[发明专利]一种荆半夏种茎快速繁殖方法

说明书

技术领域

本发明属于通过组织培养技术的植物再生技术领域，更具体涉及一种利用植物组织培养技术生产荆半夏种茎的方法。该方法主要用于荆半夏种茎的快速生产。

背景技术

半夏(Pinellia ternata)为天南星科半夏属多年生草本植物，株高15-30厘米；块茎近球形，直径1-2厘米；叶出自块茎顶端，叶柄长6-23厘米，一年生的叶为单叶，卵状心形；2-3年后，叶为三出复叶。半夏是一种常用的中药材，在588种中药处方中，半夏使用频率居第22位。具有降逆止呕、燥湿化痰、消痞散节的功效。近年来,研究发现半夏还有抗早孕、抗肿瘤、降血脂、护肝等功能。由于市场需求量大，野生半夏资源无法满足，现已有大规模的人工种植。但半夏人工种植所需种茎量大，成本高。目前，人工种植半夏每亩地需种茎300-400kg，购买这些种茎的成本约为6000-8000元，因此，人工种植半夏种茎的成本为6000-8000元/亩。这也是影响半夏人工种植效益的主要因素之一。因此，开发种茎高效繁殖方法是提高半夏人工种植效益的途径之一。

自然状态下，半夏可通过有性和无性两种方式进行繁殖。半夏雌雄花序在同一个佛焰苞中，属同株异花传粉，一般而言，只有较大块茎才能抽出佛焰苞，形成的种子在常规条件下萌发率相当低。因此，有性繁殖不是其主要繁殖方式。自然群体内大部分个体是源自无性繁殖产生的珠芽。珠芽繁殖是半夏无性繁殖的主要方式，珠芽着生在叶柄下部内侧面，有的会在三叶交汇处着生一珠芽。珠芽落于土中形成新植株，珠芽变成了块茎。半夏块茎偶尔也产生子块茎，子块茎能形成新个体。块茎繁殖是另一种无性繁殖方式。综上所述可见，自然状态下半夏繁殖效率低。

组织培养是一种植物快速繁殖的方法，是指从植物体中取出组织、器官，然后模拟机体的生理条件，在体外进行培养，使之生存，形成组织或长成植株的技术过程。任家惠(1983)最早用半夏叶片和叶柄作外植体进行研究，通过愈伤组织获得大量完整植株。通过组培方法快繁半夏种苗的方法主要集中于外植体、培养条件和培养基、再生途径方面。半夏组织培养中常用的半夏材料有叶片、叶柄、块茎和珠芽。夏海武(1994)在半夏不同生长时期分别取叶片、叶柄和块茎进行培养，发现早期取材诱导效果较好。万美亮等(1995)的研究表明叶柄诱导效果最好，叶片次之，二者皆启动快，诱导率可达 90％；而块茎、珠芽较差。武宗信等(2005)报道了采用珠芽成功建立半夏无性繁殖系，并获得了大量再生植株。邱萍等(2008)采用半夏茎尖作外植体，得到较高的成活率和成苗率。培养条件和培养基方面研究比较一致，MS培养基是比较适合培养基，培养光照强度1500～2500lx，每日10～12h左右。培养温度为(25±1)℃。半夏植株再生途径有两种：器官途径和胚状体途径。朱忠荣(1991)等用叶柄和块茎切块进行培养，过程中不出现明显的愈伤组织，而是直接从外植体表面产生多个球状体，然后由球状体上方长绿芽，下方长出根。何奕昆(1994)等将叶柄接在分化培养基上，可直接产生小块茎或小鳞茎,进而分化出完整植株。在某些情况下也可经过愈伤阶段形成再生苗。以上研究为半夏组培快繁奠定了基础，可利用半夏叶柄、叶片、珠芽和块茎作为外植体进行培养，最终均可获得完整植株。

在半夏人工栽培中，还主要是用半夏块茎作为种茎，播种量为300-400kg/亩，种茎成本为6000-8000元/亩，一般5年内不用再购买种茎。因此，如果通过组培方法来商业化生产种茎，需要在种茎质量、成本等方面优于天然块茎。为此，一些半夏改良的组培快繁方法被建立起来，主要目标在于降低半夏种植的成本，提高半夏种植的效益。为了减少组培中的操作环节，降低成本，罗成科等(2007)引入一步成苗技术，该技术的优点是将组培技术中的诱导、增殖和分化等环节合并一个环节，将外植体叶片接入到培养基中，经过90天培养后，获得再生苗，再生苗移栽容易存活。应该说，一步成苗技术有助于半夏组培快繁技术的商业化应用。对于培养方式也有些有益探索。贾明良等(2012)将间歇浸没培养的方法引入半夏组培快繁，减少培养时的人力投入，且提高增殖率，为低成本生产大量高质量的种苗提供保障。该方法的具体操作是：将无菌外植体接入到生物反应器中，间歇性地加入无菌液体培养基，使外植体能从培养基中吸收养分，接受培养基中激素的诱导，另一方面，又可避免像悬浮培养那样导致外植体和分化苗等中间体玻璃化。该方法展现出一些工业化生产的特点，为半夏利用组培方法进行商业化生产提供了技术支持。

发明内容