狭叶小金梅草组织培养与快速繁殖

李洪林，钟志祥，谢 娟，胡光万

(中国科学院武汉植物园，湖北 武汉 430074)

近几十年来，人们对仙茅科(Hypoxidaceae，APG分类系统)植物识别、栽培和药用价值方面的研究较多，也取得较大进展，但仅局限在仙茅属(Curculigo)植物的研究[1—4]。对该科小金梅草属(Hypoxis)的研究国内并不多见，但其价值不容忽视[5]。究其原因，是国内这个属的植物并不多，没有引起足够的重视。但是，小金梅草属植物的药用价值和用途却受到世界上其他国家的广泛关注[6—11]。

小金梅草属植物约100种，广泛分布于热带地区，我国仅 1种[6]。该属植物具球茎，可在地下躲过生长环境恶劣的冬季或旱季，直至下一个生长季节继续生长。其球茎切面呈现白色或黄色(有的为橙色)，具粘液，切口(或切片)暴露在空气中会很快被氧化变黑。本属的大多数种类叶基生，呈线形，分两列；花呈亮黄色。

小金梅草属植物具有广泛的药用与观赏价值。在非洲大陆具有悠久的药用历史，如Hypoxis hemerocallidea和H. colchicifolia是南非传统药物，可制作药酒，H. hemerocallidea亦被用作艾滋病的免疫助推器等；此外，小金梅草属植物由于多年生且观赏性较强，花期较长，无花时可观叶，也是园林地被植物的选择之一[7—11]。狭叶小金梅草(H.angustifolia)为小金梅草属植物，原产于非洲且分布十分广泛。非洲当地人很早就利用该植物治疗一些特殊的疾病，如刚果传统医学中，狭叶小金梅草通常被用作类血球和镰状细胞病的治疗药物[12]。此外，在非洲其他地方，它还被用作治疗疝气和温肾[10]。据研究，从狭叶小金梅草根状茎中分离的(Z)-1-(4-羟基苯基)-3-(4-羟基苯基)-l,4-戊二烯和亚氧苷等可能是主要的药用成分[13]。

为了研究和利用小金梅草属植物，本文以狭叶小金梅草为材料，展开组织培养研究，以期获得大规模幼苗组培技术，为后期研究和开发应用奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

狭叶小金梅草为多年生草本，高可达 45 cm，球茎近球形，直径1.5～3 cm。球茎切面为白色，球茎顶部为浓密刚毛。叶片线形或披针形，4～14枚，长可达 40 cm，叶边缘和中脉具浓密的毛。总状花序，1～6枝，15～20 cm长，多毛，每枝总状花序具花1～4朵，花黄色，直径10～18 mm，花柄柔软多毛。狭叶小金梅草主要分布在热带非洲，肯尼亚、坦桑尼亚、乌干达、南非等地都有分布[14—16]。本研究供试的狭叶小金梅草为 2015年采自非洲东部国家肯尼亚，当地海拔2000 m，属于赤道高原地区。采取当年7月初始花蕾作为外植体。

1.2 培养条件

(1)花蕾愈伤诱导培养基：MS + 6-BA 0.8 mg·L-1+ NAA 0.05 mg·L-1+ TDZ 0.1 mg·L-1；(2)愈伤诱导芽培养基：MS + 6-BA 0.5 mg·L-1+ NAA 0.02 mg·L-1+AC(活性碳) 0.2 g·L-1；(3)芽增殖与生根继代培养基：MS + 6-BA 1.0 mg·L-1+ NAA 0.1 mg·L-1+ 花宝 1 号1 g·L-1+ AC(活性碳) 0.2 g·L-1；(4)壮苗生根培养基：1/2MS + IBA 0.5 mg·L-1+ NAA 0.02 mg·L-1+ AC 0.5 g·L-1。以上培养基蔗糖浓度(1)、(2)、(3)为 3.0%，(4)为 2.0%；琼脂 5.5 g·L-1，pH 5.8，培养温度(25±2) ℃，连续光照 12 h·d-1，光照强度 2000 lx。

2 结果与分析

2.1 愈伤诱导

取母株当年长出的健壮初始花蕾(图1: a)，自来水冲洗1 h，先用75%乙醇消毒30 s，再用10%次氯酸钠溶液消毒25 min，无菌水冲洗8～10次，用消毒滤纸吸干表面水分，将花蕾接种至培养基(1)中。20～30 d左右花蕾中心开始膨胀(图1: b)，一周后逐渐有绿色嫩芽萌发(图1: c)，萌发诱导率30～50倍。

图1 狭叶小金梅草组织培养Fig. 1 Tissue culture of Hypoxis angustifolia

2.2 芽诱导及继代培养

将获得的侧芽切分成小段，转接入新鲜培养基(2)中芽诱导培养，30 d为1个继代增殖周期。一般1个芽可增殖形成3～5个侧芽；随着继代次数的增加，增殖速度逐渐加快，增殖系数可达10～20倍(图1: d)。30 d后，花蕾诱导出球形愈伤后，出现绿色丛生芽(图 1: e)。将丛生芽转接至新鲜的培养基(3)中进行芽增殖培养，诱导率10～15倍。

2.3 生根培养

丛生芽培养25 d逐渐成苗后(图1: f)，将其切开成单个植株，接至培养基(4)进行生根培养。30 d后长出4～6条根，生根率达95%。

2.4 炼苗与移栽

先将组培苗移至自然光照下，不打开瓶盖，使其逐渐适应外界环境。适应3 d后，将小苗取出，洗净根部琼脂，在阴处晾干，将生根苗移栽至泥土：蛭石按3：1配制的基质中，表面喷水，再用塑料薄膜覆盖，保持空气相对湿度60%以上，环境温度18～20 ℃，25～35 d可观察炼苗成活情况(图1: g)，6个月后成活稳定(图1: h)，成活率达80%。

3 讨论

狭叶小金梅草的组培繁殖此前未见报道，其组培技术仍处于摸索阶段。但仙茅科仙茅属植物在国内有一些研究[17]。与仙茅(Curculigo orchioides)的组培不同，本研究狭叶小金梅草组培的外植体为花芽，并取得成功，而根、茎、叶并没有产生诱导愈伤组织，推测狭叶小金梅草在细胞分化过程中，并非所有细胞都分化形成成熟组织，而是只有少数的孢原细胞遗留下来，当具备再生条件时，这类孢原细胞便可增殖。另一方面，狭叶小金梅草分化后的细胞，也较难脱分化再进行增殖，这在作者的多次试验中得到验证。狭叶小金梅草的组培取得成功，对于该种来自遥远国度的植物的研究已迈出第一步，为其繁育提供了方法，也为今后的扩大栽培以及应用奠定良好的基础。