5%，由此说明2,4-D 对叶片和叶柄形成愈伤组织有明显的促进作用[19]；邹娜等以福建山樱花的茎段和叶片进行愈伤组织的诱导，在培养基中添加2,4-D 2.0mg/L 和BA 0.5mg/L，叶片和茎段的诱导率分别高达91.3%和83.3%，福建山樱花愈伤组织诱导的影响，最佳培养基为MS+6-BA 1.0mg/L+2,4-D 2.0mg/L+NAA 1.0mg/L，最佳增殖培养基为 MS+6-BA 0.5mg/L +2,4-D 1.0mg/L +NAA 0.5mg/L[20]；王光萍等用福建山樱花的嫩枝进行诱导，当BA 或KT 浓度为2.0～5.0mg/L 时容易脱分化从而形成愈伤组织，芽分化则相对较少[7]。

2.3 植物生长调节剂对芽增殖的影响

细胞分裂素在樱花组培中的芽增殖培养过程中起着重要的作用，许多研究表明随着细胞分裂素浓度的增加，芽增殖效果显著提高，而芽长则与之呈负相关关系，当浓度过高时，会对芽的生长产生不利影响，如出现玻璃化现象和畸形芽等[9,21-22]。有研究显示，低浓度的赤霉素对提高丛生芽的增殖和生长有明显的促进作用；朱育端研究发现，添加0.5 mg/L 的GA3有利于东京樱花芽的伸长和生长适当的组合和浓度比对芽增殖培养有明显的促进[23]，王贤荣等在钟花樱的组培研究中发现，BA 和NAA 配合使用对幼芽增殖的影响是以BA和NAA 质量浓度为20 ∶1 时最佳,增殖率可达460.0%[19]。

2.4 植物生长调节剂对组培生根的影响

樱花为木本植物，生根诱导比较困难，研究显示生长素对樱花不定根的诱导有着比较显著的作用，常用的生长素有NAA、IBA、IAA 等，影响作用为IBA＞IAA＞NAA。Liu 等在黑樱桃的生根试验中用IBA 2.5 mM 浸芽基部3min，生根率达70%～76%[24]；王光萍等对福建山樱花的研究发现使用单一的生长素或者2 种生长素生根率非常低，而使用2 种生长素结合一定浓度的细胞分裂素生根率明显提高，且根系较为粗壮。在NAA 1.0mg/L+IBA 1.0mg/L+BA 0.75mg/L 配方中，生根率达90%以上[7]；也有专家提出认为NAA 和IBA 组合使用时生根效果更好，李艳敏等对关山樱的研究表明NAA 和IBA 当浓度低于0.05mg/L 时促进生根，生根率达到100%，高于0.05mg/L 时则抑制生根[25]。

木本植物组培中的生根诱导培养普遍比较困难，研究显示NAA、IBA 和IAA 等生长素的组合对樱花生根诱导起着重要作用。Liu 等在黑樱桃的生根试验中用IBA 2.5 mM 浸芽基部3min，生根率达70%～76%[24]；陈志伟等在微毛樱的生根诱导研究中发现在培养基中添加IBA 0.5mg/L 生根率高达100%[26]；对于樱花组培而言，使用单一的生长素生根效果并不明显。王光萍等在福建山樱花的研究中发现当使用2 种生长素结合一定浓度的细胞分裂素时生根率明显提高，且根系较为粗壮，在NAA 1.0mg/L+IBA 1.0mg/L+BA 0.75mg/L 配方中，生根率达90%以上[7]；也有研究者认为NAA 和IBA 组合使用时生根效果更好，李艳敏等对关山樱的研究表明NAA 和IBA 当浓度低于0.05 mg/L 时促进生根，生根率达到100%，高于0.05mg/L 时则抑制生根[26]。

3 问题与展望

目前，樱花组织培养主要存在培养品种的单一性，国内外樱花组培快繁领域的有关研究主要集中在果用价值较高的品种和大众观赏性的品种。而对于珍稀樱花品种的组培研究报道很少，原因可能是材料的来源非常有限。但现在人们的生活水平越来越高，珍稀观赏类樱花的市场需求越来越大。因此，开展珍稀樱花品种，如绿樱“御衣黄”等的组培快繁研究非常有必要。

此外，樱花组培过程中的褐化等问题在研究中普遍存在，外植体在离体培养过程中其伤口处分泌的多酚类物质被氧化，导致组织细胞坏死，影响其正常生长甚至死亡。目前较为有效的解决方法主要有：加入吸附剂如活性炭、初代培养中降低MS 培养基中大量元素的量即降低NH+的量以减少毒害作用、在培养基中加入抗氧化物质也能有效降低樱花的褐变发生；取材时减小切口大小、根据不同的樱花品种选择合适的消毒剂和消毒时间，避免光照过强和温度过高导致多酚氧化酶的活性提高致使的褐化。

大量研究表明，植物生长调节剂在樱花的组织培养过程中具有关键性的作用，知道这些物质组合与浓度比值能影响樱花芽、愈伤组织、根的诱导，但其影响机理如何并未得到揭示，因此在以后的研究中需要对这一领域进行探索与研究。