全 文 ：岳 阳 职 业 技 术 学 院 学 报
J OU朋从 F OU YE YA NG VOC A n 0NAL 呢CH N IC AL C O l l王E G 2以兀 年 4 月
仙人掌科植物组织培养研究进展
张乍如
( l
,湖南农业大学生物科学技术学院 ;
,
、
3 间秋敏 2、 3
.2湖南农业大学食品科学学院 , 湖南 长沙 41 01 2 8 ;
.3 岳阳职业技术学院 , 湖南 岳阳 4 140() 0 )
摘 要 :仙人掌科植物是一类 日益受到重视的观赏 、食用 、 药用植物 。 其组织培养研究在组培对象 、 外植
体及其消毒 、培养基 、 成苗途径等方 面 已取得了 巨大进展 , 并对与植物学有关的研究领域产生 了较大影响 。
关键词 : 仙人掌科植物 ;组织培养
中图分类号 : Q94 .3 1 文献标识码 : A 文章编号 : 1672 一 738 X 《20 6 )0 2 一 (刃56 一02
1 前 言
仙人掌科 ( C ac tac e ae )属被子植物门双子叶植
物纲 ,有 140 余属 、 2X( 刃余种 。 除仙人棒属 (hR isP ial s )
原产非洲西部和斯里兰卡外 ,其余属原产于热带和
亚热带美洲的干早和半干早地区 , 以墨西哥所产种
类最多 。 多年生 ,性状多样 ,茎肉质多汁 ,形状多种 。
叶互生 ,单叶 ,但多早落 ,且常缺 。 叶腋簇生刺 ,有时
具刚毛 ,花常两性 ,单生或簇生 ,浆果 。 因能在高温 、
干早 、贫脊的环境中顽强地生存且病虫害少 ,故有
“沙漠英雄 ” 之称 。 它们那种坚韧不拔的性格被热带
美洲人民引以为骄傲 , 多汁的茎干和甘美的果实已
成为热带美洲人民蔬菜和水果的来源之一 。 繁殖有
无性繁殖和有性繁殖两种形式 ,但有性繁殖很多种
类不开花或开花不结实 , 不易获得种子 , 所以生产
中常用无性繁殖 (扦插 、嫁接 、分株 ) 。
仙人掌科植物有 极高的观赏价值和经济用
途 。 作为一类趣味横生的观赏植物有如下特点 : 体
态奇特美观 、 品位高雅 , 棱形各异 、条数不 同 ,刺形
多变 ,体积小 、 占用空间少 ,易于栽培管理 。 当今那
些在 “色 、香 、形 ” 方面具有优良性状的观赏植物有
十分看好的市场前景 。 仙人掌类观赏植物在 “ 形 ”
方面有独特之处 , 因此在国际上 日益受到重视 ,成
为新一类室内盆栽观赏植物 。 同兰花和苏铁类植
物一样 , 仙人掌类观赏植物被《濒危野生动植物国
际贸易公约 》列为重点保护对象 。 在墨西哥仙人掌
类植物被 当作 日常蔬菜上市销售 。 我 国海南 、 广
东 、 广西 、 云南 、贵州一带有呈野生状态的仙人掌 ,
常用来作为篱垣 。 我国自 19 97 年开始引进食用仙
人掌进行了营养及功效成分 、 保健等方面的研究 ,
现在在海南和黑龙江有成片的食用仙人掌生产基
地 。
被人们栽培用作观赏的种类繁多 , 常见的属 、
种有 : 金唬属 ( Ee h i n o e a e t u 。 ) 的金唬 , 仙人球属
( E
e h i n o p s i s )的仙人球 、仙人拳 ,仙人掌属 ( o p u n t ia )
的仙人掌 , 令箭荷花属 (N叩山 oc hi a )的令箭荷花 ,
山影拳属 ( P i p ta n t ho e e er u s ) 的山影拳 , 仙人指属
( Se h l u m b e嗯 e r a )的仙人指 , 量天 尺属 ( Hy lo e e er u s )
的量天尺 , 木麒麟属 (叶仙人掌属 ) ( eP er s ik a) 的锦
叶麒麟 、 叶仙人掌 ,蟹爪属 ( Z yg o e a e t u s )的蟹爪兰 ,
昙 花 属 ( E p i p h y l l u m ) 的 昙 花 , 银 毛 球 属
( M a m m il a ir a) 的红毛球 、 白毛球 、松霞 、仙 丽球 、 天
鹅绒球 ,银毛柱属 ( C ile st co ac ut s )的银毛柱 、 阿根廷
银毛柱 ,有星属 ( A st r叩h yt u m )的玲珠兜 、 莺凤玉 、 金
刺般若 ,鹿角掌属 ( E hc ion c e er u , )的甸甸鹿角掌 、鹿
角掌 、 梅 氏鹿 角掌 、 九 刺鹿角 掌 , 葫 芦拳 属
( C h
a m a e c e r e u s )的葫芦拳 ,金星属 ( D o l i e h o t h e l。 )的
长突金星 、 金星掌 ,仙人柱属 (C er eu s )的秘鲁仙人
柱 、 冲天柱 、仙人山 , 强刺属 ( F e or ca ct us )的荒蓄 、 赤
城 ,裸粤属 (Gy m n o e a ly e i u m )的罗星 、 唐子球 、瑞云 ,
翁宝属 ( Reb u it a) 的宝山 、 翁宝 、赛培尔翁宝 、紫宝
收稿 日期 : 2 0 0 5一O日一 2 4
作者简介 : 张乍如 ( 1 9 6 3一 ) , 男 , 湖南岳阳人 , 岳 阳职 业技术学院生物学讲师 , 湖南农业大学 2 0 0 3 级生物学硕士研究生 , 主
要从亭生物学教学及研究工 作 。
DOI : 10. 13947 /j . cnki . yyzyxb. 2006. 02. 019
第 2 1 卷第 2 期 张乍如 间秋敏 仙人掌科植物组织培养研究进展综述
球 ,灰球掌属 (eT p h似 ac ut 。 )的武藏野 、大酋长 , 大棱
柱属 ( irT e h o e e er u s )的大棱柱 ,仙人鞭属 (M o n v i l e a )
的仙人鞭 。
仙人掌类观赏植物一般进行无性繁殖 。 而无性
繁殖因繁殖周期长 、 繁殖系数低且受季节 的制约 ,
不能满足市场的需求 。 有继野生 、栽培之后第三代
植物资源生产方式之称的植物组织培养在提高繁
殖系数 、 缩短繁殖周期 、脱毒 、种质保存 、体细胞无
性系变异和新品种培育 、遗传转化 、单倍体育种 、 生
产有用物质等方面得到广泛应用 。 通过植物组织培
养使仙人掌类观赏植物快速繁殖 、 培育新品种 、 进
行种质保存 ,使育苗工作规格化 、规模化 、商品化 。
2 仙人掌科植物的组织培养
2
.
1 组培对象
已有 巧 种仙人掌科植物进行了组织培养 , (见
表 l) 其中有 14 种获得了生根植株或生根小球 。 所
培养 的植物涉及 13 个属 , 它们是 : 金珑属的金琉 ,
仙人掌属的仙人掌 、 菜用仙人掌 、食用仙人掌 , 仙人
指属 的仙人指 , 量天尺属的量天尺 ,令箭荷花属 的
令箭荷花 ,葫芦拳属的金牛掌 ,裸曹属的仙人掌 “ 黄
体啡牡丹 ” ,强刺属的金赤龙 ,有星属的莺凤玉 , 山
影拳属的仙人 山 (山影拳 ) ,肠 b iv ia 属 的龟甲球 ,
N o t o e a e t u s 属的黄翁 , A p o or e ac t u s 属的鼠尾掌 。 其
中仙人掌属有三种 : 仙人掌 、 菜用仙人掌 、食用仙人
掌 ,其余属各属一种 。
.2 2 外植体及其消毒
巧 种组培植物中 , 有 8 种以母球上的子球为
外植体 ,这些植物是 : 金珑 、 金牛掌 、 仙人掌 “ 黄体
徘牡丹 ” 、 龟 甲球 、黄翁 、金赤龙 、 莺凤玉 、食用仙人
掌 。 其余种 以带芽或带刺座的茎段为外植体 。 以子
球为外植体的 8 种植物中 , 除食用仙人掌以整个
子球消毒接种外 , 其余 7 种匀将子球纵切成 4一6
小块消毒接种 。 外植体经表面消毒后 ,一般用 70 -
75 %酒精消毒 or ~3 O 秒 , 再用 0 . 1%的升汞浸洗 5 -
巧 分钟 ,最后用无菌水冲洗 6一 7 次 。 也有人用 8%
次氯酸钠或含 .0 0 2%餐洗净的 自来水浸泡消毒 10
分钟再用无 菌水 冲洗 消毒的仙人 掌 “ 黄体绊牡
丹 ” 、食用仙人掌 。
表 1 仙 人 掌科 组 培 植 物 一 览 表
种 名 及 学 名 外 植 体 研 究 进 展
1
.金唬 (别名 : 象牙球 ) E e h i n o e a e t u s 脚 s o n i i
2
.金牛掌 C h a m a e e e er u s
3
.仙人掌 o p u n t i a d i l l e n i i .
4
.仙人指 S e h l u m b e r罗 r a b ir d g e s i i
5
.仙人掌“ 黄体诽牡丹 ”
G ym n o e a l y e i u m m ih a n o v i e h i i v ar
.
ifr e d ir e h 11 e v
.
A u r e a
6
.菜用仙人掌 “ 米邦塔 ” O P u h ti a v u l g a ir s
7
.量天尺 (火龙果品种 ) Hy l o e e r e u s u n e l a tu s
8
. 龟甲球 肠 b i v i a e i n n a b a ir n a
9
.黄翁 N o t o e a e tu s l e n i n hg a u s i i
10
.金赤龙 eF or e a e t u s w i s l i z e n ii
1 1
. 莺凤玉 A s otr p h y t u m m y ir o 一 s t i gma
12
. 鼠尾掌」Ap o or e a e t u s fl a罗 l l a 一 fo mr i s
13
.食用仙人掌 o p u n t i a d i l l e n iv
14
.令箭苛花 N o p al x o e h i a a e k e -r m a n o i i
1 5
.仙人山 P ip ta n t h o e e er u s
P e ur
v i a n u s v a r
.
m o n s t or u s D C
子球
子球
带顶芽的茎段或茎片
带顶芽的茎段或茎片
获得生根小球
获得生根小球
获得生根植株
获得生根植株
子球 获得生根小球
茎上侧芽
带刺座的棱片切块
子球
子球
子球
子球
幼嫩肉质茎
子球
嫩叶状茎
获得生根植株 (微型掌 )
获得生根苗
获得生根子球
获得生根子球
获得生根子球
获得生根子球
获得生根苗
获得生根子球
获得生根植株
茎段 获得得愈伤组织
岳 阳 职 业 技 术 学 院 学 报
JO U R NAL OF YU EYA NG V OCAn 0NAL冗 CHN ICA L C 01 工 EGE2 ( ) 06年 4月
2 .3 培养基
基本培养基都为 MS培养基 。1 5种组培植物中
有人另用 BS培养基对金琉 、 仙人掌 “ 黄体排牡丹 ”
进行了组培 。 培养基中的大量元素 、生长调节物质
在不同培养阶段作了适当变动 。 大量元素用量除生
根阶段为标准量的二分之一外(12 /sM、 l左 B) s,其
余阶段均取标准量的全量 。 使用的生长调节物质有
6一 BA 、 N AA 和 IBA (生根诱导多用 IBA ) ,另外培养
食用仙人掌时还使用了 KT (与 N A A 同时使用 ) 、培
养仙人掌使用了腺嚷吟 A 和赤霉酸 G A 3 。 使用的
质量浓度 (mg . L一 l) 为 6一B A .O 5一5 , N从 .0 01 一.0 6 ,
K TO
.
1一 .0 4 , A S一 10 。 6一 B A 的使用浓度随培养阶段 :
愈伤组织诱导一子球 (或幼茎 )诱导一继代增殖一
生根诱导而逐渐降低 。 在生根诱导阶段 ,除仙人掌
“ 黄体绣牡丹伙量天尺 〔火龙果品种 )外 ,其余的
组培植物均未使用 B A 。 培养基的 p H 值一 般为
5
.
6一 5名 。
.2 4 培养条件
培养阶段实验室的温度为 2 5土 2℃ , 每天光照
时间 8一 12 小时 ,光照强度 1(众卜2 00 0 1x 。
.2 5 成苗途径
在 15 种组培植物中 , 有 6 种经愈伤组织诱导
阶段成苗 ,这些植物是 : 金牛掌 、龟甲球 、 黄翁 、莺风
玉 、 鼠尾掌 、 金赤龙 。 有 6 种经芽诱导阶段直接成
苗 ,这些植物是 : 菜用仙人掌 、量天尺 (火龙果品种 ) 、
食用仙人掌 、令箭荷花 、仙人指 、 仙人掌 。 另外金唬 、
仙人掌 “ 黄体绊牡丹 ” 用 M S 培养基培养时经愈伤
组织阶段成苗 , 用 B S 培养基培养时经芽形成阶段
成苗 。 以茎段为外殖体的仙人山暂只有获得愈伤组
织的报道 。 以子球为外殖体的 8 种植物除食用仙人
掌经芽诱导阶段成苗外 ,其余 7 种均可经经愈伤组
织阶段成苗 。 以茎段为外殖体的 7 种植物除仙人山
外 , 其余的 6 种均经芽诱导阶段形成了生根植株 。
这在一定程度上说明仙人球类易经愈伤组织阶段
成苗 ,非仙人球类易经芽诱导阶段成苗 。
.2 6 培养结果
已进行了组织培养的 巧 种植物中除仙人山 (山影
拳 )只获得了愈伤组织外 ,其余 14 种均获得了完整
植株 。
3 小 结
植物组织培养所取得的巨大进步 ,使得与植物
科学有关的所有研究领域都能感受到它的影响 。 自
从植物组织培养技术诞生以来 , 已有 130 余科 巧。
余种植物经组织培养获得了完整植株 。 观赏植物有
15 0 多种获得了组培苗 。 从种类数量看 ,仙人掌科
植物中经组织培养获得完整植株的植物种类 ( 14
种 )所占的份量已超过平均值 。 但由于仙人掌科植
物结构的特殊性 以及很多仙人掌科植物不开花或
开花不结实 , 组培中所使用的外植体只有子球与茎
段而没有叶 、花 、子房 、 母体组织等部分 。 现在仅从
离体快繁方面进行 了探讨 , 今后还要从新品种培
育 、种质保存等方面进行研究 。
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【责任编校 : 刘 武 )
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