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

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

Abstract

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

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.

Figures/Tables 4

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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		外植体		培养基			生长调节剂或其他附加物/(mg/L)	参考文献
姜科豆蔻属	草果		茎段和根基部		MS			芽增殖：6-BA 6.0+2,4-D 2.0	[24]
	草果		茎尖		MS			芽诱导：6-BA 8.0+NAA 0.1+TDZ 0.5 芽增殖：6-BA 6.0+NAA 0.1+TDZ 0.05	[42]
	海南砂仁		笋芽		MS			芽诱导：6-BA 3.0+NAA 0.05 芽增殖：6-BA 8.0+NAA 0.05	[46]
姜科姜黄属	红苞姜黄		芽和幼嫩茎尖		MS			芽增殖：TDZ0.5+NAA 0.1	[19]
	姜黄		腋芽		MS			芽诱导：6-BA 2.0+NAA 0.1 芽增殖：TDZ 0.5	[26]
	姜荷花		球茎		MS/18号培养基			芽诱导：6-BA 2.0~3.0+NAA 0.2~0.3 芽增殖：18号培养基+TDZ 0.5	[27]
	南岭莪术		无菌芽的芽基		MS			芽诱导：TDZ 0.05 芽增殖：TDZ 0.3	[28]
	南昆山莪术		根状茎腋芽		MS			芽诱导：6-BA 5.0+NAA 0.1 芽增殖：TDZ 0.5	[29]
	温郁金		主根茎尖		MS			芽诱导：6-BA 1.5 芽增殖：6-BA 1.0+ KT 3.0	[30]
姜科山姜属	草豆蔻		成熟种子		MS			芽增殖：6-BA 5.0+TDZ 0.5+NAA 0.1	[19]
	马来良姜		无菌苗茎基部		MS			芽增殖：6-BA 1.0+NAA 0.5	[8]
	花叶山姜		茎尖或带芽点的茎段		MS			芽诱导：6-BA 6.0+NAA 0.1 芽增殖：6-BA 4.0+NAA 0.1+TDZ 1.0	[47]
	花叶姜		嫩芽		MS			芽诱导：6-BA 2.0+NAA 0.1 芽增殖：6-BA 1.5+NAA 0.2；	[34]
	艳山姜		种子		MS			芽增殖：6-BA 3.0+NAA 0.2；	[48]
姜科姜属	蘘荷		根茎上的休眠芽		MS			芽诱导：6-BA 1.0+NAA 0.2；芽增殖：6-BA 1.5+NAA 0.2	[31]
姜科姜属	峨眉大黄姜		茎尖		MS			芽诱导：6-BA 0.1+NAA 0.05+GA₃ 0.3 芽增殖：6-BA 1.0+NAA 0.5	[32]
姜科姜花属	“杏黄心”姜花		无菌苗假茎基部附近薄片		MS			芽诱导：TDZ0.1 芽增殖：6-BA 6.0+NAA 0.1	[17]
	白姜花		茎尖		3/4MS~MS			芽增殖：6-BA 3.0 +NAA 0.2	[36]
	白姜花		成熟种子无菌苗的下胚轴		MS			芽诱导：MS基本培养基芽增殖：6-BA 1.0+NAA 0.2	[38]
	白姜花		根状茎上新长出的吸芽		MS			芽诱导：6-BA 5.0+NAA 0.2	[39]
	圆瓣姜花		茎尖		MS			茎尖：6-BA 0.5+NAA 0.2 芽增殖：6-BA 4.0+NAA 0.1	[49]
	峨眉姜花		茎尖		MS			芽诱导：6-BA 8.0~10.0+NAA 0.2 芽增殖：6-BA 4.0+NAA 0.2	[40]
	金姜花		茎尖		MS			芽诱导：6-BA 6.0~7.0 +NAA 0.2 芽增殖：6-BA 3.0+NAA 0.1	[41]
	红姜花		花序抽生的腋芽		MS			芽诱导：6-BA 2.0+NAA 2.0 芽增殖：6-BA 1.0+NAA 1.0	[50]
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
姜科山奈属		山奈		带芽块茎		MS	芽诱导：6-BA 3.0+NAA 0.1 芽增殖：6-BA 3.0		[18]
姜科山奈属		沙姜		芽		MS	芽诱导：6-BA 2.0+NAA 0.1 芽增殖：6-BA 2.0+NAA 0.25		[35]
姜科火炬姜属		火炬姜		顶芽、侧芽		MS	芽诱导：6-BA 4.0 芽增殖：6-BA 2.0~3.0+NAA 0.1		[43]
姜科火炬姜属		火炬姜		成熟种子		MS	芽诱导：6-BA 2.0 芽增殖：6-BA 3.0+NAA 0.5		[44]

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
姜科豆蔻属	草果		茎段和根基部		MS			芽增殖：6-BA 6.0+2,4-D 2.0	[24]
	草果		茎尖		MS			芽诱导：6-BA 8.0+NAA 0.1+TDZ 0.5 芽增殖：6-BA 6.0+NAA 0.1+TDZ 0.05	[42]
	海南砂仁		笋芽		MS			芽诱导：6-BA 3.0+NAA 0.05 芽增殖：6-BA 8.0+NAA 0.05	[46]
姜科姜黄属	红苞姜黄		芽和幼嫩茎尖		MS			芽增殖：TDZ0.5+NAA 0.1	[19]
	姜黄		腋芽		MS			芽诱导：6-BA 2.0+NAA 0.1 芽增殖：TDZ 0.5	[26]
	姜荷花		球茎		MS/18号培养基			芽诱导：6-BA 2.0~3.0+NAA 0.2~0.3 芽增殖：18号培养基+TDZ 0.5	[27]
	南岭莪术		无菌芽的芽基		MS			芽诱导：TDZ 0.05 芽增殖：TDZ 0.3	[28]
	南昆山莪术		根状茎腋芽		MS			芽诱导：6-BA 5.0+NAA 0.1 芽增殖：TDZ 0.5	[29]
	温郁金		主根茎尖		MS			芽诱导：6-BA 1.5 芽增殖：6-BA 1.0+ KT 3.0	[30]
姜科山姜属	草豆蔻		成熟种子		MS			芽增殖：6-BA 5.0+TDZ 0.5+NAA 0.1	[19]
	马来良姜		无菌苗茎基部		MS			芽增殖：6-BA 1.0+NAA 0.5	[8]
	花叶山姜		茎尖或带芽点的茎段		MS			芽诱导：6-BA 6.0+NAA 0.1 芽增殖：6-BA 4.0+NAA 0.1+TDZ 1.0	[47]
	花叶姜		嫩芽		MS			芽诱导：6-BA 2.0+NAA 0.1 芽增殖：6-BA 1.5+NAA 0.2；	[34]
	艳山姜		种子		MS			芽增殖：6-BA 3.0+NAA 0.2；	[48]
姜科姜属	蘘荷		根茎上的休眠芽		MS			芽诱导：6-BA 1.0+NAA 0.2；芽增殖：6-BA 1.5+NAA 0.2	[31]
姜科姜属	峨眉大黄姜		茎尖		MS			芽诱导：6-BA 0.1+NAA 0.05+GA₃ 0.3 芽增殖：6-BA 1.0+NAA 0.5	[32]
姜科姜花属	“杏黄心”姜花		无菌苗假茎基部附近薄片		MS			芽诱导：TDZ0.1 芽增殖：6-BA 6.0+NAA 0.1	[17]
	白姜花		茎尖		3/4MS~MS			芽增殖：6-BA 3.0 +NAA 0.2	[36]
	白姜花		成熟种子无菌苗的下胚轴		MS			芽诱导：MS基本培养基芽增殖：6-BA 1.0+NAA 0.2	[38]
	白姜花		根状茎上新长出的吸芽		MS			芽诱导：6-BA 5.0+NAA 0.2	[39]
	圆瓣姜花		茎尖		MS			茎尖：6-BA 0.5+NAA 0.2 芽增殖：6-BA 4.0+NAA 0.1	[49]
	峨眉姜花		茎尖		MS			芽诱导：6-BA 8.0~10.0+NAA 0.2 芽增殖：6-BA 4.0+NAA 0.2	[40]
	金姜花		茎尖		MS			芽诱导：6-BA 6.0~7.0 +NAA 0.2 芽增殖：6-BA 3.0+NAA 0.1	[41]
	红姜花		花序抽生的腋芽		MS			芽诱导：6-BA 2.0+NAA 2.0 芽增殖：6-BA 1.0+NAA 1.0	[50]
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
姜科山奈属		山奈		带芽块茎		MS	芽诱导：6-BA 3.0+NAA 0.1 芽增殖：6-BA 3.0		[18]
姜科山奈属		沙姜		芽		MS	芽诱导：6-BA 2.0+NAA 0.1 芽增殖：6-BA 2.0+NAA 0.25		[35]
姜科火炬姜属		火炬姜		顶芽、侧芽		MS	芽诱导：6-BA 4.0 芽增殖：6-BA 2.0~3.0+NAA 0.1		[43]
姜科火炬姜属		火炬姜		成熟种子		MS	芽诱导：6-BA 2.0 芽增殖：6-BA 3.0+NAA 0.5		[44]

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]