荆半夏不同繁殖方式的组织形态学研究

摘要

半夏Pinellia tenate(Thunb.)Breit,天南星科半夏属,多年生草本植物。在我国分布于南北各地；生于田间、林下、荒坡等处。块茎(药材名:半夏)扁球形,为化痰药,有燥湿化痰、降逆止呕、消痞散结等功效。我国半夏的药用史有2000多年,自20世纪80年代初历经野生种种植到人工栽培的过程。据中国重要资源调查显示,野生半夏的全国年均收购量正因环境变化等因素的影响而慢慢减少。自70年代我国开始大量种植半夏,到90年代初,商品半夏远销国内外,尤其是日本、韩国和东南亚等地区。也正基于此,半夏的经济效益逐渐受到人们的重视,全国半夏种植面积迅速增加。但到如今,由于种茎退化、种源短缺、价格上涨、种植成本高,又加上日益恶劣的气候影响,半夏病虫害较为严重；再者,半夏的种植技术一直处于落后水平,因此产量难以提升,经济效益下降,种植面积下滑。目前半夏的野生资源急剧下降,濒临枯竭。
　　 本研究以取自京山的荆半夏叶片、茎段、种茎、花器为试验材料,以半夏不同繁殖方式来揭示半夏不同繁殖方式的发生发育过程与优劣性比较。具体的试验结论如下:
　　 1.半夏叶片与茎段在MS+0.2mg/L NAA+0.5mg/L6-BA+0.1mg/L ABA+0.1mg/LIAA上均有较好的出愈率和胚性愈伤诱导率；而对于体细胞胚的形成率,以叶片诱导最适培养基是MS+0.2mg/L NAA+0.5mg/L6-BA+0.1mg/L ABA+0.1mg/L IAA,以茎段诱导最适培养基是0.2mg/L NAA+0.5mg/L6-BA+0.2mg/L ABA+30g/L PEG。半夏种茎成熟的最适培养基为NAA0.2mg/L+ABA0.5mg/L+PEG30g/L。胚性愈伤组织在种茎诱导培养基上3—5d形成体细胞胚,3周左右成熟种茎。半夏愈伤组织发育成具明显珠芽结构的块茎原始体。
　　 2.以半夏无菌苗的叶片诱导产生体细胞胚进而出芽需4周,以茎段直接诱导只需2周。段愈伤组织多产生于茎段切口处,而叶片愈伤组织则发生于叶表面；体细胞胚发生于表层和近表层细胞,细胞分裂为球形胚并与其它细胞形成生理上的隔离；胚性愈伤组织与非胚性愈伤组织的形态和结构均存在较大差别。
　　 3.以半夏种茎播于田间至出芽需2-3周,出苗率92.7％,且一粒种茎能长出2-3个小块茎。半夏种茎的发育类似于珠芽,生长点附近的细胞快速分裂,生长锥形成突起,子叶覆盖于最外层,种茎表皮下的分生细胞团形成根原基。种茎的顶端分生组织类似于原套-原体学说,第一层原套向上隆起,第二片真叶向外伸展,叠套于第三片叶上部。叶原基由于不对称生长互相叠套在一起,使得生长锥表面附着3层原套。外层细胞在发育过程中逐渐趋于木质化。种茎内部分布有维管束、导管、针晶束和淀粉粒。
　　 4.半夏种茎刚出芽至茎段基部长出珠芽需4周,每一个茎段基部均能长出珠芽,有少数植株除在茎段基部长出珠芽外也在叶柄处着生。茎段基部表皮下的细胞进行平周和垂周分裂,叶原基覆盖着顶端分生组织,形成一个中空地带。其上的两片真叶叠套在一起,生长锥一侧长出叶原基和一些小突起。生长锥进一步形成突起,形成明显的三层原套。成熟的珠芽外层细胞出现木质化的现象。
　　 5.半夏的花粉囊围成一圈包围于花药外部,花药壁由外至内依次为表皮、纤维层、中层；花粉母细胞此时处于减数分裂时期,此时的花粉粒还未成熟。而此时子房内的内珠被已伸出,略长于外珠被,胚珠内的中空地带为胚囊。
　　 6.组织培养诱导胚性愈伤组织出芽和种茎诱导出芽均有较好的出芽率,而组织培养出芽更是达到了100％。在时间上组织培养的茎段诱导出苗的时间最短,为2周,叶片诱导出苗和种茎出苗时间均为4周左右。半夏有性繁殖自开花到形成种子需2个月。