草莓組織培養(yǎng)研究綜述

湯玲 賀歡 孔芬 韓富軍 王衛(wèi)成

摘要：從草莓不同組織器官組培快繁、外源激素在組培中的應用、不同草莓品種的組培快繁、草莓組培快繁培養(yǎng)基表面消毒時間等方面，對近年來草莓組培快繁技術的研究進展進行了綜述，并著重對脫毒率、成活率及褐化問題進行了分析。

關鍵詞：草莓；組織培養(yǎng)；研究；綜述

中圖分類號：S663.9 文獻標志碼：A 文章編號：1001-1463（2017）09-0068-04

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2017.09.021

Research Summary of Tissue Culture of Strawberry

TANG Ling， HE Huan， KONG Fen， HAN Fujun， WANG Weicheng

（Institute of Fruit and Floriculture， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract：The research progress of the technology of tissue culture and rapid propagation of strawberries are reviewed in recent years from different organs of strawberry micropropagation， the application of exogenous hormones in tissue culture and different cultivars of strawberry， medium surface disinfection time of strawberry micropropagation etc. And focusing on the detoxification rate， survival rate and browning problem are analyzed.

Key words：Strawberry；Tissue culture；Research；Summary

草莓屬于多年生草本水果，由于其果肉富含維生素和微量元素，營養(yǎng)價值很高，深受人們的喜愛。近年來草莓種植發(fā)展很快，成為設施水果和生態(tài)園自助采摘的主要水果種類之一。但相對于其他水果種類，草莓品種相對單一，且由于多年種植導致病毒病侵染嚴重，種性退化，果實變小，畸形果比例增多，口感會逐漸變差，嚴重影響果農(nóng)的經(jīng)濟收益和種植積極性。目前國內(nèi)外普遍的改良措施是通過組織培養(yǎng)進行脫毒處理，恢復種性。我們就草莓組織培養(yǎng)方面的研究進展做一綜述，以期給相關科研工作提供借鑒。

1 草莓不同器官的組培快繁

1.1 莖尖分生組織培養(yǎng)

莖尖分生組織是植物細胞生長、分裂最為旺盛的組織，在1.0 mm的范圍內(nèi)病毒不能到達，因此，利用這個部位來進行組織培養(yǎng)就可以有效地脫去病毒，獲得健康無病毒種苗，因此莖尖培養(yǎng)脫毒已成為各種農(nóng)作物如馬鈴薯、果樹作物如蘋果獲得無毒苗的最重要途徑之一。在草莓上，歐美最早就利用莖尖培養(yǎng)作為良種繁育的主要措施，日本目前也在全國生產(chǎn)上推廣應用。沈陽農(nóng)業(yè)大學的張志宏等[1 ]以感染病毒的寶交早生品種為試驗材料，對莖尖培養(yǎng)、熱處理和抗病毒藥劑處理3種的脫毒效果進行了比較，以多重RT-PCR檢測的結(jié)果表明，0.2 mm的莖尖培養(yǎng)脫毒率高，但莖尖成苗率只有27%；而0.5 mm的莖尖培養(yǎng)成苗率可達70%以上，且對兩種病毒的脫除率為70%～80%。蔡斌華等[2 ]利用超低溫技術對明寶擴繁5代的2 mm莖尖進行處理，草莓輕黃邊病毒脫毒率達95%，莖尖的成活率為76%。劉健等[3 ]通過不同溫度水浴處理后進行莖尖培養(yǎng)，用嫁接法和電鏡法結(jié)合檢測，發(fā)現(xiàn)40 ℃溫水處理后再剝?nèi)∏o尖培養(yǎng)，可獲得100%試管無毒苗。毛碧增等[4 ]發(fā)明了一種多步分步草莓脫毒法，對4種主要病毒達到完全脫毒，且成活率高。覃英蘭等[5 ]研究表明，莖尖愈短脫毒效果愈好，但成活率較低。0.3 mm以下莖尖的脫毒率高，但成活率較低；0.5 mm以上的成活率可達66.7%，但脫毒率僅為20%。何歡樂等[6 ]研究發(fā)現(xiàn)，采用0.5 mm莖尖進行2次脫毒培養(yǎng)，脫毒率可達100%，但成活率僅為26.67%。綜合大量研究表明，采用莖尖脫毒，只要莖長控制在0.2 mm左右，脫毒率最高，如果結(jié)合熱處理，會對莖尖的生長造成影響，導致存活率下降，因此要綜合上述兩個方面考慮。

1.2 葉片培養(yǎng)

利用葉片進行組織培養(yǎng)時取材更為方便，同時還能較大的保存植株的遺傳特性[7 ]。但草莓葉片的發(fā)育程度以及葉片所在植株的生長勢等因素對草莓組培誘導不定芽及再生能力都有影響[8 ]。一般選用多次繼代培養(yǎng)的組培苗葉片作為誘導草莓組培苗不定芽再生的主要材料，這種材料含有較高的激素水平，且處于細胞分裂旺盛狀態(tài)，因而有利于不定芽的再生[9 ]。鄭桂珍等[10 ]研究發(fā)現(xiàn)，葉片愈傷組織的誘導以在MS培養(yǎng)基中加入2～3 mg/L TDZ為好，生根在1/2MS培養(yǎng)基中加入0.3mg/L IBA較理想，移栽成活率可達90%。葉片培養(yǎng)過程中易出現(xiàn)褐變現(xiàn)象。

1.3 花藥和花粉培養(yǎng)

草莓花藥培養(yǎng)是獲得無毒苗的途徑之一，最早日本學者首先報道了利用花藥經(jīng)愈傷組織分化出不定芽形成脫毒草莓植株[11 ]。我國王常蕓等[12 ]研究了草莓花藥培養(yǎng)，認為花藥外植體接種操作簡單，易消毒，繁殖容易，具有廣泛實用性。覃英蘭等[5 ]通過花藥愈傷組織獲得再生多倍體植株，愈傷組織出愈率達16%～29%，出苗率在50%以上。薛光榮等[13 ]以8個草莓品種為試材，通過花藥培養(yǎng)都獲得了再生植株，其中5個品種經(jīng)鑒定，脫毒率達100%。此外，孫崇波、晁慧娟等[14 - 15 ]都利用花藥培養(yǎng)取得了較好的結(jié)果。張慧琴等[16 ]研究發(fā)現(xiàn)，花藥培養(yǎng)中花粉在接種時的發(fā)育時期十分重要，同時生長調(diào)節(jié)物質(zhì)的配比及含量對愈傷組織的形成影響也很大。

2 外源激素在組培中的應用

李會珍等[17 ]研究了不同植物生長調(diào)節(jié)劑對“紅頰”草莓組培快繁的影響，試驗采用6-BA、KT、 NAA、 IBA、 GA等6種激素，設置不同的濃度配比處理。結(jié)果表明，增殖系數(shù)最高的是6-BA 1.0 mg/L + NAA 0.02 mg/L和6-BA 0.5 mg/L + IBA 0.3 mg/L，增殖系數(shù)都在5.8以上；而KT對組培苗的增長作用明顯。饒學梅[18 ]研究了IBA濃度對草莓組培的影響，試驗以MS+6-BA 0.5 mg/L 為基礎，以不同濃度IBA對叢芽增殖效果、對玻璃化苗和畸形苗的影響幾個方面進行了統(tǒng)計分析。結(jié)果表明，加入0.02 mg/L IBA可以降低玻璃化和畸形苗發(fā)生率，可以獲得較高的繁殖系數(shù)和較好的增殖效果，有利于草莓叢芽快繁。吳偉民等[19 ] 研究了CPPU對草莓花藥愈傷組織誘導和分化的影響。結(jié)果表明，CPPU在各種試驗濃度下，都可以產(chǎn)生愈傷組織，但以濃度為1 mg/L時愈傷組織誘導率最高，可達83.6%；直接形成不定芽的效果與BA和KT的一致。金真等[20 ] 研究了培養(yǎng)基和外源激素對“章姬”草莓莖尖培養(yǎng)的影響，結(jié)果表明在改良White培養(yǎng)基+蔗糖40 g/L，pH 5.8時，莖尖成活率可達80%以上；適宜的增殖培養(yǎng)基為MS+6-BA 0.5 mg/L +NAA 0.05 mg/L +蔗糖30 g/L，增殖系數(shù)為3.8；生根培養(yǎng)基為1/2MS+蔗糖30 g/L。采用上述各適宜培養(yǎng)基就可以達到優(yōu)質(zhì)高效繁殖草莓“章姬”的目的。周恒等[21 ]研究了烯效唑?qū)ωS香草莓試管苗生長、生根及保存的影響，結(jié)果表明，不同階段適宜的有效濃度不一樣。在生根階段，采用0.03 mg/L的濃度就可以促進根量增加使根系粗壯；在繼代培養(yǎng)中采用0.05 mg/L的濃度可使繼代苗由纖細變?yōu)榘珘眩~片肥厚濃綠。但在種質(zhì)保存中為了控制生長量，則添加0.1 mg/L的烯效唑可在常溫下保存達4個月。張勇等[ 22 ]研究了低溫鍛煉對草莓組培苗抗寒性及抗氧化酶活性的影響。結(jié)果表明經(jīng)4 ℃的一定時間處理后，SOD酶活性迅速上升，CAT、POD和ARX酶活性及可溶性蛋白、脯氨酸和可溶性糖都有不同程度的提高，且脫鍛煉后仍然高于未鍛煉植株，說明低溫鍛煉提高了草莓組培苗的防御酶活性。湯訪評[ 23 ]研究了水楊酸在草莓組培中防止玻璃化的問題，因為在組培過程中玻璃化苗的發(fā)生給快繁工作造成很大損失和浪費。他們在誘導培養(yǎng)基 MS+BA1+NAA0.1中加入SA10進行試驗，結(jié)果表明，添加水楊酸的培養(yǎng)基玻璃化苗發(fā)生比例顯著低于對照，經(jīng)2，3代培養(yǎng)后穩(wěn)定在5%左右，而且各種酶活性增加，表明水楊酸不僅可以降低玻璃化苗的比例，而且可以激活防御酶，提高幼苗抗逆能力。

3 不同草莓品種的組培快繁

肖君澤等[24 ]以日本引進的草莓品種章姬為試驗材料，對組培苗的移栽馴化條件進行了試驗。研究表明，采用草碳、蛭石、珍珠巖按質(zhì)量比2∶2∶1比例混合配制栽培基質(zhì)，并使用50%多菌靈可濕性粉劑400倍液消毒處理，配合移栽后14 d用塑料小拱棚保持相對濕度80%～90%的條件，章姬草莓組培苗的移栽馴化效果好，移栽成活率可達到100%。 和秀云等[25 ]以草莓品種 Totem的莖尖為試材，研究了不同激素組合對草莓增殖的影響，結(jié)果表明以6-BA為1.0 mg/L、IBA 為0.5 mg/L時，其增殖系數(shù)最高；吳正凱等[26 ]以“法蘭地”草莓為試材，試驗了不同激素對該品種幼芽分化和草莓苗增殖的影響，結(jié)果KT的誘芽率高，誘芽速度快，而6-BA促進增殖的效果比KT好，以MS + 0.5 mg/L 6-BA + 0.01 mg/L NAA的組合生長勢較好。王曉云等[27 ]則以草莓品種太空2008為試材進行組培試驗，結(jié)果表明，最佳啟動培養(yǎng)基為MS + BA1.0 mg/L + NAA 0.2 mg/L，增殖培養(yǎng)基為MS + BA1.0 mg/L + IBA 0.3 mg/L；生根培養(yǎng)基為1/2MS + IBA 0.5 mg/L + NAA 0.3 mg/L，生根率達到97.5%。陳曉流等[28 ]用草莓新品系妙紫進行組培快繁研究，提出的快繁技術體系是莖尖培養(yǎng)基為MS+BA 0.5 mg/L+NAA 0.1 mg/L；增殖培養(yǎng)基是MS+BA 0.5 mg/L + 0.05 mg/L NAA 為好，如果激素水平高，雖然繁殖系數(shù)高，但芽叢長勢弱；生根培養(yǎng)基為1/2MS+0.5 mg/L NAA，新稍平均生根數(shù)達4.5 條。

4 草莓組培快繁的培養(yǎng)基表面消毒時間的把握

組織培養(yǎng)中掌握好消毒時間是防止外植體污染和提高組培苗成活率的重要環(huán)節(jié)。從目前研究的文獻來看，各個研究團隊對草莓組培材料的消毒處理方法有一些細微的差異，其中研究較多的是升汞消毒的時間長短對組培的影響，而不同品種對升汞的敏感程度也有差異，因此，不同學者由于采用不同品種得到的結(jié)論也不一樣[29 ]。吳正凱等人[26 ]試驗表明，升汞滅菌處理時間長短，對草莓匍匐莖莖尖成活的影響十分明顯，認為以0.1%升汞處理3 min為最好，處理時間過長（5～8 min）使外植體褐變，甚至死亡；時間過短（1～2 min）則達不到滅菌效果，容易污染。大多數(shù)作者報道7～8 min為宜[30 - 35 ]。和秀云等[25 ]對草莓品種托特目的表面消毒處理試驗設了6、8、10、12、14 min 5個處理，結(jié)果表明，隨著處理時間的延長，污染率降低，但褐化率增加，因此提出托特母草莓莖尖最合適的消毒時間為12 min，存活率達87.5%。

5 結(jié)束語

隨著設施草莓栽培面積的擴大，引進種植的草莓新品種也越來越多，新品種擴大繁殖主要措施就是組培快繁技術，越來越多的新品種快繁技術體系都已經(jīng)研究建立，組培快繁成為脫去草莓病毒病的主要措施。隨著草莓快繁技術體系的建立，草莓的品種改良、繁育技術、栽培管理技術及草莓產(chǎn)量和品質(zhì)都有了很大提高。但組培快繁技術成本較高，組培過程中的玻璃化、易褐化等問題依然存在，需要進一步不斷探索簡易、低成本的繁殖方式。

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