亚热带农业研究  2016, Vol. 12 Issue (2): 246-253   PDF    
DOI: 10.13321/j.cnki.subtrop.agric.res.2016.02.010
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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

文章历史

收稿日期: 2016-04-05
建兰‘岭南奇蝶’种子无菌萌发与离体繁殖技术
陈春     
福建省林业科技试验中心, 福建 南靖 363600
摘要: 以建兰‘岭南奇蝶’种子为外植体,开展兰花的离体繁殖技术研究。结果表明,用0.1% HgCl2处理25~30 min能达到较好的灭菌效果,污染率低至7.5%;添加0.5~3.0 mg·L-1 NAA及0.5~1.5 mg·L-1 IBA有利于‘岭南奇蝶’根状茎增殖生长,增殖倍数达5.25;根状茎的最适分化培养基为1/2 MS+3.0 mg·L-1 6-BA,分化率达63.6%;有机添加物香蕉和土豆对‘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,生根率均达100%。
关键词: ‘岭南奇蝶’    组织培养    根状茎    分化    
Aseptic germination and in vitro propagation technology of Cymbidium ensifolium cv. ‘lingnanqidie’ seeds
CHEN Chun     
Fujian Forestry Science and Technology Test Center, Nanjing, Fujian 363600, China
Abstract: The seeds of Cymbidium ensifolium cv. ‘lingnanqidie’ were used as explants to study its in virto propagation. The results showed that the best sterilization method for the seeds was 0.1% HgCl2 for 25-30 min, and the pollution rate was reduced to 7.5%; 0.5-3.0 mg·L-1 NAA and 0.5-1.5 mg·L-1 IBA in favor of its rhizome proliferation and growth, proliferation rate reached 5.25. The optimal differentiation medium was 1/2 MS+3.0 mg·L-1 6-BA, and the differentiation rate reached 63.6%. Organic additives of bananas and potatoes to C.ensifolium cv.‘lingnanqidie’ rooting played obvious role in promoting, seedling height and average root number were significantly increased, the rooting rate reached 100%.
Key words: Cymbidium ensifolium cv. ‘lingnanqidie’    tissue culture    rhizome    differentiation    

‘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。

表1 根状茎分化培养基正交设计表1) Table 1 Orthogonal design for bud differentiation medium of rhizomes
培养基代号基本培养基ρ6-BAρNAA
mg·L-1mg·L-1
1 MS0.50.0
2 MS1.50.2
3 MS3.00.4
4 1/2MS0.50.2
5 1/2MS1.50.4
6 1/2MS3.00.0
7 MS(改良)0.50.4
8 MS(改良)1.50.0
9 MS(改良)3.00.2
1)MS(改良)为MS大量元素中的NH4NO3减半,KH2PO4增加一倍。
1.2.4 不定芽的壮苗生根培养

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

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%。

表2 消毒时间对‘岭南奇蝶’外植体污染率及存活率的影响1) Table 2 Effect of HgCl2 disinfection time on contamination rate and survival rate of C.ensifolium cv.‘lingnanqidie’ explants
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%%
15401640.02460.0
20401435.02665.0
254037.53792.5
3040410.03690.0
1)表中数据为培养45 d的观察结果。
2.2 不同生长素对‘岭南奇蝶’根状茎增殖的影响

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)。

表3 不同生长素对‘岭南奇蝶’根状茎增殖及生长的影响1) Table 3 Effects of different auxin on proliferation and growth of C.ensifolium cv.‘lingnanqidie’ rhizomes
ρNAA增殖系数鲜重/g侧枝长ρIBA增殖系数鲜重/g侧枝长
mg·L-1cmmg·L-1cm
0.55.25AB0.52C1.32A0.55.80AB0.83AB1.33A
1.55.90A0.58C1.32A1.55.58A0.80AB1.32A
3.05.65AB0.78A1.39A3.04.25BC0.69B1.35A
0.0(CK)2.40C0.28D0.79B0.0(CK)2.40C0.28D0.79B
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。
图1 ‘岭南奇蝶’根状茎继代苗 Fig.1 C.ensifolium cv. ‘lingnanqidie’ rhizomes subculture seedlings
2.3 不同培养基对‘岭南奇蝶’根状茎分化的影响

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 45。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。

表4 正交设计方差分析表1) Table 4 Variance analysis of orthogonal design
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
%
16030.814.524.2fF
26043.216.828.0eE
36049.419.833.0dD
46056.430.450.7cC
56053.434.256.3bB
66057.838.063.6aA
76027.09.816.5hH
86034.012.821.3gG
96031.414.424.0fF
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。
表5 正交设计方差分析表1) Table 5 Variance analysis of orthogonal design
变异来源平方和自由度均方FP
A6 568.020 723 284.010 43 884.062 00.000 1
B428.343 02214.171 5253.304 70.000 1
C20.920 7210.460 412.371 70.000 6
误差13.528 1160.845 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。
2.4 不同有机添加物对‘岭南奇蝶’壮苗生根的影响

‘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%。

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
图3 ‘岭南奇蝶’壮苗生根培养 Fig.3 C.ensifolium cv.‘lingnanqidie’ seedling rooting culture
表6 不同有机添加物对‘岭南奇蝶’壮苗生根的影响1) Table 6 Effect of organic additives on seedling rooting
添加物苗增高平均根数生根率
cm%
土豆4.43a4.20a100a
香蕉4.75a4.66a100a
椰汁2.88b3.94a100a
不添加(CK)1.80c1.25b100a
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。
3 小结

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%。

参考文献(References)
[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.