濒危植物金花茶组织培养技术研究进展.pdf

第36卷第2期2023年3月Vol.36No.2Mar.2023农业研究与应用AGRICULTURAL RESEARCH AND APPLICATION濒危植物金花茶组织培养技术研究进展何凯明1，罗芸2，甘春雁3*（1南宁市金花茶公园，广西南宁530004；2南宁青秀山风景名胜旅游开发有限责任公司，广西南宁530031；3广西壮族自治区林业科学研究院，广西南宁530002）摘要：金花茶是世界珍稀观赏树种和种质资源，素有“植物界大熊猫”的美誉，兼具极高的观赏、营养和药用价值，具有广阔的市场前景。近年来，金花茶人工种植规模不断扩大，面临种苗供给不足问题。植物组织培养技术是种苗规模化生产的有效途径，是缓解金花茶种苗供给不足问题的关键。文章从外植体的选择和消毒，培养基和生长调节剂、培养条件、生根培养与移栽等方面对金花茶组织培养技术进行综述，并探讨了金花茶组织培养过程中存在的问题及解决对策。该文旨在为金花茶高效组培体系的建立提供科学理论依据和技术指导。关键词：金花茶；组织培养；外植体；培养基；生根培养与移栽中图分类号：S685.14文献标志码：AResearch Progress of Tissue Culture Technology ofEndangered Plant Camellia nitidissimaHE Kaiming1,LUO Yun2,GAN Chunyan3*(1Golden Camellia Park of Nanning,Nanning,Guangxi 530004,China;2Nanning Qingxiushan Tourism DevelopmentCo.,Ltd.,Nanning,Guangxi 530031,China;3Guangxi Forestry Research Institute,Nanning,Guangxi 530002,China)Abstract:Camellia nitidissima,a rare ornamental tree and germplasm resources in the world,known as the plant world of pandas,and was highly valued for ornamentation,nutrition and medicinal use,enjoying broad market prospects.In recent years,the artificial cultivation scale of C.nitidissima was expanding,encountering problem of insufficient seedling supply.Plant tissue culturetechnology,an effective way to produce seedlings on a large scale,is the key to alleviate the problemof insufficient C.nitidissima seedling supply.This paper reviewed C.nitidissima tissue culture technology in terms of explant selection and sterilization,medium and growth regulators,culture conditions,rooting culture and transplantation,meanwhile problems and countermeasures were discussed第一作者：何凯明（1979），男，工程师，主要从事公园绿化景观植物养护研究、茶科植物育种、引种繁殖研究，E-mail：。*通信作者：甘春雁（1988），女，工程师，主要从事林木遗传育种，E-mail：。收稿日期：2023-03-19何凯明，罗芸，甘春雁.濒危植物金花茶组织培养技术研究进展 J.农业研究与应用，2023，36（2）：1-7.HE K M,LUO Y,GAN C Y.Research Progress of Tissue Culture Technology of Endangered PlantCamellia nitidissimaJ.Agricultural Research and Application,2023,36(2):1-7.投稿网址:http:/第36卷第2期农业研究与应用金花茶（Camellianitidissima）俗称“福地黄花山茶”，是山茶科山茶属植物，为林下常绿灌木或小乔木，是目前发现的唯一一种花瓣呈现金黄光泽的山茶花。因其仅分布在E10410856和N20322353之间的狭窄范围内1，金花茶素有“植物界的大熊猫”的美誉，是世界珍稀观赏树种，与银杉、桫椤、珙桐等珍贵“植物活化石”齐名，国外还将其称为“东方魔茶”2。金花茶不仅色泽鲜艳，花期较长，而且具有极高的观赏价值和药用价值，我国民间也常将金花茶的花和叶用于治疗咽喉炎、腹泻、肾炎、痢疾和月经不调等疾病3。最近的研究表明金花茶富含黄酮类、植物多酚类和皂苷类等多种药理活性的化合物4，这些化合物对人体健康有益，在抗衰老、抗氧化和抗肿瘤等方面有优良的表现5。此外，在2010年时金花茶被批准为新资源食品6。由于具有极高的观赏、营养和药用价值，金花茶受到了市场广泛关注，人工种植面积在逐年扩大，具有广阔的市场前景7。金花茶的繁育技术包括种子繁育、扦插繁育、嫁接繁育、组培快繁和杂交育种等8。但由于存在种子繁育结实率、发芽率和出苗率低；扦插和嫁接容易携带母株自身病毒，成活率和生根率低；杂交繁育成活率低等技术难题：金花茶依然面临着种苗供需问题。组培快繁具有一致性好，增殖系数高，条件可控等优点，是种苗规模化生产的有效途径，是缓解金花茶种苗供给不足问题的关键。但金花茶组织培养存在容易污染，外植体灭菌不够彻底和组培苗移栽成活率较低等问题，这些严重制约了金花茶产业的快速发展。目前金花茶组织培养方面的综述并不多，本文从金花茶组织培养影响因素及存在问题和解决对策两个方面开展综述和讨论，不仅可以为金花茶高效组培体系的建立提供科学理论依据和技术指导，也将为金花茶种质资源的进一步开发利用提供参考。1金花茶组织培养概述金花茶的无性繁殖方面研究开展相对较晚，始于20世纪80年代，包括无性系选育、愈伤组织诱导试验、离体胚诱导等研究9。因金花茶仅生长在热带季风气候区的中国西南部和越南北部，有关金花茶的研究主要集中在国内，国外研究极少。本文以中国知网为数据源，以“金花茶组培”“金花茶组织培养”“金花茶离体培养”“金花茶组培快繁”等关键词作为主题进行搜索，检索19802023年在国内发表的相关文献，剔除重复和实际内容不相关文献后共检索到63篇文献。从图1可看出：19802015 年间保持每年低于 3 篇的发文量，大部分只有一篇文献，仅1986、2005和2014年这3年，达到3篇；2016年发表的金花茶组织培养方面文章最多，达10篇；20162020年间，发文量保持在3篇以上，这表明现阶段我国金花茶植物组织培养研究的成果越来越多。总体来说，随着我国经济发展，人们越来越追求绿色健康的生活，为此，金花茶得到了广泛的应用与开发10，但是金花茶的组培快繁研究工作目前还处在起步阶段，有待开展更广泛和更深入的研究。图119802023年金花茶组织培养文献统计Fig.1 Statistics of articles on C.nitidissima tissue culture,1980-20232组织培养影响因素2.1外植体2.1.1外植体的选择植物细胞的独特之处在于它们在分化状态下，仍保持全能性和发育可塑性，并在适当的培养条件下，以激素依赖的方式去分化、增殖并随后再生成成熟植株11。外植体是从活体植物上切下的组织或器官，用于初次接种的离体培养材料12。从理论上来说，所有的植物细胞在适宜条件下都有发育成完整植株的可能。但是，不同植物本身的特in C.nitidissima tissue culture.This paper aims to provide scientific theoretical basis and technicalguidance for efficient C.nitidissima tissue culture system.Key words:Camellia nitidissima;tissue culture;explant;medium;rooting culture and transplantation2Vol.36No.2农业研究与应用异性、同一植物不同组织器官、同一组织器官不同发育年龄和生理状态等因素，会影响愈伤组织诱导率或体胚体系的成功建立，这主要是源于这些组织器官的细胞分化能力不同3。因此，选择合适的外植体是组培快繁体系能否成功建立的首要问题，对于建立植物稳定高效的组培体系至关重要1314。在金花茶组织培养过程中，种子、叶片、子叶胚、胚根、种胚、顶芽、花药、花丝、茎尖和茎段都可以作为外植体。由表1、表2可知：种子是金花茶外植体最常用部位，可能是由于种子具有极幼嫩的分生组织细胞，并且具有外种皮包裹，能有效隔绝病菌，在不同成熟度的种子中，直径1.0cm的种子具有最佳的萌发效果；茎段也是金花茶最常用的外植体材料之一，不同品种金花茶茎段都表现出优良的诱导率，这可能因为茎段具有遗传性稳定，再生能力强的特点。金花茶不同组织作为外植体的愈伤组织诱导率有差异，这与山茶属植物不同组织芽器官发生和体细胞胚发生均有不同程度的差异结果相似14。最适合诱导体胚发生的外植体一般是种子和幼嫩叶片。表1部分金花茶组织快繁外植体选用情况及研究结果Table 1 Selection and research results of some C.nitidissima tissue culture explants时间Time199920052007201020162017201720182020品种Variety防城港金花茶金花茶金花茶金花茶防城港金花茶金花茶金花茶3组杂交组合金花茶崇左金花茶和金花茶外植体Explant种子成年树茎段子叶胚和叶片子叶胚和成年植株叶片3种不同发育程度种子花丝和花药茎尖、茎段和叶片胚根、幼苗的顶芽和茎段3 种不同成熟度种子研究结果Research resultMS、B5和N6培养基的胚状体发生频率分别为48.0%，28.0%，36.0%不同培养基愈伤组织诱导率范围为14.3%35.7%，萌发率20.0%57.1%子叶胚产生的愈伤组织少，体胚大量发生；叶片可以产生大量愈伤组织，没有发现体胚分化两种外植体在各种培养基上都能诱导出愈伤组织，最低为83.3%，最高为100%胚乳直径大于1.0 cm的萌发率最高，达82.4%整个培养过程中，仅有部分花丝可形成愈伤组织，花药全部褐化，没有形成愈伤组织愈伤诱导率：叶片茎尖茎段除胚根外，幼苗的顶芽和茎段，都可作为外植体，而无菌播种苗的茎段是最好的选材部位完全成熟的种子（直径1.0 cm）的胚芽生长最佳效果文献Article151617181920212292.1.2外植体消毒在选定合适的外植体后，随即进行的就是筛选适宜的消毒方式。外植体的灭菌能够有效预防组织培养过程中的污染及褐化问题，对组织培养能否顺利进行的影响非常大23。不同外植体类型对灭菌剂的种类、浓度以及处理时间长短的敏感程度不同，因此，外植体消毒需要从消毒剂的种类选择和消毒时间的控制两方面进行讨论12。在对崇左金花茶外植体进行消毒时选择了4种消毒剂（NaClO 溶液、75%乙醇、0.1%HgCl2、0.2%HgCl2），结果表明，乙醇配合升汞对崇左金花茶外植体的消毒处理仍然非常有效24。设计不同浓度的 HgCl2对四季金花茶和金花茶种子进行灭菌，发现 0.1%