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蝴蝶兰的组织培养技术研究



全 文 :江西农业学报 2008, 20(9):51 ~ 53ActaAgriculturaeJiangxi
蝴蝶兰的组织培养技术研究
李 娜
   收稿日期:2008-05-25
基金项目:辽宁工程技术大学青年基金项目(2005B)。
作者简介:李娜(1976-),女 ,满族 ,辽宁北镇人 ,硕士 ,讲师 ,主要从事植物组织培养研究。
(辽宁工程技术大学 理学院 ,辽宁阜新 123000)
摘 要:以蝴蝶兰的叶片 、花梗腋芽 、花梗节间 、茎尖 、根尖为外植体 , 通过对蝴蝶兰组织培养的不同类型的基本培养基及
各种激素配比进行组合试验 ,筛选出蝴蝶兰组织培养的最适外植体及其培养基配方。试验结果表明:花梗腋芽是蝴蝶兰组培
的最佳外植体 , 其理想培养基配方为:1/2MS+2mg/L6-BA+0.2mg/LNAA +0.3% Ac+20 g/L蔗糖 +8 g/L琼脂 ,原球
茎诱导率可达 72.9%。
关键词:蝴蝶兰;组织培养;原球茎;外植体
中图分类号:S682.1 文献标识码:A 文章编号:1001-8581(2008)09-0051-03
StudyonTissueCultureTechniqueofButterflyOrchid
LINa
(CollegeofSciences, LiaoningTechnicalUniversity, Fuxin123000, China)
Abstract:Theleaves, pedicelaxilarybud, pedicellinternode, stemtipandroottipofbutterflyorchidwereusedasexplants,
andthebestexplantandculturemediumwerescreenedbytestingdiferentculturemediumwithhormonecombination.Theresult
showedthatthebestexplantwaspedicelaxillarybud, andthebestculturemediumwas1/2 MSmediumsupplementedwith6-BA2
mg/L+NAA0.2mg/L+Ac0.3%+canesugar20g/L+agar8g/L.Theprotocorminductionratesofpedicelaxilarybudwas72.
9%.
Keywords:Buterflyorchid;Tissueculture;Protocorm;Explant
  蝴蝶兰(Phalaenopsisspp.)又称蝶兰 ,属热带或亚热
带的气生兰 ,原产于中国台湾、菲律宾 、印尼、泰国、马来
西亚等地 [ 1] 。其株型美观 ,花形奇特 ,色彩艳丽 ,花期长
久 ,在热带兰中有 “兰花皇后 ”之美誉[ 2] ,具有极高的观
赏和经济价值 ,在国内外花卉市场上极受欢迎 。但由于
蝴蝶兰是单茎性气生兰 ,极少发育侧枝 ,很难采用常规分
株法进行无性繁殖 ,而且其种子不含胚乳 ,在自然条件下
萌发率极低 ,也难以利用种子播种方式进行有性繁殖 ,因
此利用蝴蝶兰快速繁殖技术对扩大蝴蝶兰的繁殖是非常
必要的 [ 3] 。目前 ,国内外以蝴蝶兰茎尖、茎段、根尖、叶 、
花梗等外植体进行组培繁殖有不少报道 ,但多数只停留
在实验室阶段 ,没有形成规模化栽培。本试验旨在筛选
蝴蝶兰组培的最适外植体 ,确定其理想的培养基配方 ,为
蝴蝶兰试管苗的工厂化生产提供科学依据 。
1 材料与方法
1.1 材料 3月初从花市采购花期中的蝴蝶兰 ,以蝴蝶
兰的叶片、花梗节间、花梗腋芽、茎尖和根尖作为外植体。
1.2 方法
1.2.1 培养基的配制 选用 MS、1/2MS、1/3MS、Knud-
sonC、VW(VauinandWont)、B5、N6 、自制 G3[ 4]培养基作
为基本培养基 ,在此基础上添加不同浓度 、不同配比的植
物激素进行组合诱导试验 ,激素 6 -BA、NAA的质量浓
度分别为 0、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、3.0、5.0、7.0、10.0
mg/L, 2, 4 -D的质量浓度为 0、0.5、1.0、2.0 mg/L。所
有的培养基均用 0.8%的琼脂固化 ,蔗糖浓度为 2%, pH
5.6,并添加 0.3%的活性炭(Ac)以防止外植体褐化 ,然
后分装 ,在 121 ℃条件下灭菌 30 min。
1.2.2  材料的选取和预处理 选择蝴蝶兰的叶片、花
梗节间、花梗侧芽、茎尖、根尖等部位进行诱导培养 。将
采集的外植体用自来水冲洗干净 ,浸泡 2 h后 ,用洗衣粉
液浸洗 5 min,用流水冲洗干净后 ,在无菌工作台上进行
表面消毒 ,即先用 75%酒精表面灭菌 15 s,无菌水冲洗 2
次;再放入 0.1%HgCl2 溶液中浸泡 12 ~ 15 min,其间不
断摇动 ,然后用无菌水冲洗 3 ~ 4次;再放入 30%NaClO
溶液中消毒 10 ~ 12 min,然后用无菌水冲洗 4 ~ 5次 ,用
无菌滤纸吸干材料表面水分备用 。
叶片:将叶片按叶尖 、中部和基部分别切成 0.3 ~
0.5cm2的小块 ,切割后的叶片按正 、反 、斜 3种方式接种
在培养基上 。
茎尖:在超净工作台上将茎芽置于解剖镜下 ,一手
用细镊子将其按住 ,另一手用解剖针将叶片和叶原基剥
掉 ,当形似一个闪亮半圆球形的顶端分生组织充分暴露
出来之后 ,用锋利的长柄刀片将其切割下来 ,上面可带有
叶原基 ,按生长极性将其接种于培养基中 。
花梗腋芽:将处理好的花梗在距腋芽上下两端约
0.5 cm处切下 ,并将花梗切段 ,下端切成斜角。按生长
极性插入培养基中 。
花梗节间:在切取花梗腋芽的同时 ,将花梗节间切
成 0.5 cm左右的薄片作外植体 ,按生长极性插入培养
基中。
根尖:将处理好的根尖按生长极性插入培养基中 。
1.2.3 培养条件 将外植体接种在不同的培养基上 ,培
养条件为温度 25±1℃,环境湿度 70% ~ 80%,初期在黑
暗条件下培养 7 ~ 10 d,以防止褐化 ,然后在光强度为
2000 ~2500 1x,每天光照 12 h条件下培养 。
2 结果与分析
2.1 不同外植体的成活率  茎尖的成活率最高达
85%;其次为花梗侧芽 ,成活率为 75%;花梗节间的成活
率为 32.5%;叶片和根尖最差 ,分别为 12.5%和 7.5%。
2.2 不同外植体的原球茎诱导
2.2.1 叶片的原球茎诱导 叶片原球茎的诱导率与叶
龄 、切取的部位以及在培养基上放置的方式有关。叶龄
越小 ,原球茎的诱导率越高 , 90%以上的未切割幼叶都能
诱导出原球茎 ,而切割的叶小块的诱导率仅在 20%左
右 。将幼叶切断进行培养时 ,中间部分原球茎诱导率比
顶部和基部好;将成年植株叶片切断进行培养时 ,叶基部
诱导率明显高于叶片中部和叶尖部位 。正放在培养基上
的叶片原球茎的诱导率明显高于反放和斜放的叶片 ,反
放和斜放在培养基上的叶片几乎不能诱导原球茎。诱导
率也与切段大小直接相关 ,切段太小成活率低 ,以 0.5
cm左右为最好 。
叶切块诱导原球茎的形成中 , 6-BA的浓度起着决
定作用 。在一定范围内 ,原球茎诱导率随 6-BA浓度的
上升而增加 , 6-BA在 3.0 ~ 5.0 mg/L时诱导原球茎的
数量最多 ,速度最快;但当 6-BA的浓度大于 5.0 mg/L
时 ,诱导率反而下降;随着 6 -BA的浓度达到 10.0 mg/
L,产生原球茎数不断减少 ,且长势弱 ,颜色偏黄 ,极易玻
璃化 ,最后褐化死亡。 NAA对叶片诱导原球茎作用不明
显 ,低浓度(0.5 mg/L以下)的 2, 4 -D能促进愈伤组织
的形成 ,但抑制原球茎的分化。叶片培养的基本培养基
以 MS培养基最为合适 ,而 1/3MS、VW和 B5的培养效果
均次之 。在 MS+5mg/L6 -BA+0.5mg/LNAA+
0.3%Ac+20 g/L蔗糖 +8 g/L琼脂的培养基中 ,原球茎
的诱导效果最好 ,诱导率达 36.4%。
2.2.2 花梗腋芽的原球茎诱导 蝴蝶兰的花梗腋芽也
可以进行离体培养 ,而且培养效果较好 ,不同部位的花梗
腋芽离体培养的效果不同 ,有明显的顶端优势 。花梗上
部的腋芽通常比花梗基部的腋芽萌芽率高 ,过老的花梗
腋芽再生能力弱而不宜培养。这种现象可能与花梗不同
位置腋芽的发育程度有关 ,由于花梗上部腋芽的体积明
显比基部的腋芽大 ,可能比下部的发育的好 。
花梗腋芽原球茎的诱导不仅取决于 BA和 NAA的
绝对数量 ,而且取决于二者的相对比例。在 BA/NAA值
最大的条件下 ,诱导率处于最低状态;在 BA/NAA值最
小条件下 ,诱导率也接近于最低;当 BA/NAA值接近于
10∶1时诱导率较大 。综合分析认为 ,当取得 2 mg/L6 -
BA+0.2 mg/LNAA配比时效果较佳 。花梗腋芽作为
外植体诱导原球茎 ,基本培养基以 1/2MS培养基最为合
适 ,在 1/2MS+2mg/L6-BA+0.2mg/LNAA+0.3%
Ac+20 g/L蔗糖 +8 g/L琼脂的培养基中 ,原球茎的诱
导效果最好 ,诱导率可达 72.9%。
2.2.3 花梗节间的原球茎诱导 花梗节间的原球茎诱
导率与花梗的幼嫩程度直接相关 ,花梗发育时间越短诱
导率越高 ,以花梗生长时间为 10 d的诱导率最高(达
30%), 20 d的次之(25%), 30 d以后的仅为 4%,发育时
间超过 150 d的则不能诱导出原球茎 。
以生长 10 d的花梗为外植体在各种基本培养基上
进行离体培养 ,在 MS培养基上的效果最好。在一定范
围内原球茎诱导率随着 6-BA浓度的增加而增大 , 6 -
BA在 1.0 ~ 10.0 mg/L范围内均能诱导出原球茎 ,但以
5.0 mg/L的效果最好;6 -BA的浓度大于 5.0 mg/L时 ,
诱导率下降 ,这可能是由于 6-BA促进组织褐化 [ 5] ,尤
其是高量 6-BA会使组织严重褐化的结果 。随 6-BA
浓度升高 ,诱导出的原球茎逐渐变得幼嫩 、细弱 ,扩繁效
果差 ,这可能是与 6 -BA促进细胞分裂分化过快有
关[ 6, 7] 。低浓度的 2, 4-D和 NAA对花梗诱导原球茎没
有明显的效果 ,高浓度的 2, 4-D能促进愈伤组织形成 ,
但抑制愈伤组织形成原球茎 。最适的培养基配方为 MS
+5 mg/L6-BA+0.5 mg/LNAA+0.3%Ac+20 g/L
蔗糖 +8 g/L琼脂 ,诱导率为 30%。
2.2.4 茎尖的原球茎诱导 在本试验中 ,茎尖及其外围
组织的诱导均获成功 。其诱导率与外植体放置密度成正
比 ,即密度愈大诱导率愈高 ,反之则低。 6-BA在茎尖诱
导原球茎的过程中起着主要作用 ,单加 NAA、2, 4-D以
及不加任何激素的情况下都不能诱导原球茎 。在不含
NAA的处理中随着 6-BA浓度的提高 ,原球茎形成率不
断增大 ,在 NAA含量为 2.0 mg/L、6 -BA浓度为 3.0
mg/L和 5.0 mg/L时 ,原球茎的形成率显著提高 ,表现出
两种激素对原球茎诱导的协同促进作用 ,但 6 -BA浓度
为 7.0mg/L时 ,诱导率反而降低 。当 6-BA浓度达到
10.0 mg/L时出现褐化死亡 ,这可能与高浓度 6-BA刺
激多酚氧化酶作用有关 [ 8] 。在 NAA浓度为 3.0 mg/L
时 ,原球茎诱导率有降低的趋势 ,因褐化死亡的茎尖较
多 ,反映出过高的 NAA不利于茎尖形成原球茎 。
利用茎尖进行茎尖培养 ,可得到大量的原球茎 ,原
球茎诱导率为这 5种外植体之首 ,其适宜的培养基为 MS
+5.0 mg/L6-BA+2.0 mg/LNAA+0.3%Ac+20g/L
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蔗糖 +8 g/L琼脂 ,其诱导率可达 87%。
2.2.5 根尖的原球茎诱导 以根尖为外植体时 , MS、1/
2MS、KnudsonC、V&W效果均较好 ,但以 MS培养基的效
果最佳 。 6-BA浓度以 5.0 mg/L时较好 ,低浓度(0.5
mg/L)的 2, 4-D明显地能促进原球茎的形成 , NAA对
根尖原球茎的诱导无明显的促进作用 [ 8] 。
在本试验中 ,根尖的原球茎诱导效果最差 ,其相对
较佳培养基为 MS+5 mg/L6-BA+0.5mg/L2, 4-D
+0.3%Ac+20 g/L蔗糖 +8 g/L琼脂 , 其诱导率
为 23%。
3 结论
外植体的选择以花梗侧芽为最好 。花梗侧芽离基
质远 ,侧芽有苞片包被 ,带菌少 ,灭菌后 ,成活率高。叶
片 、根尖离基质近 ,带菌多 ,灭菌后成活率低 。茎尖灭菌
后成活率较高 ,但用茎尖时 ,会损伤母株 ,造成浪费。因
此蝴蝶兰外植体以花梗侧芽最好 ,既不浪费材料 ,接种后
成活率又高 ,成活率可达 75%。
以蝴蝶兰外植体诱导原球茎适宜的基本培养基为
MS培养基 ,不同外植体进行诱导时需添加不同配比的
激素 ,但过高的外源激素则不利于外植体的成活、原球茎
的诱导 ,主要表现为外植体的褐化死亡。 6-BA是诱导
原球茎的主要因子 。
花梗腋芽的理想培养基配方为:1/2MS+2 mg/L6
-BA+0.2mg/LNAA+0.3%Ac+20g/L蔗糖 +8 g/
L琼脂 ,原球茎的诱导率可达 72.9%。
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(上接第 50页)
胞内源激素的水平不同有关。一般认为器官分化的倾向
是取决于内源 CTK和生长素的平衡 ,不同植物的外植体
中原有的激素种类及其浓度不同 ,因而为达到这种平衡 ,
需要补加的激素及其浓度也就不同 [ 13] 。
3.3 TDZ与生根 TDZ浓度较低时 ,培养基中不加
NAA也有部分外植体生根 ,与培养基中仅含 KT或 2Ip
的作用相似 ,这可能是因为 TDZ和一般细胞分裂素一
样 ,可促进休眠芽中的生长素合成 ,也因此培养基中在加
入 NAA能促进根的发生和生长 。高浓度 TDZ抑制生根
可能是因为 TDZ浓度较高打破了生根所需的内源生长
素和细胞分裂素的平衡 ,再加入低浓度 NAA也不能使其
恢复平衡。
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