基于组织培养技术的姜科植物快繁体系的研究进展

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2022-0037

农学学报 ›› 2023, Vol. 13 ›› Issue (4): 71-78.doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2022-0037

基于组织培养技术的姜科植物快繁体系的研究进展

翟彩娇(), 程玉静(), 仇亮, 王小秋, 刘水东, 王康

江苏沿江地区农业科学研究所，江苏南通 226012

收稿日期:2022-04-06 修回日期:2022-08-15 出版日期:2023-04-20 发布日期:2023-04-18
通讯作者: 程玉静，女，1984年出生，河南南阳人，副研究员，硕士，主要从事蔬菜育种与高效栽培等研究工作。通信地址：226012 江苏省南通市崇川区幸福路28号，Tel：0513-89111846，E-mail：yjcheng_1699@163.com。
作者简介:
翟彩娇，女，1990年出生，河南周口人，助理研究员，硕士，主要从事特色蔬菜育种与高效栽培研究工作。通信地址：226012 江苏省南通市崇川区幸福路28号，Tel：0513-89111846，E-mail：szgszcj18@163.com。
基金资助:
江苏（启东）现代农业（蔬菜）科技综合示范基地项目(JATS(2021)160); 江苏（海门）蔬菜现代农业科技综合示范基地项目(JATS(2021)145); 南通市科技计划项目(MS22020036); 南通市科技计划乡村振兴专项(MS12021068); 南通市226项目(2020); 江苏沿江地区农业科学研究所青年基金项目(YJ(2021)003); 江苏沿江地区农业科学研究所青年基金项目(YJ(2020)005)

Zingiberaceae Plants: Rapid Propagation System Construction Based on Tissue Culture Technology

ZHAI Caijiao(), CHENG Yujing(), QIU Liang, WANG Xiaoqiu, LIU Shuidong, WANG Kang

Jiangsu Yanjiang Institute of Agricultural Sciences, Nantong 226012, Jiangsu, China

Received:2022-04-06 Revised:2022-08-15 Online:2023-04-20 Published:2023-04-18

摘要/Abstract

摘要：

为解决姜科植物繁殖系数低、种性退化等问题，扩大姜科植物的繁殖规模，提高品种自身抗逆性和增产潜力，有效建立姜科植物的离体快繁体系，总结了基于植物组织培养技术的部分姜科植物离体快繁体系构建过程中外植体的选择与消毒处理、丛生芽和愈伤组织的诱导、增殖与分化和生根培养条件，阐述了姜科植物离体快繁体系建立过程中存在的问题及解决方案，同时对植物组织培养在姜科植物中的应用进行了展望，以期为姜科植物产业的健康、快速发展提供参考。

关键词: 植物组织培养, 姜科植物, 离体快繁, 构建

Abstract:

To solve the problems of low reproduction coefficient and variety degradation of Zingiberaceae plants, expand propagation scale, improve stress resistance and yield potential, and establish the in vitro rapid propagation system of Zingiberaceae plants effectively, we summarized the conditions of the in vitro rapid propagation system of some Zingiberaceae plants based on plant tissue culture technology. The conditions discussed in this paper mainly consisted of the selection and disinfection of explant, induction, proliferation and differentiation of clustered buds and callus, and rooting culture. We also discussed the problems and solutions in the establishment of in vitro rapid propagation system of Zingiberaceae plants. Meanwhile, the application of plant tissue culture in Zingiberaceae was prospected. The results could provide reference for the healthy and rapid development of the industry of Zingiberaceae plants.

Key words: plant tissue culture technology, Zingiberaceae plants, in vitro rapid propagation, construction

翟彩娇, 程玉静, 仇亮, 王小秋, 刘水东, 王康. 基于组织培养技术的姜科植物快繁体系的研究进展[J]. 农学学报, 2023, 13(4): 71-78.

ZHAI Caijiao, CHENG Yujing, QIU Liang, WANG Xiaoqiu, LIU Shuidong, WANG Kang. Zingiberaceae Plants: Rapid Propagation System Construction Based on Tissue Culture Technology[J]. Journal of Agriculture, 2023, 13(4): 71-78.

图/表 4

参考文献 58

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科、属	植物名称	外植体	消毒处理方式	参考文献
姜科姜黄属	红苞姜黄	茎尖	经过0.1%高锰酸钾浸泡15 min后，先用70%酒精消毒1 min，再用0.1% HgCl₂溶液消毒处理25 min，无菌水冲洗4~5次；	[19]
	姜黄	腋芽	先用75%酒精浸泡20~30 s，再用0.1% HgCl₂溶液消毒10 min，无菌水冲洗6次；	[26]
	姜荷花	球茎	先用0.1% HgCl₂溶液消毒5 min，无菌水冲洗2~3次，再用0.1% HgCl₂溶液消毒 5 min，无菌水冲洗4~5次；	[27]
	南岭莪术	无菌芽的芽基	先用75%酒精浸泡30 s，再用0.1% HgCl₂溶液浸泡5~8 min，无菌水冲洗5~6 次；	[28]
	南昆山莪术	根状茎腋芽	先用0.1%的高锰酸钾浸泡15 min，自来水冲洗5 min，再用75%酒精浸泡20~30 s，无菌水冲洗1次，再用0.1% HgCl₂溶液消毒10 min，无菌水冲洗6~8次；	[29]
	温郁金	茎尖	先用70%酒精灭菌1 min，再用0.1% HgCl₂溶液消毒9 min，无菌水冲洗6~7次；	[30]
姜科姜属	蘘荷	休眠芽	先用75%酒精浸泡2 min，再用0.1% HgCl₂溶液消毒13 min，无菌水冲洗5次；	[31]
姜科姜属	峨眉大黄姜	根状茎	先用75%酒精消毒20 s，无菌水冲洗3次，再用0.1% HgCl₂溶液消毒10 min，无菌水冲洗5次；	[32]
科、属	植物名称	外植体	消毒处理方式	参考文献
姜科山姜属	马来良姜	茎芽	先用75%酒精浸泡30 s、无菌水漂洗5~6次，再用0.15% HgCl₂溶液消毒20 min、无菌水漂洗5~6次，最后用75%酒精再次浸泡30 s，无菌水漂洗5~6次；	[8]
	花叶良姜	种子	先用75%酒精浸泡60 s，再用0.1%HgCl₂溶液消毒10 min，最后用5%次氯酸钠消毒3 min，无菌水冲洗5次；	[33]
	花叶姜	嫩芽	用0.1% HgCl₂溶液消毒10 min，无菌水冲洗4~6次；	[34]
	沙姜	芽尖	先用75%酒精浸泡60 s，再用0.1% HgCl₂溶液消毒8 min，无菌水冲洗5次；	[35]
姜科姜花属	“杏黄心”姜花	未成熟花序	先用75%酒精浸泡30 s，再用0.1 mg/L HgCl₂溶液消毒8 min，无菌水冲洗5次；	[17]
	白姜花	茎尖	先用75%酒精浸泡20 s，再用0.1% HgCl₂溶液消毒15 min，无菌水冲洗5次；	[36]
	白姜花	未成熟花序	先用75%酒精浸泡30 s，再用0.1% HgCl₂溶液消毒8 min，无菌水冲洗6次；	[37]
	白姜花	无菌苗的下胚轴	先用75%酒精浸泡8 s，再用0.1% HgCl₂溶液消毒15 min，无菌水冲洗5~6次；	[38]
	白姜花	根状茎上新长出的吸芽	先用75%酒精浸泡30 s，再用0.1% HgCl₂溶液消毒15~20 min，无菌水冲洗5~6次；	[39]
	峨眉姜花	茎尖	先用75%酒精浸泡6 s，再用0.1% HgCl₂溶液消毒15 min，无菌水反复冲洗干净；	[40]
	金姜花	茎尖	先用75%酒精浸泡8 s，再用0.1% HgCl₂溶液消毒20 min，无菌水冲洗5~6次；	[41]
姜科土田七属	土田七	茎尖、幼嫩叶片和根茎	茎尖采用75%酒精30 s +0.1% HgCl₂ 15 min；幼嫩叶片采用75%酒精10 s+0.1% HgCl₂ 5 min；根茎采用75%酒精30 s+0.1% HgCl₂ 30 min；	[21]
姜科豆蔻属	草果	茎尖	用0.1% HgCl₂溶液消毒10~15 min，无菌水冲洗3~5次；	[42]
姜科豆蔻属	草果	茎段和根基部	用0.1% HgCl₂溶液消毒，茎段消毒8 min，根基部消毒12 min，无菌水冲洗3次；	[24]
姜科山奈属	山奈	带芽块茎	先用75%酒精浸泡1 min，无菌水漂洗1次，再用0.1% HgCl₂溶液消毒10 min，无菌水漂洗2次，最后用0.1% HgCl₂溶液消毒6 min，无菌水漂洗4次；	[18]
姜科火炬姜属	火炬姜	顶芽、侧芽	先用70%酒精浸泡30 s，再用0.1% HgCl₂溶液消毒15 min，无菌水冲洗5遍；	[43]
姜科火炬姜属	火炬姜	成熟种子	先用75%酒精浸泡10 s，无菌水冲洗3次，再用0.1% HgCl₂溶液消毒10 min，无菌水冲洗5次；	[44]

科、属	植物名称	外植体	消毒处理方式	参考文献
姜科姜黄属	红苞姜黄	茎尖	经过0.1%高锰酸钾浸泡15 min后，先用70%酒精消毒1 min，再用0.1% HgCl₂溶液消毒处理25 min，无菌水冲洗4~5次；	[19]
	姜黄	腋芽	先用75%酒精浸泡20~30 s，再用0.1% HgCl₂溶液消毒10 min，无菌水冲洗6次；	[26]
	姜荷花	球茎	先用0.1% HgCl₂溶液消毒5 min，无菌水冲洗2~3次，再用0.1% HgCl₂溶液消毒 5 min，无菌水冲洗4~5次；	[27]
	南岭莪术	无菌芽的芽基	先用75%酒精浸泡30 s，再用0.1% HgCl₂溶液浸泡5~8 min，无菌水冲洗5~6 次；	[28]
	南昆山莪术	根状茎腋芽	先用0.1%的高锰酸钾浸泡15 min，自来水冲洗5 min，再用75%酒精浸泡20~30 s，无菌水冲洗1次，再用0.1% HgCl₂溶液消毒10 min，无菌水冲洗6~8次；	[29]
	温郁金	茎尖	先用70%酒精灭菌1 min，再用0.1% HgCl₂溶液消毒9 min，无菌水冲洗6~7次；	[30]
姜科姜属	蘘荷	休眠芽	先用75%酒精浸泡2 min，再用0.1% HgCl₂溶液消毒13 min，无菌水冲洗5次；	[31]
姜科姜属	峨眉大黄姜	根状茎	先用75%酒精消毒20 s，无菌水冲洗3次，再用0.1% HgCl₂溶液消毒10 min，无菌水冲洗5次；	[32]
科、属	植物名称	外植体	消毒处理方式	参考文献
姜科山姜属	马来良姜	茎芽	先用75%酒精浸泡30 s、无菌水漂洗5~6次，再用0.15% HgCl₂溶液消毒20 min、无菌水漂洗5~6次，最后用75%酒精再次浸泡30 s，无菌水漂洗5~6次；	[8]
	花叶良姜	种子	先用75%酒精浸泡60 s，再用0.1%HgCl₂溶液消毒10 min，最后用5%次氯酸钠消毒3 min，无菌水冲洗5次；	[33]
	花叶姜	嫩芽	用0.1% HgCl₂溶液消毒10 min，无菌水冲洗4~6次；	[34]
	沙姜	芽尖	先用75%酒精浸泡60 s，再用0.1% HgCl₂溶液消毒8 min，无菌水冲洗5次；	[35]
姜科姜花属	“杏黄心”姜花	未成熟花序	先用75%酒精浸泡30 s，再用0.1 mg/L HgCl₂溶液消毒8 min，无菌水冲洗5次；	[17]
	白姜花	茎尖	先用75%酒精浸泡20 s，再用0.1% HgCl₂溶液消毒15 min，无菌水冲洗5次；	[36]
	白姜花	未成熟花序	先用75%酒精浸泡30 s，再用0.1% HgCl₂溶液消毒8 min，无菌水冲洗6次；	[37]
	白姜花	无菌苗的下胚轴	先用75%酒精浸泡8 s，再用0.1% HgCl₂溶液消毒15 min，无菌水冲洗5~6次；	[38]
	白姜花	根状茎上新长出的吸芽	先用75%酒精浸泡30 s，再用0.1% HgCl₂溶液消毒15~20 min，无菌水冲洗5~6次；	[39]
	峨眉姜花	茎尖	先用75%酒精浸泡6 s，再用0.1% HgCl₂溶液消毒15 min，无菌水反复冲洗干净；	[40]
	金姜花	茎尖	先用75%酒精浸泡8 s，再用0.1% HgCl₂溶液消毒20 min，无菌水冲洗5~6次；	[41]
姜科土田七属	土田七	茎尖、幼嫩叶片和根茎	茎尖采用75%酒精30 s +0.1% HgCl₂ 15 min；幼嫩叶片采用75%酒精10 s+0.1% HgCl₂ 5 min；根茎采用75%酒精30 s+0.1% HgCl₂ 30 min；	[21]
姜科豆蔻属	草果	茎尖	用0.1% HgCl₂溶液消毒10~15 min，无菌水冲洗3~5次；	[42]
姜科豆蔻属	草果	茎段和根基部	用0.1% HgCl₂溶液消毒，茎段消毒8 min，根基部消毒12 min，无菌水冲洗3次；	[24]
姜科山奈属	山奈	带芽块茎	先用75%酒精浸泡1 min，无菌水漂洗1次，再用0.1% HgCl₂溶液消毒10 min，无菌水漂洗2次，最后用0.1% HgCl₂溶液消毒6 min，无菌水漂洗4次；	[18]
姜科火炬姜属	火炬姜	顶芽、侧芽	先用70%酒精浸泡30 s，再用0.1% HgCl₂溶液消毒15 min，无菌水冲洗5遍；	[43]
姜科火炬姜属	火炬姜	成熟种子	先用75%酒精浸泡10 s，无菌水冲洗3次，再用0.1% HgCl₂溶液消毒10 min，无菌水冲洗5次；	[44]

科、属	植物名称		培养基	生长调节剂或其他附加物/(mg/L)	参考文献
姜科姜黄属	红苞姜黄		MS	NAA 1.0	[19]
	姜黄		MS	MS基本培养基	[26]
	姜荷花		18号培养基	NAA 0.5	[27]
	南昆山莪术		1/2MS	NAA 0.2	[29]
	温郁金		MS	NAA 2.0+6-BA 1.0	[30]
姜科姜属	蘘荷		1/2MS	6-BA 1.0+NAA 0.5	[31]
姜科姜属	峨眉大黄姜		MS	IBA 0.5+NAA 0.1	[32]
科、属	植物名称	培养基		生长调节剂或其他附加物/(mg/L)	参考文献
姜科姜花属	“杏黄心”姜花	1/2MS		IBA 0.1+NAA 0.5+2 g/L活性炭	[17]
	白姜花	MS		NAA 0.8 mg/L	[36]
	白姜花	1/2MS		IBA 0.5	[38]
	白姜花	1/2MS		活性炭1 g/L	[39]
	峨眉姜花	1/2MS		IBA 0.5	[40]
	圆瓣姜花	1/2MS		IAA0.02	[49]
	金姜花	1/2MS		IBA 0.5~1.0+0.5 g/L活性炭	[41]
	黄姜花	1/2MS		NAA 0.5	[52]
	红姜花	1/2MS		NAA 0.5或NAA 0.5+6-BA 0.2	[50]
姜科山姜属	花叶山姜	1/2MS		NAA 0.5	[47]
	花叶良姜	1/2MS		ABT1号生根粉1.0	[33]
	花叶姜	1/2MS		NAA 0.1+IBA 0.1	[34]
	艳山姜	MS		NAA 0.8	[48]
	益智	1/2MS		NAA 0.2	[51]
姜科山奈属	沙姜	1/2MS		NAA0.5	[35]
姜科山奈属	山奈	MS		NAA0.1	[18]
姜科豆蔻属	草果	1/2MS		IBA 0.2或NAA 0.2	[42]
姜科豆蔻属	海南砂仁	1/2MS		NAA 1.0	[46]
姜科火炬姜属	火炬姜	MS		MS基本培养基	[43]
姜科火炬姜属	火炬姜	3/4MS		NAA 1.0	[44]

科、属	植物名称		培养基	生长调节剂或其他附加物/(mg/L)	参考文献
姜科姜黄属	红苞姜黄		MS	NAA 1.0	[19]
	姜黄		MS	MS基本培养基	[26]
	姜荷花		18号培养基	NAA 0.5	[27]
	南昆山莪术		1/2MS	NAA 0.2	[29]
	温郁金		MS	NAA 2.0+6-BA 1.0	[30]
姜科姜属	蘘荷		1/2MS	6-BA 1.0+NAA 0.5	[31]
姜科姜属	峨眉大黄姜		MS	IBA 0.5+NAA 0.1	[32]
科、属	植物名称	培养基		生长调节剂或其他附加物/(mg/L)	参考文献
姜科姜花属	“杏黄心”姜花	1/2MS		IBA 0.1+NAA 0.5+2 g/L活性炭	[17]
	白姜花	MS		NAA 0.8 mg/L	[36]
	白姜花	1/2MS		IBA 0.5	[38]
	白姜花	1/2MS		活性炭1 g/L	[39]
	峨眉姜花	1/2MS		IBA 0.5	[40]
	圆瓣姜花	1/2MS		IAA0.02	[49]
	金姜花	1/2MS		IBA 0.5~1.0+0.5 g/L活性炭	[41]
	黄姜花	1/2MS		NAA 0.5	[52]
	红姜花	1/2MS		NAA 0.5或NAA 0.5+6-BA 0.2	[50]
姜科山姜属	花叶山姜	1/2MS		NAA 0.5	[47]
	花叶良姜	1/2MS		ABT1号生根粉1.0	[33]
	花叶姜	1/2MS		NAA 0.1+IBA 0.1	[34]
	艳山姜	MS		NAA 0.8	[48]
	益智	1/2MS		NAA 0.2	[51]
姜科山奈属	沙姜	1/2MS		NAA0.5	[35]
姜科山奈属	山奈	MS		NAA0.1	[18]
姜科豆蔻属	草果	1/2MS		IBA 0.2或NAA 0.2	[42]
姜科豆蔻属	海南砂仁	1/2MS		NAA 1.0	[46]
姜科火炬姜属	火炬姜	MS		MS基本培养基	[43]
姜科火炬姜属	火炬姜	3/4MS		NAA 1.0	[44]

基于组织培养技术的姜科植物快繁体系的研究进展

Zingiberaceae Plants: Rapid Propagation System Construction Based on Tissue Culture Technology

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[1]	陈艺齐,孙聪聪,钱敏,陈蕊,袁媛. 云南高原特色农业研究体系的构建研究[J]. 农学学报, 2018, 8(8): 84-88.
[2]	张立新. 生物健康农业新理论和新体系构建[J]. 农学学报, 2018, 8(2): 95-100.

科、属	植物名称	外植体	培养基	生长调节剂或其他附加物/(mg/L)	参考文献
姜科姜黄属	红苞姜黄	茎尖	MS	愈伤组织诱导：2,4-D 0.3+6-BA 0.5+TDZ 0.5 愈伤组织分化：6-BA 2.0+TDZ 0.5+NAA 0.2	[19]
姜科姜黄属	姜黄	无菌芽的芽基	MS	愈伤组织诱导：TDZ 0.5+2,4-D 0.3 愈伤组织分化：TDZ 0.5+6-BA 2.0+NAA 0.2	[26]
姜科山姜属	草豆蔻	种子	MS	愈伤组织诱导：6-BA 0.5+2,4-D 0.5 愈伤组织分化：6-BA 2.0+TDZ 0.5+NAA 0.2	[19]
	马来良姜	姜根段	MS	愈伤组织诱导：6-BA 0.25~0.75+2,4-D 1.0 或6-BA 1.0+2,4-D 0.25~0.75	[8]
	马来良姜	茎段	MS	愈伤组织诱导：6-BA 1.0+2,4-D 0.5~2.0	[8]
	花叶良姜	种子	MS	愈伤组织诱导：6-BA 1.5+2,4-D 0.3 愈伤组织分化：TDZ 2.0+2,4-D 0.1	[33]
	红姜花	花序抽生的腋芽	MS	愈伤组织诱导：6-BA 6.0+NAA 0.1 愈伤组织分化：6-BA 1.0+NAA 1.0	[50]
	益智	笋芽	MS	愈伤组织诱导：6-BA 3.0+NAA 0.1 愈伤组织分化：6-BA 6.0+NAA 0.1	[51]
姜科姜花属	“杏黄心”姜花	初放花朵	MS	愈伤组织诱导：NAA 0.2+6-BA 1.5	[17]
姜科姜花属	白姜花	未成熟花序上的花蕾	MS	胚性愈伤组织诱导：NAA 0.25+TDZ 0.5+维生素B5+ 谷氨酰胺100+麦芽提取物：100 胚性愈伤组织分化：IAA0.2+6-BA 0.5	[37]

科、属	植物名称	外植体	培养基	生长调节剂或其他附加物/(mg/L)	参考文献
姜科姜黄属	红苞姜黄	茎尖	MS	愈伤组织诱导：2,4-D 0.3+6-BA 0.5+TDZ 0.5 愈伤组织分化：6-BA 2.0+TDZ 0.5+NAA 0.2	[19]
姜科姜黄属	姜黄	无菌芽的芽基	MS	愈伤组织诱导：TDZ 0.5+2,4-D 0.3 愈伤组织分化：TDZ 0.5+6-BA 2.0+NAA 0.2	[26]
姜科山姜属	草豆蔻	种子	MS	愈伤组织诱导：6-BA 0.5+2,4-D 0.5 愈伤组织分化：6-BA 2.0+TDZ 0.5+NAA 0.2	[19]
	马来良姜	姜根段	MS	愈伤组织诱导：6-BA 0.25~0.75+2,4-D 1.0 或6-BA 1.0+2,4-D 0.25~0.75	[8]
	马来良姜	茎段	MS	愈伤组织诱导：6-BA 1.0+2,4-D 0.5~2.0	[8]
	花叶良姜	种子	MS	愈伤组织诱导：6-BA 1.5+2,4-D 0.3 愈伤组织分化：TDZ 2.0+2,4-D 0.1	[33]
	红姜花	花序抽生的腋芽	MS	愈伤组织诱导：6-BA 6.0+NAA 0.1 愈伤组织分化：6-BA 1.0+NAA 1.0	[50]
	益智	笋芽	MS	愈伤组织诱导：6-BA 3.0+NAA 0.1 愈伤组织分化：6-BA 6.0+NAA 0.1	[51]
姜科姜花属	“杏黄心”姜花	初放花朵	MS	愈伤组织诱导：NAA 0.2+6-BA 1.5	[17]
姜科姜花属	白姜花	未成熟花序上的花蕾	MS	胚性愈伤组织诱导：NAA 0.25+TDZ 0.5+维生素B5+ 谷氨酰胺100+麦芽提取物：100 胚性愈伤组织分化：IAA0.2+6-BA 0.5	[37]