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Progress on research of tissue culture of Siraitia grosvenorii

罗汉果组织培养研究进展



全 文 :#综述#
罗汉果组织培养研究进展
付长亮t o马小军t 3 o白隆华u o赵 鑫t
kt1 中国医学科学院 中国协和医科大学 药用植物研究所 o北京 tsss|w ~
u1中国医学科学院 中国协和医科大学 药用植物研究所广西分所 o广西 南宁 xvssuvl
≈摘要  就罗汉果组织培养的发展历程 o脱毒苗产业化存在的问题及其对策 o以及罗汉果组织培养的应用前
景等予以综述 o以期为今后的相关研究与应用提供参考 ∀
≈关键词  罗汉果 ~组织培养 ~脱毒 ~快繁
≈中图分类号  ≥ xyz ≈文献标识码  „ ≈文章编号  tsst2xvsukussxlsx2svux
≈收稿日期  ussw2ts2tv
≈通讯作者  3马小军 oר¯ }kstslyu{|sy|u o ∞2°¤¬¯}¬­°¤ƒ ³∏¥2
¬¯¦q¥·¤q±¨ ·q¦±
罗汉果 Μοµορδιχα γροσϖενορι ≥º¬±ª¯¨是我国特有
的葫芦科多年生草质藤本植物 o以果实入药 o具有止
咳祛痰 o润肠通便等功效 ∀罗汉果以种植雌株为主 o
由于种子繁殖后代中雄株比例偏高 o因此实际生产
中主要采取压蔓等营养繁殖的方式生产种苗 o繁殖
系数低 o且易患病毒病 ∀在主产区广西永福 o|s h以
上的罗汉果植株感染病毒病≈t  o病毒在植物体内世
代累积 o导致品种退化 o质量下降 o产量锐减 ∀离体
脱毒培养既能生产大量种苗 o同时也是解决罗汉果
病毒病的根本途径 ∀但罗汉果脱毒苗应用在生产取
得了一定效益的同时 o也出现了一些问题≈u  ∀笔者
在查阅相关文献基础上 o结合实地调查 o就罗汉果组
织培养的发展历程 o脱毒苗产业化存在的问题及其
对策 o以及罗汉果组织培养的应用前景等作了一系
统总结 ∀
1 组织培养研究
罗汉果的组织培养研究始于 t|{s年≈v  o林荣等
以罗汉果胚轴 !茎尖等材料为外植体 o进行了离体培
养的初步研究 ∀迄今为止 o关于罗汉果组织培养的
论文已发表多篇 o研究主要集中在离体快繁与脱毒
培养 ∀
111 以叶为外植体的研究
林荣≈w 等进行了较系统研究 o以罗汉果主栽品
种青皮果无菌苗的叶片为材料 o研究了细胞分裂素
及与生长素不同组合对芽形成的影响 ∀结果表明 o
…„与 Ž×均能诱导叶片产生愈伤组织 o但在愈伤分
化生成芽的过程中 …„ 是必需的 ∀ ≥附加 …„ t1s
°ª#pt n Œ…„ s1x °ª#pt组合效果最好 o形成芽的
频率达到 |u h o生成丛生芽的数目较多 ~在上述最
佳培养基上 o不同品种k长滩果 !拉江果及青皮果l苗
龄基本相同的无菌苗叶形成的愈伤组织都能诱导成
芽 o但同一品种不同株间形成芽频率和数目都存在
显著差异 ∀桂耀林≈x 等的研究表明罗汉果叶片较易
诱导愈伤组织 o但只有在 …„ t1s °ª#pt n Œ…„ s1x
°ª#pt培养基上生成的愈伤组织可进一步在此培
养基上诱导生成小植株 ∀苏明申≈y 等以罗汉果秋季
老叶和新生嫩叶为材料 o接种到愈伤与增殖培养基 }
≥ n …„ t1s °ª#pt n u ow2⁄s1t °ª#pt与 ≥ n …„
u1s °ª#pt n u ow2⁄ s1u °ª#pt ∀结果表明 o叶柄
诱导愈伤组织率较高 o叶片诱导愈伤组织能力较弱 o
其中幼叶较老叶诱导愈伤组织能力强 o老叶很难诱
导愈伤组织 ∀
112 以茎段为外植体的研究
周琦丽≈z 等以长滩果无菌苗带节茎段为材料 o
培养在 ≥ n …„ s1t °ª#pt n Œ…„ s1t °ª#pt培养
基上 o生成白色疏松的愈伤组织 o对培养不同时间的
愈伤组织切片观察表明愈伤组织可进一步分化 o但
较难生成芽 ∀腋芽在适宜的培养条件萌发分化 o形
成一至数条丛生的腋生枝 ∀
113 以胚为外植体的研究
林荣≈v 等将罗汉果无菌苗胚轴 !子叶接种到
≥ n …„ t1s °ª#pt n Œ„„ s1x °ª#ptk或 Œ…„ s1x
°ª#ptl培养基上 o实验结果表明胚轴 !子叶都能诱
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导出愈伤组织 o但生成的愈伤组织进一步分化成芽
的能力各异 o上胚轴和子叶分化成芽的频率较低 o而
下胚轴形成芽的频率较高 o且形成丛生芽 ∀
114 以茎尖为外植体培养脱毒苗及其检测的研究
病毒病是影响罗汉果产量和品质的一个重要因
素 o当前对罗汉果危害最大的病毒是花叶病毒 ∀罗
汉果感染花叶病毒后 o表现为沿叶脉黄化 !皱缩和花
叶 o严重的可使植株提早落叶 !藤蔓枯萎 o花小而少 o
且坐果少和畸形≈{  ∀蔡健和≈| 等鉴定罗汉果花叶病
病原病毒是西瓜花叶病毒2u 的一个株系 o暂定为
•  ∂2u罗汉果株系k •  ∂2u2∏²l ∀在产区普遍感染
花叶病且缺乏有效抗病品种的情况下 o脱毒培养罗
汉果种苗是去除花叶病的是一种有效措施 ∀
11411 茎尖分生组织培养脱毒苗 林治良≈ts 等的
研究结果表明 o离体培养的罗汉果茎尖越小 o脱毒效
果越好 o但越不易成活 o成苗时间也越长 ∀小于 t
°°的茎尖脱毒率为 tss h os1t ∗ s1u °°茎尖成活
率约为 yx h o培养 tz周才能成苗 ot °°茎尖也需要
z周才能成苗 ∀杭玲等≈tt 证明了上述研究 o并进行
了优化培养 ∀将罗汉果的无菌苗茎尖分生组织接到
≥附加 …„ t1s °ª#pt oŒ„„ s1t °ª# pt o琼脂
s1vx h o蔗糖 v h o³‹ x1{的培养基上培养 o当茎尖
在 s1x °°以下时 o培养 us §生出绿苗 oxs §左右才
能形成正常植株 o成活率只有 xs h左右 ∀当茎尖在
t1s °°时 ots §即可诱导出绿苗 ovs §左右可以形
成小植株 o成活率达 tss h o脱毒率也达到 tss h ∀
当茎尖超过 t °° o脱毒率下降 ∀
11412 热处理结合茎尖分生组织培养脱毒苗 此
方法的优点在于经热处理后可培养较大茎尖获得脱
毒苗 o克服了利用茎尖分生组织培养罗汉果脱毒苗
时剥离小茎尖分生组织耗时耗力 !容易死亡 !成苗时
间长等不足 ∀研究表明≈ts 罗汉果试管苗在 v{1x ε
条件培养 t周后 o切取 u °°茎尖正常条件下培养得
到试管苗脱毒率达到 tss h o效果最好 ∀同温度处
理延长 o或提高处理温度 o成活苗脱毒率为 tss h o
但组织损伤严重 o成苗周期延长 ∀
11413 脱毒苗检测 脱毒处理的罗汉果试管苗须
经严格检测 o证明没有病毒粒体存在后 o才能作为脱
毒苗 ∀目前主要通过以下 v种方法检测罗汉果试管
苗中是否去除花叶病毒 ∀
直接检测法 }对脱毒处理得到的罗汉果试管苗
移栽后与感染花叶病毒的植株进行植物形态比较 o
脱毒的种苗应生长健壮 !无花叶病毒特有的可见症
状≈ts  ∀
指示植物法 }以黄瓜作为指示植物 o脱毒处理的
罗汉果组培苗隔离土培 u个月后 o将未出现染病症
状的植株的叶片与明显染病植株的叶片用擦液法接
种于黄瓜上 o一段时间后观察无病叶接种黄瓜是否
有病毒症状从而鉴定相应植株是否脱毒≈ts  ∀
电镜观察法 }利用电子显微镜直接观察 !检查有
无病毒颗粒存在以及颗粒大小 !形态和结构 o借以鉴
定病毒种类 ∀
上述罗汉果病毒的检测方法都存在一定的不
足 o直接检测法和指示植物法操作方便简单 o但不能
做到快速检测 o且灵敏度有限 o可信度不高 ∀电镜观
察法能较快进行检测 o但灵敏度有限 o不能保证完全
脱除病毒 ∀近些年发展的酶联免疫法k∞Œ≥„l及
• ×2°≤• 等病毒检测方法具有灵敏 !快速 !特异性强
等优点 o在脱毒苗检测中应用较多≈tu  o但目前还未
见在罗汉果脱毒苗中应用报道 ∀罗汉果花叶病毒
k •  ∂2u2∏²l ∞Œ≥„ 技术相应的检测方法已建
立≈tv  o应尽快应用于脱毒苗检测 ∀
115 小结
罗汉果各种组织均易诱导愈伤组织 o但愈伤组
织分化成芽的能力因培养材料的基因型 !所选部位 !
激素组合等不同而存在较大差异 ∀由于通过愈伤阶
段生成的植株易发生变异 o快繁的最佳途径为以带
节茎段为外植体诱导腋芽成苗 o并在此基础上进一
步筛选分化率高和增殖能力强的无性系 o以提高繁
殖系数 ∀
罗汉果组织培养以 ≥为基本培养基 o琼脂浓
度为 s1vx h ∗ s1z h o蔗糖浓度为 u h ∗ v h o³‹ 为
x1{ ∗ y1s o培养温度为 ux ∗ uz ε o光照强度为
{ss ∗ t xss ¬¯o光照时间为 ts ∗ tu «#§pt ∀表 t列出
罗汉果组织培养常用培养基组成及其用途 o以供相
关研究与应用参考 ∀
2 罗汉果脱毒苗产业化存在问题及对策
由于罗汉果植株普遍感染病毒病 o脱毒培养一
直是罗汉果组织培养研究的重点 ∀罗汉果脱毒苗与
常规种苗相比有以下优点 }植株无花叶病毒 o生长旺
盛 o抗性好 ~当年即进入丰产期 o而常规种苗至少第
u年才能进入丰产期 ~繁殖系数高 o利用离体快繁技
术 o一株优质种苗能生成大量具有相同优良性状的
种苗 o克服了传统育苗受到合格繁殖材料限制 ∀随
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表 t 罗汉果组织培养常用的培养基组成与用途
培养基与激素组合r°ª#pt 培养基的用途
≥ n …„ s1x nŒ…„ s1x 诱导叶片生成愈伤组织并分化成芽
≥ n …„ t1s n u ow2⁄s1t 诱导叶片生成愈伤组织
≥ n …„ s1t ∗ s1x nŒ„„ s1t 以茎尖分生组织为外植体培养脱毒苗
≥ n …„ s1xnŒ„„ s1tnŒ…„ s1t 继代培养k茎段增殖l
≥ n ‘„„ s1t ∗ s1x 诱导试管苗生成不定根
≥ nŒ…„ s1t ∗ s1x 诱导试管苗生成发达的根系
着近几年对罗汉果需求的不断增加 o罗汉果脱毒苗
实现了商业化生产 o并在广西永福 !临桂 !融安等县
进行了栽培 ∀几年的栽培结果表明 o罗汉果脱毒苗
存在较多问题 ∀
211 存在问题
当前罗汉果脱毒苗的生产存在严重的急功近利
思想 o多家科研机构及公司在罗汉果脱毒苗的生产
技术尚未完全成熟就将脱毒苗大规模投入生产 o从
而造成投入生产的脱毒苗存在脱毒不彻底 !种植成
活率低 !种薯腐烂≈tw  o以及生长不稳定及产量起伏
较大等问题 ∀永福县种植罗汉果脱毒苗的成功率不
足 vs h o严重挫伤了果农栽种脱毒苗的积极性≈u  ∀
此外 o由于脱毒苗与常规种苗生长发育差异较
大 o脱毒苗的栽培管理技术及其推广尚未完善 o许多
农民在栽培脱毒苗时仍然按照常规种苗进行栽培管
理 o这也是造成罗汉果脱毒苗在生产中存在较多问
题的一个重要原因 ∀
212 对策
建议通过建立规范化的罗汉果脱毒苗繁育体系
及配套的栽培管理技术等措施 o以解决当前罗汉果
脱毒苗应用中存在的问题 ∀
21211 保证脱毒苗种源质量 开展罗汉果种质资
源的调查 !收集 !保存 o选育罗汉果优良抗病单株 o定
向培育 o建立经济性状稳定 !具有品种特征 !特性的
优良无性系 o以保证脱毒苗的种源质量 ∀
21212 保证种苗的遗传稳定性 离体培养生产的
种苗应在遗传及农艺性状上变异很小 o产量稳定 o与
母体没有显著差异 ∀离体培养过程中植物存在较大
变异可能性 o脱毒苗生产过程中使用激素不当及无
限度繁殖都可能导致试管苗产生变异 ∀建议开展快
繁罗汉果种苗时k茎尖培养脱毒除外l o以带节茎段
诱导腋芽进行继代培养 ~限制继代次数 ~采用适当的
激素浓度 ~并定期检查 o剔除生长异常苗 ∀
21213 制定严格的罗汉果脱毒种苗检测技术规则
已发表的罗汉果脱毒苗检测方法在病毒检测灵敏
性等方面存在一定不足 o难以保证所培养种苗完全
脱毒 ∀建议参照我国农业行业标准中马铃薯 !甘薯 !
生姜等脱毒苗检测技术规则 o采用更加有效的病毒
检测方法如酶联免疫法k∞Œ≥„l !• ×2°≤• 法等 o制定
脱毒罗汉果种苗检测技术规则 o以规范罗汉果脱毒
苗的生产 o强化种苗的管理 ∀
21214 建立实用 !完善的罗汉果脱毒苗生产流程
罗汉果脱毒苗成本高于常规种苗 o降低成本是提
高工厂化育苗经济效益的关键途径 ∀因此 o应简化
不必要的培养环节 o以降低生产成本 ∀如利用自来
水 !白砂糖代替蒸馏水 !蔗糖 o采用自然光培养 o提高
试管苗繁殖效率 o减少培养过程污染等 ∀但是 o对于
保证试管苗质量的必需支出 o如遗传稳定性检测 o合
理的炼苗等费用则必须保证 ∀最终建立一套实用而
完善的脱毒苗生产流程 o应用于实际生产 ∀
21215 制定罗汉果组培苗产业化推广程序 针对
当前罗汉果脱毒苗推广中的混乱状况 o建议借鉴已
开展了组培苗产业化并取得成功的实例 o如地黄脱
毒苗产业化k获得国家自然科学进步二等奖l o制定
规范化的罗汉果脱毒苗产业化推广程序 o以规范脱
毒苗的市场秩序 o推动罗汉果脱毒苗产业化良性发
展 ∀
21216 完善罗汉果脱毒苗栽培管理技术 o并加强
宣传与推广 已开展了罗汉果组培苗的栽培管理研
究≈tx oty  o应在此基础上进一步开展工作 o依此建立
并完善罗汉果脱毒苗栽培管理技术 ∀并在罗汉果各
个主产区建立脱毒苗栽培示范基地 o向农户传授已
取得的脱毒苗栽培管理成果 o尽快将科研成果应用
于实际生产 ∀
3 应用前景
预计罗汉果组织培养的研究和应用可从以下几
方面进一步开拓和发展 ∀
311 脱毒苗产业化实现良性发展 o推动罗汉果规范
化种植 罗汉果脱毒苗具有很大的开发潜力和应用
前景 o一旦解决了当前存在的问题 o实现罗汉果脱毒
苗规模化 !商业化生产 o将会取得良好的经济效益与
社会效益 ∀
罗汉果脱毒苗在生产中的应用为其规范化种植
提供了契机 ∀通过建立公司 n科研单位 n农户 n种
植协会经营模式 o明确各自职责 o在/共赢0的利益分
配方式基础上 o推动罗汉果规范化种植 o保证其成为
/绿色0药材与食品 ∀
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312 离体保存种质 自 t|zx年 ‹ ±¨¶«¤º和 ²µ¨¯
首次提出离体保存k¦²±¶¨µ√¤·¬²± ιν ϖιτροl植物种质的
策略以来 o该项技术受到植物界的高度重视≈tz  ∀组
织培养技术由于其独特的优点 o在种质资源保存中
引起了人们的重视 o进行了广泛的应用研究 ∀离体
保存将是罗汉果种质资源常规保存的有益补充 ∀
313 基因工程 以罗汉果叶片 !叶柄 !茎段等作为
外植体 o诱导愈伤组织 o通过器官发生途径生成植
株 o为通过基因工程将抗病 !抗逆等相关基因转入栽
培品种打下基础 ∀
314 种质创新 种质资源遗传多样性是选育优良
品种的基础≈t{  o植物组织培养能产生较大的遗传变
异 o为新品种选育提供更为丰富的原始材料 ∀组织
培养技术 o常规育种及现代分子生物学技术相结合 o
通过体细胞无性系变异以及分子标记辅助育种 o改
变现有栽培品种的综合性状 o有望培育出抗性好 o高
产稳产的罗汉果优良品种 ∀
4 结语
近些年来 o罗汉果的组织培养研究取得了较大
的进步 o脱毒苗已经进入生产阶段 o但目前尚未形成
规范化的罗汉果脱毒苗繁育体系及配套的栽培管理
技术 ∀今后应完善脱毒苗的培养及栽培管理技术 o
以推动罗汉果脱毒快繁产业化的良性发展 o并尽快
应用分子育种等高新技术以加快罗汉果新品种的选
育工作进程 ∀
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Προγρεσσ ον ρεσεαρχη οφ τισσυε χυλτυρε οφ Σιραιτια γροσϖενοριι
ƒ˜ ≤«¤±ª2¯¬¤±ªt o  „ ÷¬¤²2­∏±t o…„Œ²±ª2«∏¤u o‹„’ ÷¬±t
(t1 Ινστιτυτε οφ Μεδιχιναλ Πλαντ ∆εϖελοπµεντ , Χηινεσε Αχαδεµψ οφ Μεδιχαλ Σχιενχεσ ανδ Πεκινγ Υνιον Μεδιχαλ
Χολλεγε , Βειϕινγ tsss|w , Χηινα ; u1 Γυανγξι Βρανχη , Ινστιτυτε οφ Μεδιχιναλ Πλαντ ∆εϖελοπµεντ , Χηινεσε Αχαδεµψ
οφ Μεδιχιναλ Σχιενχεσ , Ναννινγ xvssuv , Χηινα)
[ Αβστραχτ] Œ±·«¬¶³¤³¨µº¨µ¨√¬¨º §¨·«¨ §¨√¨¯²³° ±¨·²©·¬¶¶∏¨ ¦∏¯·∏µ¨ o¦∏µµ¨±·¶¬·∏¤·¬²±¶²©√¬µ∏¶2©µ¨¨ ³¯¤±·¯¨·¶¬±§∏¶·µ¬¤¯¬½¤·¬²± ¤±§
·«¨ º¤¼·² §¨ ¤¯ º¬·«·«¨ ¶¬·∏¤·¬²±¶o¤³³¯¬¦¤·¬²± ³µ²¶³¨¦·¶²© Σιραιτια γροσϖενοριι ¶²¤¶·²ª¬√¨¶²°¨¤§√¬¦¨ ©²µ¬·¶©∏µ·«¨µ¶·∏§¼ ¤±§¤³³¯¬¦¤·¬²±q
[ Κεψ ωορδσ] Σιραιτια γροσϖενοριι ~·¬¶¶∏¨ ¦∏¯·∏µ¨ ~√¬µ∏¶2©µ¨¨~µ¤³¬§³µ²³¤ª¤·¬²±
≈责任编辑 张宁宁 
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