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2016年6月25日 作者:xwz2367609 [返回]
植物非试管快繁技术在药用植物上的运用

广西药用植物园、广西药用植物研究所中国医学科学院药用植物研究所广西分所 (南宁 530023) 闫志刚 蒙爱东 刘 园*

药用植物的生产是我国中药生产中一大重要的产业,是许多地区特别是西部地区农民致富的主要经济来源,是一项传统的支柱产业。它有悠久的栽培历史,有丰富的管理经验。从种苗的繁殖,到生产栽培管理还有收获加工,形成了产前、产中、产后的产业链。但分析我国目前中药的发展情况及与国际发达国家相比,我们在产前与产后两大环节相对薄弱,这也是影响当前我国中药在国际市场上竞争力不强的主要原因。如品种选育到快速扩繁都显得非常薄弱,在繁殖的手段上显得极为传统与落后,与发达国家的工厂化快速育苗相比差距甚大。我国目前中药繁育的状况是种苗培育混乱,培育的种苗符合壮苗标准较少,没有形成规模化产业化的育苗趋势,除了与靠天育苗的生产力状况有关外,最主要是由于育苗技术的手段方法落后,如发达国家的设施大棚育苗、穴盘容器育苗及无毒化的脱毒育苗在我国应用的还相对较少,这些因素都成为限制中草药产业化进一步扩大的因素。针对上述问题,我国科研机构相继投入人力和物力,研究和引进先进的育苗技术,引进国外的生产技术流程与相应的育苗设施,如组培脱毒,设施栽培,容器基质育苗等技术,但效果都不是很理想。一是投入大,育苗专业户难以承受,二是技术操作上还有一定的难度。目前的组培技术虽然应用得很成熟,但诸如炼苗难等问题还没克服和解决,针对这些问题,浙江省丽水市农科所农业智能化快繁中心在引进国外先进发达技术的同时,结合我国的实际情况,开发了一项新型的育苗技术-植物非试管快繁技术,这项技术运用在一部分药用植物上取得成功。

1 植物非试管快繁技术是一项全新的育苗技术

植物非试管快繁技术是基于传统扦插育苗与组培技术基础上发展起来的一项新技术,是利用计算机环境控制手段为植物离体材料创造最佳的温光气热环境,让植物的根原基快速表达,让根系充分发育的技术,同时它又结合了营养液无土壮苗技术,实现离体材料的快速增殖与多代循环相结合,达到种苗数量几何级倍增的技术。它可使药用植物的一叶一芽离体材料在年周期内实现百倍甚至千万倍增殖扩繁,对于促进药用植物的快速推广和产业化生产具有重大意义。

对于一些传统技术下难生根的植物如红豆衫等,可以利用快繁技术让其快速生根,繁育时,只需截取优良品种的一个茎段或者一叶一芽,就可实现短期内快速生根成苗。这些品种在常规繁殖方法下是难以成功的。与传统的繁殖技术相比,关键在于育苗气候环境的优化,以及结合了促进快速生根的各项综合技术措施。如一改原来的大田扦插或者室内组培变为以无机基质为载体,以营养液激素为促进为补充的技术改进;一改传统组培的密闭环境为大田苗床的开放环境,一改传统的自养半自养生根过程为全光照全自养的生根过程。这些技术措施的改进为药用植物离体材料的生根构建了最佳的生理模式。非试管快繁技术很好地结合了传统扦插和现代组织培养技术的优点,并加以改进。如通过这些技术的创新与改造,实现了一般情况下难生根的品种也能快速生根的良好效果,如曼地亚红豆衫在快繁技术环境下,生根成活率可达95%以上,朱砂根这种极难生根品种也达80%以上,且生根时间缩短,南方红豆杉的生根率也可达到89.3%。另外这种方法培育的苗木具有不定根根系发达、根茎比较大的特点,最适合高温生长季节的移栽,做到周年快繁周年移栽的高效化运转。植物非试管快繁技术的开发运用,为药用植物种苗生产实现工厂化、规模化、快速化开辟了一个新的发展方向,在加快优良品种推广、保护一些濒危的药用植物过程中起到了极大的作用。

2 植物非试管快繁技术在药用植物上的具体运用

植物非试管快繁技术在药用植物上运用最为广泛的就是各种药用植物的无性快繁,解决种苗繁殖中出现的成活率低、周期长、难以实施标准化产业化的问题。特别是对于一些育苗周期较长的药用植物,可以大大缩短种苗培育周期,生产出大量商品性状一致、遗传稳定的优质种苗;另外在品种扩繁上也具有很重要的意义,对于一些药用价值高、难繁育的品种,如何让其以最短最快的速度达到一定的数量,满足生产所需,优化品种结构;在无毒苗的培育上也具有特殊的效果,在人工基质及相对隔离的环境下实施,可以断绝各种土壤与昆虫传播的路径,为脱毒苗的扩繁提供最为理想且成本最低的技术路径;在提早药用植物的成熟期,实现高度密植也具有其它种苗不可比拟的优越性;在基地的建设上,也可以利用快繁苗进行周年移栽全年定植,打破季节的局限性;在中草药种植技术的推广上,无性快繁自根苗更适于其快速生长。针对这些用途,可以让非试管快繁技术成为真正能让广大药农掌握与操作的实用高新技术。

3 一些主要药用植物种类的快繁方法

在计算机控制的智能化环境下,为药用植物的茎段或叶片等离体材料的发育生根创造了最佳的温光气热环境,科学有效地解决了育苗的环境问题,通过无机基质如珍珠岩的运用,解决了生根过程的透气与病菌感染问题。在实施快繁药用植物种苗过程中,主要的技术在于材料的选择与不同药剂的处理。现把各种不同生根类型、不同难易程度的药用植物品种所需采用的不同生根处理方法作简要介绍。

3.1 易生根品种的处理方法与材料要求 如三叶香茶菜、金心冬青卫矛等属于易生根品种,这些品种只需在带叶生长季节取材快繁,一般都可达90%以上的生根成活率,而且根系发达。这类品种取材时一般取一叶一芽或一叶两芽枝段作为离体材料,运用生根粉或吲哚丁酸低浓度浸泡作为促根处理。低浓度浸泡时间一般是100 200 PPm情况下,切口浸泡2 3h。在实际生产上为了提高工作效率,也可进行高浓度浸泡,1 000 ppm的吲哚丁酸处理3 5 s。这些品种取材应选择在枝梢旺盛生长期,这是生根最快、成活率最高的季节。

3.2 较难生根品种的处理方法与材料要求 如黄藤、鸡血藤等品种,要求从3 5年生以下的幼龄树上获取离体材料,最好是生长健壮无病虫害的生长枝。其离体材料内源生长激素充足,叶片光合效率较高,生根容易而发达。在快繁时取带叶枝段或一叶一芽作为离体材料,切口用较高浓度的生根粉或吲哚丁酸、吲哚乙酸处理,通常浓度掌握在500 1 000 ppm之间,进行切口浸泡处理2 3 h。其中大多数药用植物用吲哚丁酸处理效果会较好,能达到理想的效果。经过这些处理后,可以使大多数品种成活率达80% 85%以上。

3.3 极难生根品种的处理方法与材料要求 如山豆根等需进行特殊处理,这些品种因树体内含有大量阻碍生根的物质,对于这些品种可以先对取材的母本树进行遮光处理,以降低体内抑根物质的合成数量,也可对枝段的生根部位进行树上遮光处理,达到降低处理部位抑制物质含量,或者对所取的离体材料进行切口流水处理与硝酸银处理,除去部份抑根物质,通过这些处理后,再用生长激素进行生根处理,一般配制较高浓度的吲哚丁酸浓液1 000 ppm,进行切口4 6 h的处理,一般可达到75%以上的生根率。对于这些极难生根的品种,一定要从幼树上取材或从已快繁成功的小苗上取材,可以达到更好的效果,经多代循环后,成活率还可大大提高。所以,对于难生根品种生产上都要求形成以苗繁苗的技术体系,也就是利用已快繁成活的种苗为母本进行继代多代循环,这样可激发材料更大的生根潜能,可以使材料体内抑根物质最少化。运用快繁技术可以使各种药用植物品种实现快速生根、快速成苗,即使极难生根的品种也能在智能化的环境下,诱导出根源基,形成发达的根系。在生产上关键要掌握各种植物生根特性,才能有针对性地设计出快繁处理方案,使各种药用植物都可达到良好的生根育苗效果。尽管目前技术上还有一定的难度,但随着研究的深入,非试管快繁技术必将为广大药农所掌握,为中药的产业化、规模化种植奠定良好的基础。

4 小 结

植物非试管快繁技术在药用植物上的运用是当前中药产业发展过程中涌现出来的一项全新技术,目前还未被充分利用,但从当前中药产业的发展趋势来说,走出传统育苗限制,实现现代工厂化自动化规模化育苗是必由之路,只有这样才能强化中药的产前产业链,才能加快品种的培育与扩繁推广速度,才能使广大药农以最低的成本种植中药材,使药农增收致富,同时可以为制药企业提供大量的原材料。只有充分利用这一新技术,才能使药用植物的生产紧跟品种换代的步伐,才能生产出更多优质的中药材,满足市场及人们身体健康的需要。它的应用是中药材种植中的一场技术革命,具有极为广阔的发展应用前景。

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