油棕
出处：按学科分类—生物科学 农业出版社《植物细胞培养手册》第673页（12648字）
油棕(Elaeis guineensis Jacq．)是主要植物油资源。产于赤道10°内。油棕是多年生作物，经济生产长达20-25年。最高年产每公顷4-6t。目前种植的基本上是杂种叫tenera，以其内果皮薄为特征。是dura(同质厚壳)与pisfera(同质无壳)型的杂交产物。个体间产量变异很大，表现出异交种的遗传杂合性，经组织培养营养繁殖颇有前途。
(一)研究进展
过去十年来油棕组织培养有长足进展，建立了愈伤组织培养体再生植株各阶段的技术(Lioret 1981)(图25-2)。
图25-2 细胞培养物再生植株的阶段(Lioret，1981)
1．植株材料 曾用种子或胚培养产生的无菌幼苗为外植体源。闭合在顶尖内的幼花序和叶组织是无菌的，已用于繁殖成功。Rabechault等(1976)描述从幼叶组织启动愈伤组织，而不损伤顶尖。每个单株可取几百个外植体，诱导愈伤组织频率24-69%。
2．愈伤组织启动 愈伤组织的解剖学研究不足以肯定那种细胞正常产生油棕愈伤组织，但大多数是从分生组织部位或未分化细胞产生的。Guzman等(1978)发现愈伤组织是从发芽中的椰子胚的原形成层股段产生。Smith等(1973)发现根愈伤组织启动发生于正常发育成侧根的部位，Marbin等(1972)发现油棕根尖形成愈伤组织。
离体培养研究经常发生外植体褐化，这是受伤的反应。油棕培养体褐化，细胞分裂素和琼脂有促进作用。活跃性显然对枣棕等所必需或有利。生长素是愈伤组织启动所需。NAA比2，4-D使愈伤组织变得更白，并诱导生根。
Ms无机营养似能满足愈伤组织启动。椰子外植体需要较高水平的碘，但油棕并不需要。
3．分化 油棕胚胎发生是降低或不加生长素的结果。愈伤组织先在富含生长素培养基诱导产生。继代在无生长素培养基取得胚胎发生。细胞分裂素促进胚胎发生。油棕细胞培养体的另一些因子是光，渗透性，间歇液培。Jones(1974)指出油棕细胞培养体的胚胎发生显然受供试材料的影响比培养条件为大。
NAA促进愈伤组织、器官外植体和幼苗生根。高糖水平也能促进根启动。
Street(1979)讨论了几种植物愈伤组织培养体诱导胚胎发生的论据，得出结论，迄今很难作出论断，培养基是细胞培养体诱导形态建成的生化因素。阐明控制胚胎发生的因素很有价值。
4．再生植株发育 体细胞胚发育成再生植株所需条件报道不多。Martin等(1978)报道把油棕胚转入基础培养基加0．03M蔗糖，导致茎叶发育。继之NAA处理诱导生发育。Rey-nolds等(1979)把枣棕胚转入不加生长调节剂的培养基取得再生植株。Tisserat(1984)用枣棕胚转入不加2，4-D但含15μMN6-r-r二甲基烯丙基氨基嘌呤和0．3%活性炭取得再生植株。体细胞胚转入新鲜培养基诱导再生植株发育，有时产生复再生植株发育。
5．遗传稳定性 愈伤组织培养体遗传稳定性显然是油棕克隆繁殖的细胞培养体成功利用的重要因素。
愈伤组织培养体再生植株根尖细胞染色体数正常，克隆繁殖的生长参数变异性比幼苗群体的为低。细胞培养体产生的13000植株遗传和细胞变化不明显。但是有一个克隆表现4株反常植株，约占该特殊克隆的1．8%。
Smith等(1973)报道油棕愈伤组织生长慢，部分由于它的不稳定性。分生组织细胞产生的愈伤组织可能是有利于稳定性的另一因素。这类细胞一般不含有多倍体因素，不需要细胞分裂素，有时诱导染色体畸变以启动愈伤组织。Coley等(1979)报道快速生长愈伤组织系曾记载到多倍体和非整倍体细胞，但不产生胚。有可能染色体畸变的那类细胞极少生胚。
关于棕树细胞培养体细胞学研究很少。观乎其商品潜在价值，了解其染色体细胞学与下列因素的关系是有益的：克隆来源、生长率、分化能力、和培养基组成、尤其是生长物质。但这些细胞学研究价值，由于分子水平上检测变化未获成功而受到局限。
6．合子胚培养物 除基础研究外，棕树胚用作启动愈伤组织的常规外植体源是有价值的。离体胚人工培养产生的无菌幼菌也用作外植体材料。胚培养虽然在不发芽的makapuno突变体繁殖上有潜在的应用价值。曾提出收集椰子胚代替种子坚果有利于大规模种质交换，同时克服国际植物运输的限制。
棕树胚培养有关问题是培养基中的有毒物质或向培养基排出的有毒物质，抑制胚发芽和生长。有些棕树胚包括椰子胚只有加活性炭培养基上发育成幼苗。Guzman等(1975)也观察到用活性炭培养基培养makapuno椰子胚改进了根发育。再者，液培能使有毒物质扩散，培养这些胚，能促进根发育。
Hodel(1977)用不加活性炭培养基，从Pritchardia Kaalae和Veitchia joannis培养在Vacin和Went培养基加0．058 M蔗糖取得再生植株。
(二)培养程序
1．建立愈伤组织培养物 根和叶培养前必需表面消毒。油棕根表面消毒难，以3%过乙酸45min可取得完全无菌，但无一形成愈伤组织。0．1%氯化汞20min有50%无菌，其中<20%形成愈伤组织。Ong(1975)用95%乙醇表面消毒油棕幼苗根2min，随而用0．1%氯化汞2min，最后用10%次氯酸钠20min，取得了愈伤组织。
Rabechault等(1976)从油棕叶身切段取得愈伤组织，用0．1%氯化汞消毒20min。Tisserat(1979)用1%次氯酸钠表面消毒分枝和根尖15min，洗后浸入1%次氯酸钠5s，不淋洗，接种在培养基上。此法取得无污染培养物，芽和茎尖生长未受抑制。
遮掩良好的部位，如茎端、幼花序或种子胚，不需要用消毒剂处理。在无菌条件下，除去椰子花序的内和外层佛焰苞。Staritsky(1970)用次氯酸钙饱和溶液处理离体油棕“卷心”(包括茎端和周围的幼组织)1-2h，再切取外植体。以防取样时可能进入微生物。Rabechault等(1972)采用0．1%氯化汞消毒20min。Eeuwens(1976)从用2%次氯酸钙消毒15分钟的4×4×4cm椰子“卷心”取得幼茎和叶外植体。用软木钻孔器从经表面消毒的“卷心”切取外植体。
用多种外植体启动愈伤组织，如胚、根、幼叶、茎端组织和花序。Rabechault等(1970)报道了种子胚培养在Heller盐类液体培养基加1μM2，4-D和1μMKIN，形成瘤状细胞无性系。经继代在加1μMIAA培养基上，瘤再生了新瘤细胞无性系。
Smith等(1973)根据几万个胚再生愈伤组织的试验结果，得出结论矿质营养成分对再生愈伤组织并不重要。MS与“P．C．I”和“P．C．m”相比较，愈伤组织生长无差异。愈伤组织生长可在很广泛pH范围内发生，从3．7到7．3，无明显最适点。蔗糖和葡萄糖1-5%能支持其生长。油棕细胞培养需要生长素，启动时比保持需较高浓度。2，4-D和2，4，5-T比NAA更为有效。
供试的各种细胞分裂素中，只有0．5或5μM KIN偶尔对愈伤组织生长稍有效。GA3-150μM无反应。一般满意的培养基是MS矿质盐(不加碘化钾)，0．1%水解酪蛋白，5%CW，0．03M蔗糖和0．055M葡萄糖，视需要再加生长素和其它物质。
Martin等(1972)用离体培养下发芽的幼苗取根尖启动愈伤组织。培养方式，用MS盐类，0．058M蔗糖和2μM 2，4一D，液体轮转培养，或同样成分的固体培养基加NAA代替2，4-D。
Smith等(1973)发现从培养的胚或种子取得的无菌根，培养3周内形成愈伤组织。它们是从生长侧根部位上的次生或三次枝根上形成的。根尖也有产生但生长慢。当用MS盐类，0．1%CH和5%CW琼脂培养基时，启动愈伤组织的生长素的适宜浓度是25μM NAA或2，4-D。继代培养基需要降低浓度。KIN2．5μM抑制生长，0．05μM对生长有促进作用。
茎端中最有希望的组织是最接近顶端部位，如叶柄的白色基部，愈伤组织增殖趋势，随组织离顶尖距离而降低。液培继之半固体和固体培养生长最好。琼脂显然出现褐化愈伤组织形成需要高浓度矿质盐类(>1800mg／l)。细胞分裂素引起褐化，为此用低浓度(0．1μM)。作为标准程序，Rabechault等(1972)用液体培养基启动愈伤组织，含有Knop，Heller或MS(
)盐类，0．058M蔗糖、微量元素、2μM 2，4-D和0．1μM KIN或BA。
Smith等(1973)用顶尖部分取外植体试验，指出愈伤组织启动和保持要求不同培养基浓度。12／13愈伤组织系是在P．C．m．培养基加0．1%大豆蛋白胨和2，4，5-T上启动的。13块愈伤组织系产生55培养体，16块在相同培养基上，55块在P．C．I．培养基加5%CW和0．1μM NAA。愈伤组织启动与外植体源或年内季节无关，但受切取时植株旺势的正影响。枪叶基部比中央区域作外植体源更有效。
Rabechault等(1976)报道幼叶组织的愈伤组织启动。幼叶组织切取时，未伤及顶尖生长区域。叶身小方块暗培在MS加0．058M蔗糖和2，4-D或2，4，5-T 10-50μM。高压蒸气消毒前，调节pH到4．5。15-60天后沿叶脉长出愈伤组织。Smith等(1973)发现雄和雌花序外植体的正常结构有所发育，但未见愈伤组织。得出结论，早期花序(佛焰花序长短于20cm)比成长材料易于产生愈伤组织，需要高浓度生长素破坏正常发育。
Staritsky(1970)培养油棕茎尖在Miller培养基加0．088M蔗糖，0．5uM KIN和0．25M NAA或IAA，发现再生披针形叶，像幼苗的幼叶。茎尖外植体也生根和瘤状愈伤组织。
2．繁殖体的增殖 胚培养在加2，4-D的KIN培养基上取得的瘤状细胞克隆，转入低浓度IAA培养基后生了根。未见茎叶发育。Martin等(1972)从根产生的愈伤组织在低浓度生长素培养基上再生了根。
Rabechault等(1972)从茎尖组织外植体产生的愈伤组织取得了根和茎叶器官发生。这是经系列转移而成。首次转入液体MillerB和MS无机盐增加到3000mg／l，用1uM NAA代替2，4-D。第二次转入同样液体培养基，蔗糖从0．058增到0．12M。最后，培养体转入矿质盐类浓度降低到1800mg／l，蔗糖0．058和1uM IAA。
Jones(1974)发现茎尖和根愈伤组织在低浓度NAA培养基上，再生大量纤维根和气根。偶见部分根变绿但未发育成茎叶。幼苗根和叶基组织愈伤组织有时产生胚的发育。胚的形成受外植体源的影响大于培养条件。胚起始时是白色结构，有完好表皮。胚结构伸长和产生极性，表现出其它类胚状态，如细胞内积存储藏蛋白质和甘油三酯。观察胚再生植株。注意到这些胚对外加IAA无反应，这与种子胚不同。
Rabechault等(1976)发现成熟棕树的叶外植体产生的愈伤组织，光培在含2．5μM NAA和10μM KIN，BA或2ip中，形成了胚。转入无生长素培养基未产生胚。细胞分裂素ZEA0．25μM以下促进胚胎发生。
3．再生植株移栽入土 再生植株移栽前，在试管内锻炼，移裁成功。Tisserat(1984)提出移栽详细程序。再生植株大小是成活的关键因素。高10-12cm适于移栽，成活率最高。再生植株移入1∶1泥炭沼和
石混合物。遮盖塑料以保高湿度。最初二个月，喷0．5%benomyl和水，加
Hoagland溶液，每周一次。
(三)胚培养
Hessey(1958)用White培养基加0．058M蔗糖培养离体油棕种子胚，发现生长差和不平衡，只产生茎叶或根。Rabechault等的一系列深入研究，取得很有用信息。发现人工培养胚生长与种子的大小和年龄有关。大种子(>100mg)的胚比较小的生长更为旺盛，8月龄以上种子一般生长很差。Rabechault等(1968)发现如果在取出胚前，把种子含水量升高到20-22%，则储藏一年的种子的胚，取得满意的发育。把再吸水的种子贮藏10-15天，能进一步改进其继后的生长，指出在种子胚再吸水比在培养基上吸收更好。Rabechault等(1969)发现离体培养胚生长也与其休眠有关，休眠与再吸水二者效应独立无关。
Rabechault(1962)发现光能刺激吸根和根系生长，组幼苗较矮和叶数较少。光照下的受伤吸根直径显着增大，变绿，积存淀粉，但除非保留有小部分吸根外，胚不能发育。
蔗糖是最好碳和能源，培养在加0．088M蔗糖培养基上的胚、茎叶和根生长旺盛。用甘露糖醇部分代替蔗糖，生长并无减退，指出培养基内蔗糖的渗透效应也重要。培养基盐类总浓度高，胚生长较好。用Randolph和Cox，Rijven或White盐类培养基生长差时，可增高其盐类总浓度，而不改变其离子平衡，能有所改进，与Heller培养基相比的话，后者曾取得胚生长好。
Rachechault等(1972)用液培胚比固培生长较好。液体培养基加5，10，15，20和25%CW观察生长逐步有所促进。含5%CW的根发生较早和更经常。光培下CW效果更好。Rabechault等(1973)发现新鲜种子的胚生长更旺盛，并不为CW所促进。45-60天龄种子胚对CW有反应，但70天龄胚，含水量低，不再有反应。当其含水量再吸水增到20．1%，增加CW用量，生长有所改进。
GA促进茎叶生长，与所用浓度成比例，和根形成和生长并无影响。IAA，NAA，2，4-D和KIN浓度从0．01增到100μM，对胚的抑制作用逐渐增大。NAA和2，4-D引起吸根直径增大，但KIN促进吸根增长。生长物质浓度增高，组织和培养基褐化增高，KIN作用最强。
Jones(1974)胚生长在不加生长物质培养基上时，发现茎叶生长不长根的典型模式。加低浓度IAA和KIN取得茎叶和根的平衡发育，最适浓度各为2．5μM和0．5μM。0．088M蔗糖比0．073M的生长显着较好，而0．15M抑制生长。为了证实Rabechault等(1970)的发现：培养基盐类总浓度高胚发育较好。采用Marashige和Skoog成分作为基础培养基。加200mg／lCH结果茎叶生长好，1000mg／1CH为标准成分。White培养基加阿魏酸促进生根，但对培养在MS上的胚，效果要低得很多。其它酚类化合物如咖啡酸和芥子酸(20μM)，在White培养基上也促进生根。
(四)展望
种质人工培养结合深冻贮藏，自用常规繁殖法难于处置后，引起棕树研究的兴趣。Tisserat等(1981)证实了枣棕深冻储藏法可行性，回复培养体再生植株成功。棕树胚也可能采用。
花药培养生产单倍体是另一值得研究问题。由于棕树是异花授粉的，花药培养可能有困难。但单倍体育种有利于棕树改良和遗传工程研究。
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