全 文 : 收稿日期:2011-12-01
作者简介:王华(1979-),女,河南邓州人,讲师,硕士,从事花卉栽培应用研究。E-mail: wzhgbb@ahau.edu.cn
春石斛丛生芽组培快繁研究
王 华1,付玉兰2
(1.安徽农业大学 园艺学院,安徽 合肥 230036;2.安徽农业大学 林学与园林学院,安徽 合肥 230036)
摘 要:本试验采用正交设计,探讨春石斛组培以丛生芽途径进行快速繁殖的方法。研究主要集中在不同基本
培养基类型、不同生长调节剂配比及不同添加物等因素对丛生芽增殖的影响,从中筛选最优技术参数组合,提
高丛生芽增殖系数,建立春石斛最优再生体系。结果表明:影响丛生芽增殖的显著因子分别是基本培养基、
6-BA、KT;最适宜的培养基配方是 1/2 MS + 6-BA 1.0 mg/L + NAA 1.0 mg/L + KT 0.5 mg/L +蔗糖 30.0 g/L +琼
脂 7.0 g/L +椰汁 150.0 ml/L,pH 5.4。此外,春石斛丛生芽增殖的外植体以 1.5 cm 带节茎段、接入密度每瓶 3
株较适宜。
关键词:春石斛;丛生芽;组培快繁;正交设计
Doi: 10.3969/j.issn.1009-7791.2012.01.013
中图分类号:Q943.1; S682.31 文献标示码:A 文章编号:1009-7791(2012)01-0051-04
Study on Tissue Culture and Rapid Propagation of Bud Clumps of
Dendrobium nobile
WANG Hua1, FU Yu-lan2
(1.School of Horticulture, Anhui Agricultural University, Hefei 230036, Anhui China; 2.College of Forestry & Landscape
Architecture, Anhui Agricultural University, Hefei 230036, Anhui China)
Abstract: The regeneration of bud clumps was adopted to establish a rapid technique system of
propagation of Dendrobium nobile in this experiment using the Orthogonal Design. The main
contents focused on the following aspects, such as the kinds of the basic culture medium, 6-BA, NAA
and KT. Through above research, we tried to find the main influence factors and to build up the
superior regeneration system of Dendrobium nobile. The result showed that the main factors of
multiplication of bud clumps were the 1/2 MS basic culture medium, 6-BA and KT. The optimum
medium was 1/2 MS + 6-BA 1.0 mg/L + NAA 1.0 mg/L + KT 0.5 mg/L + sugar 30.0 g/L + agar 7.0
g/L + coconut juice 150.0 ml/L, pH 5.4. In addition, the much fitter multiplication explants of
Dendrobium nobile was 1.5 cm stem-segment with node, with the density of 3 seedlings every bottle.
Key words:Dendrobium nobile; bud clumps; tissue culture and rapid propagation; orthogonal design
春石斛(Dendrobium nobile)又名美花石斛,为兰科石斛属多年生花卉,常作高档盆花栽植。目前由
于工厂化培育的整体水平不高,关键生产环节技术薄弱,造成春石斛繁殖系数偏低、名贵品种相对短
缺,以及市场售价较高的现象,从而大大限制了该花卉的推广应用。春石斛组织培养的研究是解决这
一问题的关键环节。本试验主要探讨春石斛丛生芽途径直接出苗的技术环节和最佳条件,旨在为大规
模工厂化生产提供技术支持和理论指导。
1 材料与方法
1.1 供试材料
春石斛购于合肥市裕丰花市,为两年生盆栽植株,品种为‘粉红佳人’(D.‘Pink Lady’),以其花
2012,41(1):51-54.
Subtropical Plant Science
第 41 卷 ﹒52﹒
后假鳞茎为外植体诱导出的侧芽为试材。
1.2 试验设计
1.2.1 单因素试验 探讨接入芽苗的不同茎段、在培养基中加入不同天然添加物以及培养基酸碱度对春
石斛丛生芽增殖的影响。
1.2.2 正交试验 本试验采用 4 因素 3 水平 L27(313)正交设计[1]。设基本培养基为 a 因素,其 3 个水
平为:a1(MS)、a2(1/2MS)、a3(B5); 设 6-BA 为 b 因素,其 3 个水平为:b1(0.5 mg/L)、b2(1.0
mg/L)、b3(1.5 mg/L);设 NAA 为 c 因素,其 3 个水平为:c1(1.0 mg/L)、c2(1.5 mg/L)、c3(2.0 mg/L);
设 KT 为 d 因素,其 3 个水平为:d1(0.0 mg/L)、d2(0.5 mg/L)、d3(1.0 mg/L)。具体设计方案见表 2。
1.3 统计方法
以上试验重复3次,并用SPSS13.0 for windows软件对试验结果进行Univariate分析,再进行Duncan
法检验,统计处理间的差异显著性。
2 结果与分析
2.1 几个单因素对春石斛丛生芽增殖的影响
为了探讨接入芽苗的不同茎段长度、培养基酸碱度以及不同天然添加物对春石斛丛生芽增殖的影
响,进行了单因素试验,结果如表1。
由表1可以看出,接入茎段的长度、培养基pH值、不同的天然添加物都会对春石斛丛生芽的增殖产
生一定的影响,其中接入茎段的最佳长度应为1.5 cm、最佳pH值为5.4;另外,在培养基中加入椰汁也
可明显提高增殖效果。
2.2 基本培养基、6-BA、KT以及NAA对丛生芽增殖的影响
将诱导阶段萌发的3~4 cm新芽,自基部剥离,切割成带1个茎节(不带茎尖)长为1.5 cm左右的茎
段,接种到继代培养基上,150 ml培养瓶每瓶接种3株,每处理重复三次。转接后每5 d观察一次增殖情
况。转接后15 d,小芽基部切口部位有芽点膨大;转接后20 d,不同处理组陆续长出不定芽;转接后45
d,各处理都有长度超过1.0 cm的小芽,第19、20、22、23、24、26、27、28、30组新生侧芽生长速度
较快,且生长健壮;转接后60 d,各处理增殖效果出现明显不同,表现最好的是第19、22、24组,增殖
倍数都在3倍以上,且侧芽生长健壮。统计转接后60 d的丛生芽平均增殖倍数及芽长(表2),并进行方
差分析,结果见表3。
表3方差分析结果表明,处理总效应及a因素均达到极显著水平(P<0.01),而b、d两因素达到显
著水平(P<0.05),说明a(培养基)、b(6-BA)、d(KT)对春石斛丛生芽的增殖影响较大,即基本培养基、
6-BA、KT是促进丛生芽增殖的主导因素;bc、cd、c因素的效应均未达到显著水平(P>0.05),说明
NAA、NAA和6-BA的交互作用、6-BA和KT的交互作用对丛生芽增殖影响不大,不是主导因素。
综合以上分析认为,影响春石斛丛生芽增殖的主要因素是基本培养基、细胞分裂素6-BA、KT。
表 1 单因素处理对丛生芽增殖的影响
处理组 茎段长度(cm) 增殖倍数 处理组 pH 值 增殖倍数 处理组 天然添加物 增殖倍数
1 1.0 3.12c 4 5.1 2.37b 7 椰汁(150.0 ml/L) 5.47a
2 1.5 4.19a 5 5.4 3.13a 8 土豆泥(80.0 g/L) 3.15c
3 2.0 3.28b 6 5.8 1.26c 9 香蕉泥(100.0 g/L) 4.39b
注:同列数值后不同英文字母表示差异达 5%显著水平。
第 1 期 王华,等:春石斛丛生芽组培快繁研究 ﹒53﹒
注:各处理组培养基均添加琼脂7.0 g/L,蔗糖30.0 g/L,pH为5.4。
2.2.1 基本培养基类型对春石斛丛生芽增殖的影响
由表4可知,对丛生芽的诱导
a2水平最佳,其次是a1水平,并
且a因素的3水平之间的差异极显
著,说明基本培养基1/2MS最适合
春石斛丛生芽增殖培养。
2.2.2 细胞分裂素6-BA、KT对春石斛丛生芽增殖的影响
由表 5 可以得出,b2、b1 与 b3 间差异达极显著,而前两者间差异不显著。试验中当 b 因素(6-BA)
浓度为 1.5 mg/L(b3)时,丛生芽增殖倍数仅 1.93,有些茎段基部没有分化出新的丛生芽,有的茎段
基部分化出的芽畸形。这可能是因为 6-BA 和 KT 间存在增益效应,在一定范围内(0.5~1.0 mg/L),
丛生芽的增殖倍数明显增大,且丛生芽的平均芽长也增长;但达到 b3 水平(1.5 mg/L)时,在 KT 的
共同作用下对外植体产生伤害,
增殖倍数反而下降。由此可见,
6-BA 的浓度是影响丛芽增殖的
关键因素,其浓度为 1.0 mg/L 时,
丛生芽的数量和质量(芽长)均
较为理想。
表2 60 d丛生芽增殖L27(313)正交试验统计结果
处理组 培养基组合 增殖倍数 芽长(cm) 处理组 培养基组合 增殖倍数 芽长(cm)
10 a1b1c1d1 1.56 1.42 24 a2b2c3d2 3.13 2.91
11 a1b1c2d2 2.22 2.09 25 a2b3c1d1 2.82 2.82
12 a1b1c3d3 2.12 1.84 26 a2b3c2d2 2.64 2.95
13 a1b2c1d2 2.57 2.23 27 a2b3c3d3 2.25 3.5
14 a1b2c2d3 2.24 2.48 28 a3b1c1d3 2.19 3.47
15 a1b2c3d1 2.10 2.51 29 a3b1c2d1 1.40 3.70
16 a1b3c1d3 2.53 2.35 30 a3b1c3d2 2.04 4.90
17 a1b3c2d1 1.81 2.76 31 a3b2c1d1 1.53 3.30
18 a1b3c3d2 1.94 2.47 32 aA3b2c2d2 1.58 3.47
19 a2b1c1d2 3.01 2.86 33 a3b2c3d3 1.86 3.33
20 a2b1c2d3 2.58 2.88 34 aA3b3c1d2 1.15 2.00
21 a2b1c3d1 2.83 3.08 35 a3b3c2d3 0.81 1.80
22 a2b2c1d3 3.29 2.89 36 a3b3c3d1 1.41 2.20
23 a2b2c2d1 2.46 3.01
表3 转接后60 d丛生芽增殖倍数的方差分析
变异来源 平方和 均方 F值 P值 差异显著性
处理总效应 27.205 1.700 7.842 .000** 极显著
a因素 20.221 10.110 46.627 .000** .极显著
b因素 2.055 1.028 4.740 .012* 显 著
c因素 1.483 .742 3.420 .091 不显著
d因素 1.078 .539 2.485 .039* 显 著
b×c因素 .352 .088 .406 .803 不显著
c×d因素 2.015 .504 2.324 .066 不显著
误差 13.878 .217
总和 41.083
表 4 a 因素 3 水平 Duncan 检验
差异显著性水平 基本培养基 丛生芽增殖倍数
P=0.05 P=0.01
a2(1/2MS) 2.78 a A
a1(MS) 2.12 b B
a3(B5) 1.56 c C
表 5 b 因素 3 水平 Duncan 检验
差异显著性水平
6-BA(mg/L) 丛生芽增殖倍数
P=0.05 P=0.01
b2(1.0) 2.35 a A
b1(0.5) 2.22 a A
b3 (1.5) 1.93 b B
第 41 卷 ﹒54﹒
由表 6 可以得出,d2、d1 与 d3
间差异达极显著,而 d2 与 d1 间差
异不显著。试验中当 d 因素(KT)
的浓度为 1.0 mg/L(d3)时,丛生芽
增殖倍数仅为 1.99,有些培养基中
茎段基部没有分化出新的丛生芽,
这可能是因为 6-BA 和 KT 间存在互作效应,d3 水平时,在 6-BA 的共同作用下增殖倍数反而下降。由
此可见,KT 浓度也是影响新生侧芽增殖的关键因素,其浓度为 0.5 mg/L 时,丛生芽的数量和质量(芽
长)均较为理想。
3 小结与讨论
综上所述,影响春石斛丛生芽增殖的主要因素是(1)基本培养基,以 1/2MS 最佳;(2)细胞分裂
素, 6-BA 1.0 mg/L 最佳,KT 0.5 mg/L 最佳;(3)生长素 NAA,在试验浓度范围 1.0~2.0 mg/L 都可以,
但考虑到高浓度 NAA 与 KT 混合使用[2]会在一定程度上影响新生芽的分化,建议使用 1.0 mg/L。此外,
培养基中的添加物、培养基 pH 值、琼脂浓度、接入茎段长度和丛植密度也是影响春石斛增殖的显著因
子。所以,春石斛丛生芽增殖的最适宜培养基配方是 1/2 MS + 6-BA 1.0 mg/L + NAA 1.0 mg/L + KT 0.5
mg/L +蔗糖 30.0 g/L +琼脂 7.0 g/L +椰汁 150.0 ml/L,pH 5.4。此外,春石斛丛芽增殖的外植体以 1.5 cm
带节茎段、接入密度每瓶 3 株较适宜。
春石斛成苗途径有两条,一是原球茎途径,二是丛生芽途径。目前的研究[3-5]集中在前者,但都要
经历从外植体脱分化为原球茎,然后原球茎再分化出小苗的过程,且后代有较高的变异率,难以保持
母株的优良特性,不利于生产上推广[6]。而关于丛生芽途径报道较少,本研究尝试了丛生芽直接出苗
途径,一个芽在两个月可增殖3倍多,繁殖周期短,一年可多次进行,且无需通过诱导原球茎阶段,不
需再分化培养,长成的苗大多健壮挺拔,简化了培养步骤,降低生产成本,而且再生植株变异率低,
能较好地保持母株优良性状,对改进和提高大规模工厂化生产具有重要意义。
参考文献:
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表 6 d 因素 3 水平 Duncan 检验
差异显著性水平 KT(mg/L) 丛生芽增殖倍数
P=0.05 P=0.01
d2(0.5) 2.26 a A
d1(0.0) 2.21 a A
d3(1.0) 1.99 b B