朝鲜淫羊藿的繁殖技术研究进展※
2020-12-24容路生王英哲肖井雷孙云龙姜大成
●容路生 王英哲 肖井雷 孙云龙 姜大成
(长春中医药大学 吉林 长春 130000)
淫羊藿为《中国药典》(2015年版)收录品种,其基原植物之一为小檗科淫羊藿属植物朝鲜淫羊藿(Epimedium koreanum Nakai),又名仙灵脾、三枝九叶草、羊藿叶等[1]。朝鲜淫羊藿具有补肾阳、强筋骨、祛风湿等功效[2]。朝鲜淫羊藿为吉林省道地药材,目前的药用资源主要依靠野生,但由于人们肆意采挖,缺乏保护意识,使其生态资源被破坏,蕴藏量逐年减少。因此,开展朝鲜淫羊藿的有性繁殖和植物组织培养迫在眉睫,在取得经济效益的同时,亦能够促进其生态环境的恢复,保护野生资源及环境。
1 朝鲜淫羊藿有性繁殖的研究
杨利民[3]等研究朝鲜淫羊藿不同生境种群生物量与更新潜力时,发现朝鲜淫羊藿平均开花率不超过8%,平均结果率不超过6%,最低开花率和结果率均在次生杂木林之下,仅有2%和0.8%。另外,朝鲜淫羊藿开花率和结果率的变异系数随生境条件的不适宜性增强,并随根茎龄级增加而明显增大,说明生境条件变差和生理功能衰退导致其种群增殖的不确定性增加。
研究发现,在人工用种子种植朝鲜淫羊藿时,要通过层积处理来促进其种子的萌芽,完成其种胚的分化[4]。朝鲜淫羊藿种子在休眠过程中,外部形态无异常,种胚结构未分化,在后熟过程中,其种胚结构逐步发育、进一步生长形成子叶胚,完成其种胚的形态后熟,并继续低温解除生理休眠,种子才可萌发出芽。
才燕[5]等研究朝鲜淫羊藿种子繁育时,发现其种子干燥后播种,出苗率大大降低,所以种子采摘后,应马上播种。郭杰[6]等研究淫羊藿种子生活力检测及条件时,发现淫羊藿种子在储藏180d后生活力迅速下降,储藏1年后基本失去生活力,淫羊藿种子生活力测定最佳条件是将种子在清水中浸泡3h,用 1.0%的TTC溶液染色 50min。生产上可以采用此法播种,增加其田间出苗率。王晶[7]等研究朝鲜淫羊藿种子时,发现其种子透水性好,无机械障碍,种胚形态后熟。故应对朝鲜淫羊藿种子暖温(15~20℃)沙藏3个月,再低温(1~4℃)沙藏1~2个月,可加速种胚的发育。
朝鲜淫羊藿种子繁殖较为困难,原因是朝鲜淫羊藿植物开花率和结果率极低,种子产量很低,极少看见种子繁殖的实生苗。朝鲜淫羊藿种子在自然条件下萌芽出苗需1年左右,这是由于种子休眠现象明显、种胚的形态后熟且种子内含有萌发抑制物质所引起的,即使经过休眠处理,其种子出苗也得6~8个月。
2 朝鲜淫羊藿无性繁殖的研究
朝鲜淫羊藿的无性繁殖方式包括根茎繁殖和植物组织培养[7]。
2.1 朝鲜淫羊藿的根茎繁殖
关于朝鲜淫羊藿根茎繁殖的研究较多,在实际生产中应用较为广泛。主要是在每年的4~5月萌芽前或9~10月地上茎叶枯萎后,挖取其1~3年生的地下根茎,选取带芽的粗壮根茎,切成长8~10cm、带有1~2个芽的小段,留取须根,用赤霉素800倍体积或生根粉浸根5s后移栽。杨利民[3]等研究朝鲜淫羊藿无性繁殖维持种群更新和增长时发现,2龄根茎无性繁殖活力最高,3龄、4龄根茎产生的潜伏芽较1龄根茎数量显著减少,而4龄根茎的潜伏芽100%不能发育成1龄根茎,2龄根茎产生的潜伏芽和1龄根茎数量平均占80%以上,5龄以后的根茎不再有无性繁殖活力[8]。
朝鲜淫羊藿在根茎繁殖时,一定要注意保护其潜伏芽,尽可能不要碰撞,保证其完整性,以保证出苗率及翌年的产量,避免减产,造成损失。
2.2 朝鲜淫羊藿的组织培养
吴劲松[9]等以朝鲜淫羊藿为材料,研究其种群的无性系构型,发现朝鲜淫羊藿种群更新以营养繁殖方式为主,无性系种群则是以稀疏游击型模式为主,其根茎合轴分枝,分枝数少,分枝角度不规则。朝鲜淫羊藿的根茎间生次序分级明显,分株地上部分只能存活1年,其根茎至少可存活9年[10]。1龄根茎的数量和物质贮量对翌年地上分株的数量和质量以及无性系种群的更新与扩张具有重要的生物生态学意义[9]。
2.2.1 以芽、叶、茎为外植体 龚娜[11]等以朝鲜淫羊藿分蘖芽为外植体,探讨其消毒和诱导的影响因子,按不同消毒时间、不同基本培养基、不同浓度的生长调节物质,对其芽的诱导与增殖条件进行系统研究,结果显示,最好的消毒方法为75%的乙醇消毒30s,再用0.1%的氯化汞(HgCl2)消毒2min,外植体存活率高达87.5%。芽诱导适宜的培养基为WPM+1.5mg/L 6-BA+0.5mg/L IBA+0.5mg/L GA,诱导率为81.67%。芽增殖的适宜培养基为WPM+1.5mg/L 6-BA+0.5mg/LIBA。李春鹏[12]等以朝鲜淫羊藿幼叶叶尖和嫩叶柄分枝点为外植体,研究外植体灭菌时间,结果显示,叶尖和分枝点灭菌时间均为6min,存活率分别为71.67%和73.33%。诱导叶尖愈伤组织最佳培养基为1/2MS+2.0mg/L2,4-D+0.4mg/L 6-BA+0.5rng/LNAA,诱导率为48.33%。分枝点最佳培养基为MS+3.0mg/L 2,4-D+0.2mg/L 6-BA+0.5mg/L NAA,诱导率为31.67%,叶尖愈伤组织在(4±0.5)℃低温处理180d后能够分化,分化率为54.4%。KT质量浓度为 1mg/L时,增殖效果最好,增殖系数为2.35。詹立平[13]等以淫羊藿的土芽和嫩叶为繁殖材料,研究淫羊藿愈伤组织诱导的适宜条件,结果显示,土芽的诱导率高于嫩叶的诱导率,土芽可作为最佳的繁殖材料,其最佳诱导条件的培养基为1.0mg/L 6-BA+1.0mg/LNAA+MS+蔗糖20g/L+琼脂6g/L,诱导率达到90.0%。王晶[14]等以朝鲜淫羊藿幼叶、叶柄和茎尖等作为材料,研究外植体愈伤组织诱导条件,发现成熟离体胚和茎尖诱导效果较好。以成熟离体胚为外植体时,培养基条件为1/2MS+0.4mg/L NAA+1.0mg/L6-BA。以茎尖为外植体时,培养基条件MS+2.0mg/L 2,4-D+0.5mg/L 6-BA+1.0mg/L NAA,且需在25℃黑暗条件下培养1周,再转入2 000lx光照下培养,效果最佳
2.2.2 以种胚为外植体 李春鹏[15]等以朝鲜淫羊藿的种胚为外植体,研究其最佳的消毒方式,发现用体积分数为 0.1%的氯化汞溶液对种子表面消毒8min,再对种胚消毒5s,种子存活率为71.11%,其诱导的适宜培养基条件为1/2MS+1.0mg/L6-BA+0.5mg/L NAA+0.5mg/LIBA+3mg/L蔗糖,诱导率为47.78%。愈伤组织增殖的最适宜培养基为 1/2MS+0.5mg/L KT+0.3mg/L NAA,增长率为172.67%。丛生芽增殖的最适宜培养基为1/2MS+2.0mg/L6-BA+0.4mg/L NAA,增殖系数为2.78。0.5mg/L NAA的生根效果最好,生根率为43.33%。
朝鲜淫羊藿的人工栽培还未取得实质上的成功,仅能作实验室研究,尚无法大面积栽培,朝鲜淫羊藿的植物组织培养研究较少,成果不明显,还无法应用到实际生产中。
3 讨论和展望
朝鲜淫羊藿的种子繁殖较为困难,但种子作为繁殖体,能够选育出优势种质,遗传性状十分稳定,有利于种源保护,应进一步加强研究,使其能满足朝鲜淫羊藿的实际生产需求和品种保护。
目前朝鲜淫羊藿的栽培主要是根茎移栽和野生植株移栽,但优势植株选择困难,缺乏研究,扩大繁殖不易实现,且容易出现病虫害,给田间管理带来难度。朝鲜淫羊藿的组织培养研究进展迟缓,成果不佳,目前研究集中于怎样选择较好的外植体和调配诱导愈伤组织的培养基,以芽为外植体诱导率高,且诱导效果最佳;以叶尖、茎尖为外植体,需外加条件,诱导才能达到预期效果。因此,朝鲜淫羊藿优良无性系的研究应当列为当前的重点,进一步加强研究,为朝鲜淫羊藿的繁育和栽培工作奠定基础。