文章信息
- 陈春
- CHEN Chun
- 建兰‘岭南奇蝶’种子无菌萌发与离体繁殖技术
- Aseptic germination and in vitro propagation technology of Cymbidium ensifolium cv. ‘lingnanqidie’ seeds
- 亚热带农业研究, 2016, 12(02): 125-129
- JOURNAL OF AERONAUTICAL MATERIALS, 2016, 12(02): 125-129.
- DOI: 10.13321/j.cnki.subtrop.agric.res.2016.02.010
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文章历史
- 收稿日期: 2016-04-05
‘岭南奇蝶’属建兰奇蝶花,其叶面翠绿,叶型中垂,新芽呈紫红色,整体端庄素雅,花型较稳定,具有较高的观赏价值。野生兰花一般生长较缓慢,数量有限,优良的新品种更为稀有。传统的兰花繁殖方式为分株法,其周期长、速度慢,难以满足市场的需求[1-4]。目前,有关兰花组织培养方面的文献较多[5-8],但建兰‘岭南奇蝶’组织培养研究国内尚未见报道。本文以‘岭南奇蝶’的种子为外植体,开展组织培养研究,以期为‘岭南奇蝶’组培苗的产业化生产提供依据,同时为兰花优良种苗的推广提供技术支持。
1 材料与方法 1.1 材料选择福建省林业科技试验中心温室大棚种植的建兰‘岭南奇蝶’作为试验材料。
1.2 方法 1.2.1 外植体的消毒以建兰‘岭南奇蝶’自交并成熟的果荚为诱导材料,用体积分数为75%酒精棉擦拭干净,放于自来水下冲洗0.5~1 h,再用无菌水冲洗2遍后置于70%酒精中处理1 min,立刻浸入0.1%HgCl2分别消毒15、20、25、30 min,最后用无菌水冲洗5遍。用手术刀将果荚剖开,取出种子并播种于萌发培养基上,每个处理接种40瓶,培养45 d后,统计各处理的污染率和存活率。‘岭南奇蝶’种子萌发培养基为:1/2 MS+50 g·L-1土豆+0.8 g·L-1活性炭+30 g·L-1糖。
1.2.2 根状茎的增殖培养以1/2 MS+0.1 mg·L-1 6-BA+0.8 g·L-1活性炭+30 g·L-1糖为基本培养基,分别添加0.5、1.5、3.0 mg·L-1 NAA及0.5、1.5、3.0 mg·L-1 IBA,以不加生长素为对照,共7个处理。每个处理均接入1 cm左右生长一致且无分枝的根状茎100个,重复3次。培养室中培养45 d时,统计根状茎的增殖系数、鲜重、侧枝长度等指标。增殖系数=根状茎侧枝数/接种根状茎数。
1.2.3 根状茎的分化培养基本培养基(因素A)共设3个水平:MS、1/2 MS、MS(改良);6-BA浓度(因素B)3个水平:0.5、1.5、3.0 mg·L-1;NAA浓度(因素C)3个水平:0、0.2、0.4 mg·L-1,进行正交试验,共9个处理,培养基代号分别为1~9,试验设计见表 1。选取1 cm左右,生长一致,并且无分枝的根状茎,每个处理接种30个,重复3次。在培养室中培养45 d时,统计诱导的新芽个数,计算平均分化率:分化率/%=诱导出芽的根状茎数/根状茎总数×100。
| 培养基代号 | 基本培养基 | |||||
| mg·L-1 | mg·L-1 | |||||
| 1 | MS | 0.5 | 0.0 | |||
| 2 | MS | 1.5 | 0.2 | |||
| 3 | MS | 3.0 | 0.4 | |||
| 4 | 1/2MS | 0.5 | 0.2 | |||
| 5 | 1/2MS | 1.5 | 0.4 | |||
| 6 | 1/2MS | 3.0 | 0.0 | |||
| 7 | MS(改良) | 0.5 | 0.4 | |||
| 8 | MS(改良) | 1.5 | 0.0 | |||
| 9 | MS(改良) | 3.0 | 0.2 | |||
| 1)MS(改良)为MS大量元素中的NH4NO3减半,KH2PO4增加一倍。 | ||||||
以1/3 MS+0.5 g·L-1蛋白胨+0.5 g·L-1活性炭+20 g·L-1糖为基本培养基,分别添加50 g·L-1土豆、50 g·L-1香蕉、50 mL·L-1椰汁,以不添加有机添加物为对照,共4个处理。每瓶培养基接种‘岭南奇蝶’不定芽10个,每个处理接种10瓶,重复3次。培养60 d后,统计芽的生长及生根情况。
1.2.5 培养条件所用培养基中均加入20~30 g·L-1蔗糖、5.0~5.2 g·L-1琼脂,并调节pH值为5.6左右。培养温度22~25 ℃,光照12 h·d-1,光强2 000 lx。
1.3 数据统计采用DPS软件进行统计分析。
2 结果与分析 2.1 消毒时间对‘岭南奇蝶’外植体污染率及存活率的影响由表 2所示,当HgCl2消毒时间低于25 min时,外植体污染率高于35.0%,而当消毒时间高于25 min时,污染率大大降低,均低于10%。因此,‘岭南奇蝶’外植体较适宜的消毒方法为:0.1% HgCl2溶液消毒25~30 min。存活率取决于污染率,污染的种子丧失了萌发的能力,因此当污染率低至7.5%时,存活率最高,达92.5%。
| t消毒 | 接入外植体的瓶数/瓶 | 污染数 | 污染率 | 存活数 | 存活率 | |||||||
| min | 个 | % | 个 | % | ||||||||
| 15 | 40 | 16 | 40.0 | 24 | 60.0 | |||||||
| 20 | 40 | 14 | 35.0 | 26 | 65.0 | |||||||
| 25 | 40 | 3 | 7.5 | 37 | 92.5 | |||||||
| 30 | 40 | 4 | 10.0 | 36 | 90.0 | |||||||
| 1)表中数据为培养45 d的观察结果。 | ||||||||||||
由表 3可知,添加生长素对兰花根状茎增殖生长有显著的促进作用。添加NAA后,‘岭南奇蝶’根状茎的增殖系数均极显著高于对照。当培养基中添加3.0 mg·L-1 NAA时,根状茎的鲜重、侧枝长均高于其他处理组;当培养基中添加0.5 mg·L-1 IBA时,根状茎的增殖系数显著高于对照组,而当IBA浓度高于3.0 mg·L-1时,增殖系数反而降低,并且与对照组差异不显著。因此,添加0.5~3.0 mg·L-1 NAA与0.5~1.5 mg·L-1 IBA均有利于‘岭南奇蝶’根状茎继代增殖生长,增殖系数均达5.25以上,根状茎生长良好(图 1)。
| ρNAA | 增殖系数 | 鲜重/g | 侧枝长 | ρIBA | 增殖系数 | 鲜重/g | 侧枝长 | ||
| mg·L-1 | cm | mg·L-1 | cm | ||||||
| 0.5 | 5.25AB | 0.52C | 1.32A | 0.5 | 5.80AB | 0.83AB | 1.33A | ||
| 1.5 | 5.90A | 0.58C | 1.32A | 1.5 | 5.58A | 0.80AB | 1.32A | ||
| 3.0 | 5.65AB | 0.78A | 1.39A | 3.0 | 4.25BC | 0.69B | 1.35A | ||
| 0.0(CK) | 2.40C | 0.28D | 0.79B | 0.0(CK) | 2.40C | 0.28D | 0.79B | ||
| 1)同列数值后附不同大写字母者表示差异达0.01显著水平。 | |||||||||
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图1 ‘岭南奇蝶’根状茎继代苗 Fig.1 C.ensifolium cv. ‘lingnanqidie’ rhizomes subculture seedlings |
将‘岭南奇蝶’根状茎接种到诱导分化的培养基上培养25~60 d,观察其根状茎长出新芽的情况。培养25 d时,可观察到根状茎不断变粗、变绿,在其表面有小芽冒出;培养60 d时,根状茎分化出丛生芽。对试验数据进行统计及方差分析,结果见表 4、5。由表 4可知,6号培养基对‘岭南奇蝶’根状茎分化的效果最理想,分化率可达 63.6%,显著高于其他处理组。因此,‘岭南奇蝶’根状茎分化的最佳培养基配方为:1/2 MS+3.0 mg·L-1 6-BA。由表 5可知,基本培养基、6-BA、NAA对‘岭南奇蝶’根状茎分化率的影响均达极显著水平,3个因素影响根状茎分化率的主次关系为:A>B>C,即基本培养基>6-BA>NAA。
| 培养基代号 | 接种根状茎数 | 平均诱导的新芽总数 | 平均诱导出新芽的根状茎数/个 | 平均分化率 | |
| 个 | 个 | % | |||
| 1 | 60 | 30.8 | 14.5 | 24.2fF | |
| 2 | 60 | 43.2 | 16.8 | 28.0eE | |
| 3 | 60 | 49.4 | 19.8 | 33.0dD | |
| 4 | 60 | 56.4 | 30.4 | 50.7cC | |
| 5 | 60 | 53.4 | 34.2 | 56.3bB | |
| 6 | 60 | 57.8 | 38.0 | 63.6aA | |
| 7 | 60 | 27.0 | 9.8 | 16.5hH | |
| 8 | 60 | 34.0 | 12.8 | 21.3gG | |
| 9 | 60 | 31.4 | 14.4 | 24.0fF | |
| 1)同列数值后附不同大小写字母者分别表示差异达0.01、0.05显著水平。 | |||||
| 变异来源 | 平方和 | 自由度 | 均方 | F值 | P值 |
| A | 6 568.020 7 | 2 | 3 284.010 4 | 3 884.062 0 | 0.000 1 |
| B | 428.343 0 | 2 | 214.171 5 | 253.304 7 | 0.000 1 |
| C | 20.920 7 | 2 | 10.460 4 | 12.371 7 | 0.000 6 |
| 误差 | 13.528 1 | 16 | 0.845 5 | ||
| 总和 | 7 038.649 6 | ||||
| 1)A.基本培养基;B.6-BA;C.NAA。F0.05(2,16)=3.63;F0.01(2,16)=6.23。 | |||||
‘岭南奇蝶’根状茎分化出的芽比较细弱(图 2),可通过添加天然有机添加物进行壮苗及生根培养。本试验以1/3 MS+0.5 g·L-1蛋白胨+0.5 g·L-1活性炭+20 g·L-1糖为基本培养基,分别添加50 g·L-1土豆、50 g·L-1香蕉、50 mL·L-1椰汁,‘岭南奇蝶’生根情况见表 6。由表 6可知,添加土豆和香蕉对‘岭南奇蝶’分化苗的增高及生根有明显的促进作用,显著差异于添加椰汁的处理组和对照组。添加椰汁虽然也有利于苗的增高及根数的增加,但是效果不如其他处理组。因此,‘岭南奇蝶’壮苗生根的有机添加物以土豆或香蕉为宜,其生根苗粗壮(图 3),平均根数达4.20条以上,生根率高达100%。
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图2 ‘岭南奇蝶’根状茎芽的分化培养 Fig.2 Differentiation and cultivation of C.ensifolium cv.‘lingnanqidie’ rhizome bud |
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图3 ‘岭南奇蝶’壮苗生根培养 Fig.3 C.ensifolium cv.‘lingnanqidie’ seedling rooting culture |
| 添加物 | 苗增高 | 平均根数 | 生根率 | ||
| cm | 条 | % | |||
| 土豆 | 4.43a | 4.20a | 100a | ||
| 香蕉 | 4.75a | 4.66a | 100a | ||
| 椰汁 | 2.88b | 3.94a | 100a | ||
| 不添加(CK) | 1.80c | 1.25b | 100a | ||
| 1)同列数值后附不同小写字母者表示差异达0.05显著水平。 | |||||
以兰花茎尖为外植体进行消毒污染率一般比较高,导致大多数兰花无菌体系难以建立[9-10]。本试验以‘岭南奇蝶’种子为外植体进行消毒,灭菌效果较为理想,污染率低至7.5%,且存活率高达92.5%,克服了通过茎尖作为诱导材料污染率居高不下的难题[11]。徐程等[12]、刘明志等[13]以丛生芽的方式进行增殖,发现该增殖方式缺陷比较明显,平均单芽的增殖数不高。本试验在根状茎增殖培养基中添加0.5~3.0 mg·L-1NAA 及0.5~1.5 mg·L-1IBA,大大提高了增殖系数,增殖倍数达5.25,同时,通过正交试验方法优化了根状茎的分化培养基使其分化率达63.6%,从而加快了兰花新优品种的扩繁增殖速度,在短期内提供大量的优质种苗。
有机添加物对壮苗生根存在影响。本研究表明,香蕉和土豆对‘岭南奇蝶’的壮苗生根有明显的促进作用,苗高度及平均根数与对照组相比均显著增加,生根率可达100%。
| [1] | 陈汉立,欧秀娟,张志胜.影响建兰根状茎增殖因素的研究[J].广东农业科学,1996(4):33-34. |
| [2] | 李子红,贾燕.珍品兰花快速繁殖与养护[M].上海:上海科学技术出版社,2006:180-182. |
| [3] | 吴汉珠,王续衍,林泰碧.‘中国兰’茎顶组织培养研究[J].园艺学报,1987,14(3):203-207. |
| [4] | 杨玉珍,孙天洲,孙廷,等.大花蕙兰组织培养和快速繁殖技术研究[J].北京林业大学学报,2002,24(2):86-88. |
| [5] | 陈银龙.国兰无菌播种技术研究[J].安徽农业科学,2006,34(17):4291. |
| [6] | 陈锵.春兰根状茎增殖与诱芽技术研究[J].安徽农学通报,2008,14(7):33-34. |
| [7] | 何嵩,卢思聪.从春兰和墨兰杂种的根状茎诱导再生植株[J].植物学通报,1994,11(4):58-59. |
| [8] | 王莲辉,姜运力,杨春华,等.春兰组织培养与快速繁殖[J].中国林副特产,2007(4):53-54. |
| [9] | 徐建球,江瑞荣,陈孝丑,等.兰属新品种‘梦之兰’栽培基质筛选[J].亚热带农业研究,2015,11(3):190-193. |
| [10] | 赖恭梯,刘海林,郭梽超,等.茅膏菜试管苗不同增殖方式研究[J].亚热带农业研究,2011,7(1):57-63. |
| [11] | ERNST R. The use of activated charcoal in asymbiotic seedlings culture of Paphiopedilum[J]. American Orchid Society Bulletin, 1974,43:35-38. |
| [12] | 徐程,詹忠根,张铭.中国兰的组织培养[J].植物生理学通讯,2002,38(2):171-174. |
| [13] | 刘明志,朱京育.培养基、BA和复合添加物对大花蕙兰增殖和分化的影响[J].暨南大学学报(自然科学版),2000,21(3):100-105. |
2016, Vol. 12

