全 文 :张 伟,乔保建,李冰冰,等. 蝴蝶兰高效组培快繁及温室移栽技术[J]. 江苏农业科学,2015,43(9) :83 - 86.
doi:10. 15889 / j. issn. 1002 - 1302. 2015. 09. 023
蝴蝶兰高效组培快繁及温室移栽技术
张 伟,乔保建,李冰冰,李延龙,王利亚,王 贞,刘文克,张亚丽
(河南省平顶山市农业科学院,河南平顶山 467001)
摘要:为优化蝴蝶兰组培快繁及小苗温室移栽技术,研究以蝴蝶兰花梗段侧芽为外植体的高效快繁技术。在
MS +3. 0 mg /L 6 - BA +1. 0 g /L 花宝 1号培养基中诱导出营养芽,2 个月诱导率达 90%;而用 VW +3. 0 mg /L 6 - BA +
1. 0 g /L花宝 1 号 + 10%香蕉泥培养基诱导出花葶,2 ~ 3 个月诱导率达 80%。利用诱导的无菌营养芽、花葶节段切片
在 MS + 5. 0 mg /L 6 - BA + 0. 5 mg /L NAA + 10%椰子汁 + 30 mg /L 柠檬酸培养基中,2 个月诱导出丛生芽,再利用小
块丛生芽分化增殖丛生芽,1. 5 个月增殖率可达 6 倍。当芽长超过 1. 5 cm时,在 1 /2MS + 0. 1 mg /L 6 - BA + 0. 3 mg /L
NAA + 0. 2%活性炭培养基中壮苗生根,2 个月后小苗长出 3 条以上的根,根长超过 1. 5 cm,于智能温室炼苗 3 ~ 4 周
后移栽。应用该小苗移栽试验方法,经统计 3 个月后成活率可达 95%。
关键词:蝴蝶兰;花梗侧芽;营养芽;花葶;丛生芽
中图分类号:S682. 31 文献标志码:A 文章编号:1002 - 1302(2015)09 - 0083 - 04
收稿日期:2014 - 10 - 12
基金项目:河南省平顶山市农业科学院自选项目。
作者简介:张 伟(1977—) ,男,陕西汉中人,助理研究员,主要从事
现代农业生物技术组培的研究。E - mail:zhw9380@ 163. com。
蝴蝶兰(Phalaenopsis amabilis)别称蝶兰,被誉为“洋兰皇
后”,是热带兰中的珍品[1]。蝴蝶兰花朵硕大、朵数多、开花
期长、花色艳丽、色泽丰富,可盆栽放置于书房、客厅、卧室等
处,典雅大方并给人以美的享受,花朵可作新娘的捧花、襟花、
胸花,同时是切花的好材料[2]。蝴蝶兰是兰科植物中栽培最
广泛、普及程度最高的品种之一,深受各国人民喜爱。蝴蝶兰
是单茎性气生兰,植株极少发育侧枝,且种子极难萌发,实生
苗变异严重,不适于大规模商业种植。应用植物组培快繁技
术可在短期内生产大量整齐一致的种苗,因此大规模商业种
植一般采用组织培养快繁的方法[3]。关于蝴蝶兰组织培养
的报道较多[4 - 7],多以蝴蝶兰的叶片[8]、茎尖[8 - 9]、花梗腋
芽[8 - 11]、种子[12]、根尖[8]、花梗节间[13]为外植体进行组织培
养研究,而对以花梗为外植体的研究常采用未开花、即将开花
的花梗,这对母株伤害较大,将影响其观赏价值、经济价
值[14]。本试验于蝴蝶兰开花 3 个月后(农历正月之后)采摘
花梗,尽量减少对其观赏价值、经济价值的影响。以蝴蝶兰丛
生芽途径开展组培快繁,具有诱导率高、诱导时间短、丛生芽
增殖率高(可达 6 倍)、技术难度低、遗传性能稳定等优点,可
避免生产中发生大量变异,对大规模生产具有重要意义[15]。
在前人研究的基础上,开发出一套成熟、先进的蝴蝶兰组培快
繁及温室移栽技术,以期为相关生产及研究提供参考。
1 材料与方法
1. 1 供试蝴蝶兰
供试蝴蝶兰采自河南省平顶山市农业科学院农业生物技术实
验室智能温室,于2013年3月至5月初采取,品种为宝龙皇后。
1. 2 外植体
供试外植体为蝴蝶兰花梗节间侧芽,以及花梗段侧芽诱
导出的无菌营养芽和花葶,以营养芽和花葶作为组培快繁试
验材料。
1. 3 消毒过程
剪取蝴蝶兰母株近基部花梗,将花梗切割为 2 ~ 3 cm 长
的切段,每个花梗切段带 1 个节间侧芽,每节距侧芽上部
1 cm、下部 2 cm。消毒时先用洗洁精与自来水清洗 30 min,于
超净工作台中用 75%乙醇浸泡 30 s,再用 0. 1%HgCl2 溶液浸
泡 13 min,倒掉 HgCl2 并用无菌水冲洗 4 ~ 6 遍。消毒后切去
花梗段两端少许部分,按照正常生长方向将花梗节段插入供
试培养基。
1. 4 供试培养基
基础培养基为 MS、VW、1 /2 MS。采用不同质量浓度植
物生长调节剂的培养基进行诱导与增殖,并进行壮苗生根培
养,培养环境为:温度(25 ± 2)℃、光照度 2 000 ~ 3 000 lx、光
照时间 12 h /d。筛选出 5 种主要培养基(20. 0 g 蔗糖、6. 0 g
琼脂粉、pH值 5. 6 ~ 5. 8)。诱导培养基(A) :MS + 3. 0 mg /L
6 - BA +1. 0 g /L 花宝 1 号 + 30 mg /L 柠檬酸;诱导培养基
(B) :VW +3. 0 mg /L 6 - BA +1. 0 g /L花宝 1 号 + 100 g /L香
蕉泥 + 30 mg /L柠檬酸 + 1. 0 g /L 活性炭;分化培养基(C) :
MS +5. 0 mg /L 6 - BA + 0. 5 mg /L NAA + 10% 椰子汁 +
30 mg /L 柠檬酸;壮苗生根培养基(D) :1 /2MS + 0. 1 mg /L
6 - BA +0. 3 mg /L NAA +2. 0 g /L活性炭。
1. 5 小苗炼苗和移栽
将准备移栽的试管苗不揭盖连瓶置于温室 3 ~ 4 周炼苗。
移栽时用水苔作栽培基质,所有操作工具和水苔均消毒灭菌。
移栽前先将水苔用清水浸泡 12 h,甩干后方可使用。移栽时
打开封口膜,小心夹出小苗,洗净根部培养基,于 0. 2%高锰
酸钾溶液中浸泡几分钟后捞出,用甩干的水苔包住小苗根部,
放入穴盘中;将移栽好的小苗穴盘放置于白天温度 22 ~
30 ℃、夜晚温度 18 ~ 25 ℃、相对湿度 65% ~ 85%、光照度低
于 10 000 lx、洁净通风的环境中。移栽结束后用 2 000 倍多
菌灵杀菌剂对小苗统一喷洒,2 周 1 次,连续喷洒 3 次;第 1
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周保持每天上午、下午 2 次喷雾增湿,第 2 周后浇水并且每
1 ~ 2 周施用 1 次均衡肥料,于 3 个月时统计。
2 结果与分析
2. 1 技术路线
试验流程见图 1、图 2。
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2. 2 花梗芽的诱导
利用花梗段侧芽在诱导培养基中诱导营养芽和花葶,培
养 2 ~ 3 个月即可获得;培养过程中若培养基消耗过多或褐化
严重则转接 1 次,培养基不变,连续 3 个月进行统计(表 1)。
由表 1 可见,MS、VW 2 种基础培养基均可作为诱导培养基,
但添加不同质量浓度的激素、添加物使 2 种基础培养基诱导
出不同的植物组织;因此,不能表明某一培养基更适合作为诱
导基础培养基。使用相同基础培养基,同时使用 6 - BA、
NAA时诱导率比单独使用 6 - BA 时低,且萌动出芽时间长。
当 6 - BA 的浓度达到 5. 0 mg /L 时,诱导率略下降且生长偏
弱,表明此浓度或更高浓度并不适于蝴蝶兰花梗侧芽的诱导;
单独使用3. 0 mg /L浓度的 6 - BA 时,蝴蝶兰花梗侧芽诱导率
较好。本试验中 A培养基(表 1 中 2 号培养基)外植体诱导
表现突出,出芽最早且出芽率达到 90 %,萌动仅需 12 d,形
成营养芽需要 2 个月左右;VW 培养基加入 100 g /L 香蕉泥、
1. 0 g /L花宝 1 号后,大多数诱导出花芽,其中 B培养基(表 1
中 5 号培养基)的出芽率达到 80 %,形成可诱导分化丛生芽
的花葶需 2 ~ 3 个月。
表 1 不同培养基对花梗侧芽诱导的结果
序号 基础培养基
激素浓度(mg /L)
6 - BA NAA
外植体数
(个)
萌动出芽
时间(d)
诱导率
(%) 备注
1 MS 1. 0 0. 1 20 18 35 大部分为营养芽,出芽缓慢
2 MS 3. 0 0. 0 20 12 90 绝大部分为营养芽,生长健壮
3 MS 5. 0 0. 5 20 14 75 大部分为营养芽,生长偏弱
4 VW 1. 0 0. 3 20 20 30 部分为花芽,生长较弱
5 VW 3. 0 0. 0 20 15 80 部分为花芽,出芽较快,生长健壮
6 VW 5. 0 0. 0 20 17 70 部分为花芽,生长偏弱
注:所有培养基均添加 1. 0 g /L花宝 1 号、30 mg /L柠檬酸;VW诱导培养基均添加 100 g /L香蕉泥。
2. 3 丛生芽的分化和增殖
将诱导出的营养芽从花梗节段基部切下,在各培养基中
进行丛生芽分化增殖,于 3 个月时统计(表 2)。由表 2 可见,
营养芽分化增殖时 MS培养基优于 VW培养基。NAA浓度为
0. 5 mg /L、6 - BA 浓度为 1. 0 ~ 7. 0 mg /L 时营养芽分化的丛
生芽增殖率逐渐提高;6 - BA浓度为 5. 0 mg /L时诱导分化的
平均出芽数较多,且生长健壮;6 - BA 浓度为 7. 0 mg /L 时诱
导分化的平均出芽数最多,但有部分畸形。可见,6 - BA 浓
度过高并不能达到良好效果,只有 6 - BA、NAA 在适宜浓度
下配合使用,才能取得最好的营养芽分化增殖效果。C 培养
基(表 2 中Ⅱ号培养基)最适于营养芽分化再增殖,其分化出
的芽数多、生长快、健壮、无畸形,且芽的生长均能成为小苗,
最早 1. 5 个月可见芽,但分化出增殖丛生芽需 2 个月左右;分
化出丛生芽后采用多芽增殖并仍使用 C 培养基,可极大缩短
增殖周期,仅需 1. 5 个月。
表 2 不同质量浓度 6 - BA培养基中营养芽的分化增殖结果
序号 基础培养基
6 - BA
(mg /L)
NAA
(mg /L)
外植体数
(个)
总出芽数
(个)
外植体平均
出芽数(个)
生长情况
Ⅰ MS 1. 0 0. 5 30 81 2. 7 增殖少,芽生长缓慢,长势不好
Ⅱ MS 5. 0 0. 5 30 216 7. 2 增殖多,芽生长快,健壮
Ⅲ MS 7. 0 0. 5 30 235 7. 8 增殖多,芽生长快,有畸形
Ⅳ VW 1. 0 0. 5 30 57 1. 9 增殖少,芽生长缓慢,长势一般
Ⅴ VW 5. 0 0. 5 30 175 5. 8 增殖多,芽生长快,健壮
Ⅵ VW 7. 0 0. 5 30 201 6. 7 增殖多,芽生长快,有畸形
注:培养基中均添加 10%椰子汁、30 mg /L柠檬酸。
将花梗段侧芽诱导出的花葶节部横向切割为 0. 5 ~
0. 8 cm 的切片,按生长方向接入 C 培养基,约 2 个月可见小
芽丛,分化增殖情况与营养芽增殖情况相似。
2. 4 小苗壮苗生根
当芽生长至 1. 5 cm时将其切下,转入 D培养基中壮苗生
根,约 30 d可见生根,50 d长出 3 条以上根,2 个月根长超过
1. 5 cm,则可进行炼苗。
2. 5 小苗移栽及栽培管理方法
小苗炼苗时,试管瓶不揭盖炼苗 3 ~ 4 周,移栽时挑选炼
过苗的蝴蝶兰组培苗,要求其无污染、叶数 3 ~ 5 张、叶宽
1. 5 ~ 2. 5 cm、叶子健壮、叶色翠绿、根数 3 条以上、根长 0. 8 ~
3. 0 cm、根系粗壮有活力、单轴茎较明显。小苗移栽后 1 周内
不浇水,尽量以喷雾方式供给水分,以便小苗及早生根,同时
可避免幼嫩小苗出现软腐病害,使小苗根部充分生长,但要保
持较高的湿度;第 2 周即可浇水,当小苗水草表面干燥,且观
察透明穴盘内下部无水滴水雾,即可浇透水;第 3 周后可施用
液肥,施肥间隔期为 1 周 1 次,开始时采用较低肥料浓度,随
后逐渐提高,但不可过高,小苗前期常施用 N ∶ P2O5 ∶ K2O 为
20% ∶ 20% ∶ 20% 的肥料,浓度为 3 000 ~ 4 000 倍液,施肥
时应薄肥勤施。当小苗长出新叶、新根即为成活,3 个月时的
成活率可达 95%以上。
3 结论与讨论
蝴蝶兰一般通过有性繁殖、无性繁殖 2 种方式进行繁殖,
有性繁殖多为杂交或自交苗,遗传性状不稳定,不能表现出优
良的母本性状,且花色、花期不易控制,因此蝴蝶兰快繁通常
采用无性繁殖[16]。蝴蝶兰植株极少发育侧枝,比其他种类兰
花更难以进行常规无性繁殖,无法大量生产[17],组织培养是
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蝴蝶兰快速繁殖的主要手段[18 - 20]。在组织培养中,可通过诱
导原球茎途径进行植株再生[21],也可利用丛生芽途径快速繁
殖,后者是从芽到芽的增殖,无需通过诱导原球茎分化不定芽
来稳定遗传母本的特征特性,从而可降低后代发生变异的概
率[22]。本试验采用从芽到芽的增殖途径,利用花梗芽诱导出
的营养芽、花葶组织来诱导分化丛生芽,减少变异且分化时间
短,大幅缩短了繁殖周期。
试验过程中第 1 次分化诱导使花梗段侧芽充分利用,不
破坏母株并尽可能保存母体,达到商业种植的高效利用;丛生
芽分化出来后的每次分化增殖过程均比第 1 次分化诱导过程
缩短一半时间,1. 5 个月即可增殖 6 倍左右,其他资料中尚未
见如此高的增殖倍数[16]。
由培养基的成分及外植体的培养过程可知,6 - BA 是诱
导侧芽萌发的主要因子,这与谭文澄等的观点[19]一致。向
VW培养基中添加香蕉泥、花宝 1 号可能是花梗侧芽诱导成
花葶的主要因素,有待进一步研究证实。柠檬酸可有效抑制
酶促褐变,通过降低褐变死亡率以提高诱导效率[23],整个试
验中向培养基添加 30 mg /L柠檬酸效果显著,能够减少褐化。
试验首次将营养芽、花葶节切片于相同培养基、相同环境下诱
导分化出丛生芽;营养芽诱导分化丛生芽的关键点为茎基部,
将营养芽底部和花梗节段接触的部分切割后培养才易诱导出
丛生芽,丛生芽一般从营养芽基部的短缩茎分化出来,应注意
保存该部位;将试管花葶节部上下切割为 0. 5 ~ 0. 8 cm 的切
片,注意保留节部,按自然生长方向放入培养基中才能诱导分
化出大量节间丛生芽,没有节部的花葶组织一般无法分化出
丛生芽。分化增殖培养基中的椰子汁同样是增殖的关键因素
之一,从生产角度考虑,椰子汁含量为 10%时增殖倍数、增殖
时间、经济效益均为最佳。进行壮苗生根时,一般培养基只使
用 NAA或 IBA进行生根,而本试验添加少量 6 - BA 可使小
苗健壮生长并生根,提前进入炼苗阶段。小苗移栽时,用
0. 2%高锰酸钾溶液浸泡小苗几分钟,既能杀菌消毒,又可使
小苗伤口快速氧化愈合,从而提高成活率,此结论经实践总结
得出。组培苗于春季移栽,若栽培管理得当第 2 年春节即可
开花。
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