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格力兜兰的无菌播种与组培快繁研究



全 文 :格力兜兰的无菌播种与组培快繁研究
周 丽1,李松克2,邓克云3,魏春杰3 (1.兴义民族师范学院,贵州兴义 562400;2.黔西南民族职业技术学院,贵州兴义 562400;3.黔
西南州绿缘动植物科技开发有限公司,贵州兴义 562400)
摘要 [目的]研究格力兜兰的无菌播种与组培快繁,探讨其最佳培养条件,以期能够商品化生产格力兜兰,实现其资源保护和可持续利
用。[方法]以人工授粉的种子为外植体,进行无菌播种试验,并对其进行幼苗形态键成和生根壮苗条件研究。[结果]210 d 胚龄的种
子萌发率高;种子萌发最佳培养基为 1 /2 RE + NAA 0. 5 mg /L + BA 0. 2 mg /L + CM 50 ml /L + CH 1 g /L,壮苗培养基为 MS + NAA 1. 0
mg /L + BA 0. 2 mg /L +活性碳 0. 6 mg /L +香蕉泥 50 g /L。[结论]该研究实现了格力兜兰的快速繁殖,提高了其繁殖系数,能够进行商
品化育苗。
关键词 格力兜兰;种子;无菌播种;组培快繁
中图分类号 S188 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2012)18 -09590 -03
Aseptic Sowing and Tissue Culture Propagation of Paphiopedilum gratrixianum
ZHOU Li et al (Xingyi Normal University for Nationalities,Xingyi,Guizhou 562400)
Abstract [Objective]To study the asepstic sowing and tissue culture propagation of Paphiopedilum gratrixianum,explore its best culture
conditions,so as to realize the commerical production,resources protection and sustainable utilization of Paphiopedilum gratrixianum. [Meth-
od]Experiment of asepsis sowing was carried out on the seeds of artificial pollination,and the formation of seedlings and conditions of rooting
were studied. [Result]210-day embryo seeds had the highest germination rate,the best medium for germination was 1 /2RE + NAA 0. 5 g /L
+ BA 0. 2 mg /L + Coconut milk 50 ml /L + Casein hydrolisis 1 g /L;the strong seeding medium was MS + NAA 1. 0 mg /L + BA 0. 2 mg /L +
Activated charcoal 0. 6 mg /L + Mashed banana 50 g /L. [Conclusion]The study achieved the rapid propagation of Paphiopedilum gratrixia-
num and improved the propagation coefficient,which provided the basis for commercial production of Paphiopedilum gratrixianum tissue.
Key words Paphiopedilum gratrixianum;Seed;Aseptic sowing;Rapid tissue propagation
基金项目 贵州省科技厅项目(黔科合 NY 字[2008]3029) ;贵州省教
育厅自然科学类科研项目(黔教科 2008095)。
作者简介 周丽(1978 -) ,女,贵州兴义人,硕士,副教授,从事观赏与
药用兰科植物的快繁保育和杂交育种研究,E-mail:Zhoulizxx
@ yahoo. com. cn。
收稿日期 2012-02-16
兜兰又称拖鞋兰是兰科兜兰属(Paphiopedilum)植物。
兜兰属的所有种均属于“野生动植物濒危物种国际贸易公
约”(CITES)附录Ⅰ的保护对象,目前总共有 79个野生种记录
在案[1],中国野生兜兰达到 18 种。兜兰属是兰科的一个濒
危类群,由于其观赏价值高,猖獗走私、过度采集、生长环境
受破坏、自然更新能力差等原因,其野生数量急剧减少,有些
已濒临灭绝[2]。
格力兜兰(Paphiopedilum gratrixianum)分布于云南东南
部、老挝及越南北部,为地生或石上附生植物,属于绿叶种,
具有叶形秀美、花型美丽端庄、适应性强、花期长等优良特
点,是初级栽培首选植物之一。格力兜兰自然繁殖系数低,
采用组织培养中的器官培养法也很难从叶、花茎、子房等器
官中诱导出再生能力强的原球茎,因此无法通过无性克隆对
其进行商业化生产。目前应用最多的是通过种子无菌播种
获得大量种苗。该试验通过对培养基和种子年龄的筛选,探
讨格力兜兰的最佳培养条件,并对其进行幼苗形态键成和生
根壮苗条件研究,以期能够商品化生产格力兜兰,实现其资
源保护和可持续利用。
1 材料与方法
1. 1 材料 试验材料为格力兜兰大棚内盆栽植株,种内异
花授粉种子。
1. 2 方法
1. 2. 1 外植体消毒。剪取授粉后不同生长时间的果实,洗
洁精洗净表面后用自来水清洗,75%酒精表面消毒 30 s,浸
入 95%酒精中 1 s,取出后于酒精灯上点燃,待表面酒精烧尽
即可(注意不要在酒精灯上烤)。在灭菌滤纸上剖开果实,取
出种子接种于萌发培养基上[2]。
1. 2. 2 胚龄对种子萌发的影响。兰科植物的胚,是一卵形
的未分化的细胞团,不具子叶和胚乳,缺乏营养物质,在自然
条件下极难萌发[3]。自然状态下其萌发需要适宜的真菌感
染,种子从感染的真菌得到了萌发所需的养分,才能萌发,且
萌发率很低。采用组培的方法由蔗糖提供能量物质,在适宜
的条件下兰花的种子不需要共生菌也可以萌发。但该过程
对种子发育程度有一定要求[2],故需要取不同时期的种子进
行胚抢救,寻找种子萌发最佳时期。
定期取授粉后 4、5、6、7、8、9 和 10 个月的种子于显微镜
下观察,记录种子情况,并播种观察萌发情况。
1. 2. 3 激素组合对格力兜兰种子萌发的影响。萌发培养基
以 Robert Ernst(简称 RE)为基本培养基,设 1 /2 RE和 RE 2
个标准,蔗糖分 20 和 30 g /L 2 个标准、7 g /L 琼脂粉(1 300
g /cm2) ,CH(水解酪蛋白)1 g /L,CM(椰子乳)50 ml /L,pH
5. 8。将 BA与 NAA按不同剂量组合添加到培养基中配制成
萌发培养基(表 2)。
在不同培养基配比试验中,采用授粉后 210 d的种子为
研究材料,取出各果实中的种子混匀后播种。启动萌发时间
以肉眼可见培养基上种子有明显膨大的原球体 30 个左右为
准。萌发率的统计,在超净工作台上,随机取播种 60 d的种
子,在显微镜下随机取不同视野统计 100粒种子中萌发的种
子数,萌发以胚突破种皮形成原球茎为准。
1. 2. 4 生根壮苗培养基。MS + NAA 0. 4 mg /L + BA 0. 2
mg /L +椰粉 12 g /L +香蕉 50 g /L +蔗糖 30 g /L +琼脂粉 7
责任编辑 王春艳 责任校对 卢瑶安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2012,40(18):9590 - 9592
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2012.18.114
g /L,pH 5. 8,在不同的激素配比中寻找最佳组合。
壮苗生根采用 2步法:播种 70 d 左右,当萌发的原球茎
分化出 2个小叶尖时,将其转入萌发培养基 M12中,生长 60 d
左右,当小苗分化出 2个叶片,长出有 1 ~ 2个小根时将其转
入壮苗培养基中,每瓶 10 ~ 12 苗,培养 90 d 后便可出瓶
移栽。
1. 2. 5 培养条件。萌发光照强度为 5 00 lx,增殖、生根壮苗
时光照强度为 2 000 lx,光照时间 16 h /d,培养温度(25 ±
2)℃。
1. 2. 6 试管苗移栽。常温条件下炼苗 2 周后出瓶,洗净根
表面培养基,用 0. 01%高锰酸钾浸泡 3 min,阴凉处晾 8 ~ 10
h,操作时尽量避免伤根。栽培基质用经消毒处理的颗粒状
松树皮混合同体积的吸水石颗粒,每 12 cm的育苗袋中移栽
6株小苗,栽培基质只能填充到根茎处,切不可将根茎埋入基
质中,移栽浇足水后,一周内不浇水,经常向育苗袋周围的地
上洒水,使空气湿度维持在 85%以,并保持通风。
2 结果与分析
2. 1 胚龄对格力兜兰种子萌发的影响 由调查结果可知,
授粉后不同时期的种子形态差异较大,授粉 120 d 的果实内
无有效种子形成,胎座上的刮取物显微镜下仅见无色透明种
皮无明显胚,播种后呈浅褐色水浸状,不能萌发;授粉 150 d
胎座上取下的种子呈白色,显微镜下观察有无色透明的种
皮,种皮内有较小的胚,播种后能在较快时间内形成白色的
类胚状体,但是这些类胚状体在原培养基上长时间不分化,
经 120 d后分化率仅为 2%,若在较早时间内转入其他分化
培养基中也很少有分化,且在播种 90 d后开始有类胚状体变
褐死亡;授粉 180 d的种子,种皮浅黄色,约 30%种子有较饱
满胚,播种后能较快萌发,但萌发后的分化率仅为 60%左右;
授粉 210 d种子聚生在胎座上,轻轻拔动可分散,显微镜下可
见种皮呈浅褐色,胚饱满,播种后萌发率和分化率均在 90%
以上;授粉 240 d的种子已成熟,易于从胎座上散落,种皮呈
褐色,胚明显,播种萌发率有所下降,分化率仍高;授粉 270 d
和授粉 300 d的种子已成熟,且果实易裂,胎座萎缩,种皮深
褐色,萌发率下降,分化率仍在 90%以上(表 1)。
表 1 不同胚龄对格力兜兰种子萌发的影响
胚龄∥d 启始萌发时间∥d 萌发率∥% 分化率∥%
120 - - -
150 25 80 2
180 36 88 60
210 35 93 99
240 49 79 95
270 52 42 98
300 67 26 93
2. 2 激素组合对种子萌发的影响 试验结果表明,在 M9 和
M12中种子的萌发率分别为 94%和 96%,萌发效果显著。M9
中种子启动萌发早,原球茎呈浅黄绿色,早期表面光滑,播种
40 d后表面产生细绒毛状物,根和叶分化正常,易长成壮苗;
M12中启动萌发也较早,由于加有植物生长调节剂的原因,萌
发后的原球茎分化较 M9 早,未观察到原球茎表面具绒毛的
时期,后期分化成苗过程均正常,所以 M12为萌发最佳培养
基。在其他组合中,高细胞分裂素的组合 M2、M6、M10、M14中
种子萌发率偏低,且萌发后的原球茎在早期膨大、后期分化
有少部分具畸形叶的小苗,幼苗形态键成效果不佳;细胞分
裂素与生长素等量的组合 M3、M7、M9、M15中种子萌发率不
高,萌发后的原球茎分化力较差,有时还有原球茎变褐死亡
的现象发生。该结果显示,不添加植物生长调节剂或浓度较
低的高生长素比细胞分裂素组合有利于种子萌发,20 g /L的
蔗糖浓度对种子萌发有促进作用,水解酪蛋白和椰子乳的加
入对提高萌发率有显著的作用(表 2)。
表 2 萌发培养基及效果
处理 蔗糖∥g /L 基本培养基 CH∥g /L CM∥ml /L
激素组合∥mg /L
BA NAA
启动萌发时∥d 萌发率∥%
M1 30 1 /2RE 1 50 - - 53 57
M2 30 1 /2RE 1 50 0. 8 0. 2 56 39
M3 30 1 /2RE 1 50 0. 3 0. 3 56 28
M4 30 1 /2RE 1 50 0. 2 0. 5 49 58
M5 30 RE - - - - 60 23
M6 30 RE - - 0. 8 0. 2 66 15
M7 30 RE - - 0. 3 0. 3 72 19
M8 30 RE - - 0. 2 0. 5 66 27
M9 20 1 /2RE 1 50 - - 30 94
M10 20 1 /2RE 1 50 0. 8 0. 2 35 63
M11 20 1 /2RE 1 50 0. 3 0. 3 35 78
M12 20 1 /2RE 1 50 0. 2 0. 5 28 96
M13 20 RE - - - - 42 53
M14 20 RE - - 0. 8 0. 2 49 47
M15 20 RE - - 0. 3 0. 3 49 36
M16 20 RE - - 0. 2 0. 5 42 64
2. 3 壮苗生根 移栽时发现,叶片为 3 ~ 4 片,叶长 7 cm左
右,根条数大于 5,根长为 3 ~3. 5 cm的小苗根系不易缠绕,出
瓶时不伤根,出瓶操作方便且移栽成活率高。这表明 4种生根
培养基中以 R1 培养出的小苗移栽方便成活率高(表 3)。
195940 卷 18 期 周 丽等 格力兜兰的无菌播种与组培快繁研究
将试验所得试管苗进行移栽,其成活率可达 90%以上
(图 1)。
表 3 壮苗培养基对小植株的影响
处理
激素组合∥mg /L
NAA BA
植株状况
叶片数

叶长
cm
根数

根长
cm
R1 1. 0 0 3 6. 35 3. 31 3. 39
R2 1. 0 0. 2 4 7. 82 5. 26 3. 43
R3 2. 0 0 3 7. 21 5. 48 5. 26
R4 2. 0 0. 2 3 7. 32 4. 97 4. 97
3 结论
该研究结果显示,格力兜兰种子虽然在授粉后 150 d播
种能大量萌发形成类胚状体,但是类胚状体的分化能力差不
易成苗。授粉 210 d后的种子直接播种在无激素或浓度较低
的高生长素比细胞分裂素组合的 1 /2 RE 培养基上,种子萌
发率大于 90%,形成的原球茎健壮,有利于增殖有成苗。壮
苗培养基为 MS + NAA 1. 0 mg /L + BA 0. 2 mg /L +活性碳 0.
6 mg /L +香蕉泥 50 g /L。用充分蒸透的颗粒状松树皮混合
同体积的吸水石颗粒作为栽培基质,兼有保水性和透气性,
根系恢复快生长快,成活率高,植株生长量大。该研究实现
注:A为开花;B为结果;C为播种 30 d原球茎形成;D为播种 150 d形成的小苗;E为健壮的试管苗;F为试管苗移栽。
图 1 无菌播种技术
了格力兜兰的快速繁殖,提高了其繁殖系数,在生产中有实
际应用价值。
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