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蝴蝶兰繁殖技术研究进展对其规模化发展的影响



全 文 :蝴蝶兰繁殖技术研究进展对其规模化发展的影响
唐德华,崔宝禄* (四川民族学院环境与生命科学系,四川康定 626001)
摘要 [目的]探讨蝴蝶兰(Phalaenopsis hybrid)繁殖技术研究进展对其规模化发展的影响。[方法]提取了当前蝴蝶兰繁殖技术的 3个
主要渠道,并从繁殖技术的难易、成功率等方面进行对比。[结果]种子胚培养、丛生芽诱导途径和原球茎诱导分化途径是实现蝴蝶兰工
厂化生产的 3个主要渠道,其繁殖技术方面还存在一定的瓶颈,如丛生芽发生增殖技术的重现性和稳定性及原球茎诱导稳定性不足等。
虽然胚培养技术较成熟,但有报道称胚培养所得的后代表现参差不齐,亲代优良性状的遗传稳定性不足,加之组织培养过程中褐化问题
不能够得到有效控制等因素,使我国蝴蝶兰工厂化生产的道路变得较曲折。[结论]欲实现蝴蝶兰的规模化发展,其繁殖技术还存在一
定的瓶颈。
关键词 蝴蝶兰;繁殖技术;研究进展;规模化发展
中图分类号 S682. 31 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2012)01 -00099 -03
Effects of Research Progress of Propagating Technology of Phalaenopsis hybrid on Its Mass Production
TANG De-hua et al (Sichuan University for Nationalites,Sichuan Province,Kangding,Sichuan 626001)
Abstract [Objective] The aim was to study effects of research progress of propagating technology of P. hybrid on its mass production.
[Method]Three approaches of propagating P. hybrid were extracted,and were compared from difficulty degree of propagation technology and
its success rate and so on. [Result]Three main ways of realizing P. hybrid factory production were embryo cultivation of seeds,cluster buds
inducing way,and protocorm inducing and differentiation way. P. hybrid propagating technology had some bottlenecks such as shortage of re-
peatability and stability of cluster buds inducing and proliferation technology and stability of protocorm inducing and so on. Although the em-
bryo culture technology was better mature,some studies said the performances of the later generations bred by embryo cultivation was uneven,
and the genetic stability of parental generations good characters,otherwise,the problem of browning during tissue culture was not controlled,
so the way of P. hybrid factory production was winding. [Conclusion]There were many bottlenecks in making P. hybrid mass production.
Key words P. hybrid;Propagating technology;Research progress;Mass production
作者简介 唐德华(1960 - ) ,男,四川武胜人,副教授,从事园艺植物生
产方面的研究。* 通讯作者,讲师,硕士,从事园艺植物生
产方面的研究,E-mail:cuibaolu98@ 163. com。
收稿日期 2011-10-13
蝴蝶兰(Phalaenopsis hybrid)的原生种约有 70 多种,但
大多花小不艳,而作为商品栽培的蝴蝶兰多是人工杂交选育
品种,且优良品种以国外引进居多。蝴蝶兰属单茎气生兰,
很少发育侧枝,较难进行常规无性繁殖[1]。当前,蝴蝶兰繁
殖技术研究的进度表明,种子胚培养、不经过愈伤组织直接
诱导丛生芽途径(以下简称丛生芽诱导途径)和外植体诱导
原球茎并诱导分生苗途径(以下简称原球茎诱导分化途径)
是实现我国蝴蝶兰产业化发展目标的 3个主要渠道,而繁殖
技术的难易、成功率、成熟与否等因素决定了蝴蝶兰工业化
发展的进程。为此,笔者讨论了蝴蝶兰繁殖技术研究进展对
其规模化发展的影响。
1 种子胚培养研究进展
由于蝴蝶兰种子非常细小,不含胚乳,且胚发育不完
全,因此常采用无菌胚培养途径来进行工厂化生产。常规
操作程序主要包括种子的萌发诱导、增殖培养和生根培养 3
个过程。
1. 1 种子的萌发诱导 由表 1 可知,蝴蝶兰种子的萌发诱
导技术比较成熟,培养基以 MS 和 1 /2MS 为主,且激素搭配
方式较简单,以 6-BA和 NAA(IBA)为主,且诱导率均在 90%
以上,这与任秋萍[2]、吴海红等[3]的研究结果基本相同。
1. 2 种胚原球茎的增殖 任秋萍利用培养基 1 /3MS + 6-BA
3. 0 mg /L + NAA 0. 05 mg /L 使得原球茎的增殖系数达到 5
倍以上[2];吴海红等利用培养基 1 /3MS + 6-BA 2. 0 mg /L +
NAA 0. 2 mg /L使每个种子里都长成有芽点的小圆球体[3];
曹君迈等指出,在 1 /2MS + NAA 1. 0 mg /L培养基中原球茎
生长得最快,比对照增加了 4. 04 mm2 等[6]。这些研究证实:
种胚原球茎增殖过程中,培养基中激素的使用范围较宽,且
原球茎的生长发育均较好,可见进行原球茎增殖的技术较易
实现。
表 1 种子胚萌发诱导配方对比
培养基 激素组合
附加有机
或无机物
萌发率
%
参考
文献
MS 6-BA 2. 0 mg /L + NAA
0. 05 mg /L
无 100 [4]
MS 无 香蕉汁 15% 100 [4]
1 /2MS IBA 1. 0 mg /L + NAA
0. 02 mg /L
无 100 [5]
1 /2MS IBA 1. 0 mg /L + NAA
0. 02 mg /L
活 性 炭 (AC)
0. 5%
100 [5]
1 /2MS IBA 1. 0 mg /L + NAA
0. 02 mg /L
马铃薯汁 100
mg /L
100 [5]
1 /2MS IBA(1. 0 ~1. 5 mg /L) 无 96 ~97 [6]
1. 3 种胚苗的生根培养 黄冬华等设计了多个生根培养
基,得出在所设计的几个培养基上进行种胚苗的生根均较容
易[7];任秋萍得出较为理想的激素配比是 6-BA 0. 1 mg /L +
NAA 0. 5 mg /L,其上生长的植株的生根率高,根数多,生根
长[2];吴海红等指出,在生根培养基 1 /2MS + 6-BA0 ~ 2. 0
mg /L +香蕉泥 100 g /L + AC 1 g /L 上种胚苗即可生根[3]。
这些研究说明,种胚苗的生根技术较成熟,且激素的配比范
围较宽,生根率也较高,较符合工厂化生产的标准要求。
2 丛生芽诱导途径
2. 1 外植体的选择 为产业化生产提供技术支持,研究人
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2012,40(1):99 - 101 责任编辑 姜丽 责任校对 况玲玲
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2012.01.210
员分别采集了植株不同部位作为蝴蝶兰快繁技术的外植体,
主要有花梗腋芽、花梗顶芽、花梗、花瓣、茎尖和分化苗叶片
等。取材部位不同,丛生芽的诱导结果差异较大。众多研究
表明,丛生芽诱导途径的外植体选择普遍以花梗腋芽为起始
进行无菌苗的培养;而丛生芽增殖外植体以无菌苗的叶片、
不定芽、幼芽等材料为主。
2. 2 花梗腋芽的诱导 花梗腋芽的诱导研究起始较早[8],具
体研究进展见表 2。由表 2可知,花梗腋芽诱导的成功率普遍
较高,所选用的培养基主要以 1 /3MS、1 /2MS和 MS为主,且以
1 /3 ~1 /2MS较为普遍,激素以 6-BA 5. 0 ~ 10. 0 mg /L和 NAA
为主,附加有机或无机物较少,较适合规模化的生产。
2. 3 丛生芽的发生增殖 研究工作者采集不同的材料作为
外植体,利用不同培养基、激素配比和附加无机有机物等进
行了丛生芽增殖的相关研究,结果见表 3。由表 3可知,虽然
所采用的外植体有无菌苗的幼芽、不定芽和叶片,但均可以
诱导丛生芽的发生与增殖。所用的培养基以 KC、1 /3MS、
1 /2M和 MS为主,且 6-BA的含量普遍在 10 mg /L以上,并且
附加 CM后的效果较好。但也有不足的方面:同一外植体,
所用激素的种类、配比差异较明显,附加有机无机物差异也
较明显,尤其是增殖倍数的差异较大;不同外植体间也存在
类似的较大差异。丛生芽的发生增殖条件所存在的较大差
异将会使试验结果的重复性和再现性不稳定,对规模化的发
展造成一定影响。
表 2 花梗腋芽的诱导配方对比
培养基 激素组合
附加有机
或无机物
诱导率
%
参考
文献
1 /2MS 6-BA 5. 0 mg /L + NAA
2. 00 mg /L
CM(椰汁,下同)
15%
100 [9]
MS 6-BA 10. 0 mg /L 无 92 [10]
1 /3MS 6-BA 10. 0 mg /L + NAA
1. 00 mg /L
CM10% ﹥ 90 [1]
1 /2MS 6-BA 5. 0 mg /L + NAA 0. 5
mg /L
无 ﹥ 90 [11]
MS 6-BA 10. 0 mg /L 柠檬酸 30 mg /L ﹥ 90 [12]
1 /3MS 6-BA 5. 0 mg /L + NAA
0. 02 mg /L
无 ﹥ 90 [13]
1 /3MS 6-BA 10. 0 mg /L + NAA
1. 0 mg /L
LH500mg /L 80 [14]
MS BA 1. 0 mg /L + NAA 0. 05
mg /L + GA3 0. 5 mg /L
无 较高 [15]
2. 4 丛生芽的生根诱导 由表 4 可知,丛生芽生根诱导所
采用的培养基仍以 MS 或 1 /2MS 为主,所用激素的差异不
大,主要以 IAA(IBA)和 NAA 为主,附加有机无机物以 AC、
CM和香蕉泥为主,所诱导的生根率较高。可见,丛生芽的生
根技术较易实现,可实现规模化发展。
表 3 丛生芽的发生增殖配方对比
外植体 培养基 激素组合
附加有机
或无机物
增殖
倍数
参考
文献
幼芽 1 /3MS TDZ 2. 0 mg /L + NAA 0. 10 mg /L AC 2 g /L + CM 200 ml /L 14. 80 [16]
叶片 1 /3MS 6-BA1. 0 ~10. 0 mg /L + NAA0. 50 mg /L 无 2. 00 ~3. 00 [1]
不定芽 KC TDZ0. 2 mg /L CM 200 mg /L +柠檬酸 30 mg /L 12. 00 [12]
不定芽 MS 6-BA 12. 5 mg /L + NAA 0. 05 mg /L 无 3. 00 [12]
不定芽 Hyponex 花宝 1号 3 g /L +6-BA 10. 0 mg /L + NAA 0. 20 mg /L 腺嘌呤 10 mg /L +肌醇 100 mg /L + CM 10 ml /L 7. 24 [12]
不定芽 MS 6-BA 12. 5 mg /L + NAA 0. 05 mg /L 无 3. 00 [15]
不定芽 MS 6-BA 5. 0 mg /L + NAA 0. 5 mg /L CM 100 ml /L 4. 00 [10]
叶片 1 /2MS 6-BA 7. 0 mg /L + NAA 0. 5 mg /L 香蕉泥 6. 17 [9]
表 4 丛生芽生根诱导的配方对比
培养基 激素组合
附加有机
或无机物
生根率
%
参考
文献
1 /2MS NAA 0. 50 mg /L AC 0. 2% + CM 10% 高 [15]
1 /2MS NAA 1. 0 mg /L + IAA
0. 5 mg /L
AC 1. 0% 高 [9]
MS IBA 1. 0 + NAA 0. 5
mg /L
香蕉泥 150 mg /L +
CM 100 mg /L
86 [10]
Hy-
ponex 花宝 1号 2. 5 g /L + IBA1. 0 mg /L + NAA 0. 5
mg /L
香蕉泥 10% + AC
0. 1%
高 [1]
MS 无 水果 + AC 1 g /L +蛋
白胨 2 g /L
95 [11]
1 /2MS GA3 0. 1 mg /L + NAA
0. 05 mg /L
无 高 [12]
3 原球茎的诱导分化途径
3. 1 原球茎的诱导 在研究丛生芽诱导途径的同时,科研
工作者还在不断探索外植体诱导原球茎并诱导分生苗的试
验,而外植体原球茎的诱导遇到瓶颈:范树国等以根和叶片
为外植体,分别在 MS和 KC培养基诱导原球茎的形成,但是
诱导率不理想,甚至还有些无法诱出原球茎[17];柏峰等也证
实叶片有萌动,但很难继续培养,无芽花梗和花瓣等原球茎
的诱导很难[14]。当然,外植体原球茎诱导成功的例子亦较
多(表 5)。
表 5 不同外植体的原球茎诱导配方对比
外植体 培养基 激素组合
附加有机
或无机物
诱导率
%
参考
文献
茎尖 未提 KT 0. 5 mg /L +
NAA 1. 0 mg /L
无 20. 0 [18]
花梗腋芽 1 /2MS BA 10. 0 mg /L +
NAA 1. 0 mg /L
无 85. 0 [11]
茎尖 MS 6-BA 5. 0 mg /L +NAA 2. 0 mg /L CM15% + AC0. 2%
77. 1 [9]
幼叶 MS 6-BA 5. 0 mg /L +NAA 0. 5 mg /L AC0. 1g /L +CM 150 ml /L
53. 1 [19]
根尖 MS KT10. 0 mg /L +
NAA 5. 0 mg /L
无 69. 0 [10]
根段 B5 KT 0. 2 + NAA 1. 2 CM 150 ml /L 已成功 [20]
叶片 1 /2MS 6-BA 10. 0 mg /L CM 10% 70. 0 [21]
001 安徽农业科学 2012 年
由表 5可知,不同外植体的原球茎诱导主要以 1 /2MS、
MS培养基为主,激素的选择以 6-BA(KT)和 NAA为主,附加
有机无机物的要求不高,但诱导率从 20%到 90%不等。也
有研究表明,叶片越小越有利于原球茎的产生,90%以上的
未切割叶片可以诱导出原球茎,最适宜的培养基是 MS + 6-
BA 3. 0 mg /L,而切割的叶小块诱导率仅有 20%左右;根尖的
原球茎诱导率在 75%左右,最适宜的培养基是 MS + 6-BA
0. 5 mg /L。
总之,不同外植体的原球茎诱导差异较大,原球茎诱导
的稳定性较差,尤其是诱导失败的情况也不是偶然,因此距
离规模化发展还有差距。
3. 2 原球茎的增殖 由表 6 可知,原球茎的增殖培养基主
要以 1 /3MS、1 /2MS和 MS 为主,所采用的激素主要以 6-BA
(3 ~5 mg /L)和 NAA(0. 5 ~ 1 mg /L)为主,附加有机无机物
较普遍,而增值倍数在 4 ~ 8 倍。同时,秦凡等指出,较低浓
度 6-BA(3 ~ 5mg /L)可以促进原球茎的分化与增殖[22]。可
见,原球茎的增殖技术较易实现,能够满足规模化发展的技
术要求。
表 6 原球茎的增殖配方对比
培养基 激素组合
附加有机
或无机物
增殖
倍数
参考
文献
1 /2MS BA3. 0 mg /L + NAA 0. 3
mg /L
无 5. 50 [23]
MS 6-BA 0. 5 mg /L + NAA
1. 0 mg /L
CM 5% 5. 35 [24]
MS 6-BA 5. 0 mg /L + NAA
0. 5 mg /L
CM 100 ml /L ﹥ 4. 00[10]
Hyponex NO 1 6-BA 5. 0 mg /L + NAA
1. 0 mg /L
CM 150 ml /L 5. 50 [19]
1 /3MS 6-BA 5. 0 mg /L + NAA
0. 5 mg /L
AC 0. 3% +CM 15% 8. 30 [9]
1 /2MS 6-BA 2. 0 mg /L + NAA
1. 0 mg /L
无 4. 10 [21]
3. 3 原球茎的分化 顾东亚等提出,在 1 /2MS + 6-BA 7. 0
mg /L + CM 15%的培养基中很快分化成芽,在 1 /2MS + NAA
1. 0 mg /L + IAA 0. 5 mg /L + AC 1. 0%培养基中可顺利生
根[7];陈勇等认为,在分化培养基中含 1%或 2%的蔗糖,原
球茎可 100%分化,尤其是 2%的蔗糖含量分化较快[20];朱红
华等认为,1 /2MS + BA 5 mg /L + NAA 0. 1 mg /L的成苗率最
好,可达 78. 4%[23]。也有研究指出,对于未加任何激素的处
理,原球茎仍可以分化,这与内源激素积累到一定程度有关
系[20]。可见,原球茎的成芽、生根的技术较为熟练,也可达
到工厂化生产的技术要求。
4 讨论
种子胚培养、丛生芽诱导途径和原球茎诱导分化途径是
实现蝴蝶兰工厂化生产的 3个主要渠道,其繁殖技术方面还
存在一定的瓶颈,如丛生芽发生增殖的技术重现性和稳定性
不足、原球茎诱导稳定性不足等问题。虽然胚培养的技术较
成熟,但有报道称胚培养所得的后代表现参差不齐,亲代优
良性状的遗传稳定性不足,加之组培过程中,褐化问题不能
够得到有效控制等因素,使我国蝴蝶兰工厂化生产的道路变
得较曲折。
参考文献
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10140卷 1期 唐德华等 蝴蝶兰繁殖技术研究进展对其规模化发展的影响