免费文献传递   相关文献

野生黄蝉兰无菌快繁技术的研究



全 文 :野生黄蝉兰无菌快繁技术的研究
王玉英1,李光宏2,李志敏2,李枝林1,3*
(1.云南农业大学园林园艺学院花卉研究所,云南昆明 650201;2.大理兰国花业发展有限公司,云南大理 671003;3.生物多样性与云南特色农业
协同创新中心,云南昆明 650201)
摘要 [目的]建立野生黄蝉兰的无菌快繁技术体系。[方法]以云南野生黄蝉兰为试材,以自交果实为外植体,通过在 1 /2MS基本培养
基中,添加不同浓度的 BA和 NAA以及附加物质香蕉泥和活性碳进行培养,构建野生黄蝉兰的非共生萌发和快繁技术体系。[结果]野
生黄蝉兰在 2. 0 ~2. 5 mg /L BA与 0. 5 ~1. 0 mg /L NAA的激素组合处理下,40 d后种子萌发率可达 93%;1 /2MS + 2. 5 mg /L BA + 0. 1
mg /L NAA +浓度8%香蕉泥培养的野生黄蝉兰丛芽增殖率为320%;1 /2MS +0. 3 mg /L NAA +0. 3%活性炭诱导生根率达100%,且植株
长势正常。[结论]通过植物组织培养技术,成功构建了野生黄蝉兰的非共生萌发和快繁技术体系。
关键词 野生黄蝉兰(Cymbidium iridioides D. Don);种子;快繁技术
中图分类号 S682. 1 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2013)28 -11275 -03
In vitro Mass Scale Propagation of Wild Cymbidium iridioides D. Don
WANG Yu-ying et al (Flower Institute,School of Gardening and Horticulture,Yunnan Agricultural University,Kunming,Yunnan
650201)
Abstract [Objective]To set up the technical system of tissue culture and rapid propagation of wild Cymbidium iridioides D. Don. [Method]
With Yunnan wild Cymbidium iridioides D. Don as test material,self - pollination were used as explants in tissue culture to study the effects of
BA and NAA in different concentrations,mashed bananas and activated carbon on their regeneration under 1 /2MS basic medium. The system
of asymbiotic seed germination and rapid propagation of wild Cymbidium iridioides D. Don was constructed. [Result]Combination of BA 20.
- 2. 5 mg /L and NAA 0. 5 - 1. 0 mg /L can make seed germination rate to 93%,1 /2MS + BA 2. 5 mg /L + NAA 0. 1 mg /L + 8% mashed ba-
nanas can make multiplication rate to 320%,1 /2MS + NAA 0. 3 mg /L + 0. 3% active carbon can make rooting rate to 100% and plant grow
healthily. [Conclusion]The system of asymbiotic seed germination and rapid propagation of wild Cymbidium iridioides D. Don was constructed
successfully by the technology of plant tissue culture.
Key words Wild Cymbidium iridioides D. Don;Seed;Rapid propagation
基金项目 国家自然科学基金项目(30160074);云南省自然科学基金
重点项目(2002C0003P);云南省重点新产品开发项目
(2012BB008)。
作者简介 王玉英(1980 -),女,云南大理人,讲师,博士,从事植物资
源的利用和创新研究,E-mail:wyysxp@ 126. com。* 通讯作
者,教授,从事观赏植物资源利用及创新研究。
收稿日期 2013-08-29
黄蝉兰(Cymbidium iridioides D. Don)为兰科(Orchidace-
ae)兰属(Cymbidium)大花亚属植物。根据陈心启等的分类,
大花亚属包括黄蝉兰、虎头兰(C. Eburneo-lowianum)、碧玉兰
(C. lowianum)、长叶兰(C. erythraeum)、沉香虎头兰(C. hook-
erianum)和文山红柱兰(C. wenshanense)等[1]。黄蝉兰属附
生植物,产于中国西南山区海拔高处,如云南贡山、福贡、盈
江、腾冲、龙陵、德钦、临沧、云县、景东、勐海、建水、元阳、绿
春、屏边、麻栗坡和砚山等地;附生于海拔 750 ~2 500 m的常
绿阔叶林中树上或岩石上;分布于西藏东南部(察隅)、四川
西南部,尼泊尔、不丹、锡金、印度东北部和缅甸北部等。黄
蝉兰的假鳞茎椭圆状卵形至狭卵形,长 4 ~ 11 cm,宽 2 ~ 5
cm,总状花序具 3 ~ 17 朵;花苞片近三角形,长 2 ~ 3 mm;花
梗和子房长 4. 0 ~ 4. 5 cm;花较大,直径达 10 cm,有香气;花
期 8 ~12月,果期 11月。其与虎头兰的最大区别是花期,虎
头兰一般在 1月左右开花,黄蝉兰花形较虎头兰严整,花色、
花朵与虎头兰相似[2]。此类兰属植物以其花色基调又可分
为黄蝉兰、青蝉兰、红蝉兰和朱砂蝉兰等,是很好的杂交亲本
和切花材料,具有较高的应用价值和开发价值。
由于兰花种子很小,内含一些发育不完全的球形胚,无
胚乳,自然状态下很难萌发,而种子萌发是成苗的必经途径。
兰属植物种子的萌发,已有许多报道[2 -5]。相关研究表明,
培养基、激素和预处理是萌发率高低的关键[6]。Seeni 等报
道,Ks培养基对黄蝉兰种子的萌芽最有利[7]。余朝秀等研
究表明,1 /2MS基本培养基 + 2. 5 mg /L BA + 0. 5 mg /L NAA
适合黄蝉兰与素花虎头兰正反交杂交种子的初代培养以及
原球茎的扩繁[8]。目前,关于原产于云南野生黄蝉兰种子萌
发及其快速繁殖技术的研究鲜有报道。因此,笔者对云南野
生黄蝉兰自交果实进行种子无菌萌发和快繁技术体系研究,
以期为这类兰花杂交育种和组培快繁奠定基础。
1 材料与方法
1. 1 材料
1. 1. 1 研究对象。野生黄蝉兰(Cymbidium iridioides D.
Don),收集于云南省文山州马关县,并在云南农业大学花卉
研究所兰花资源圃中驯化栽培 2年以上。
1. 1. 2 主要试剂。所用试剂均为国产分析纯,市售。
1. 2 方法
1. 2. 1 人工授粉。于 2010年 8月在温室进行黄蝉兰的自交。
黄蝉兰花期为8 ~12月,花期长达 4个月之久。当花朵开放 2 d
后开始授粉,选择晴天3:00对其进行授粉。授粉时温室条件为:
温度20 ~25 ℃,湿度 60% ~80%;授完粉后挂牌,并在牌子上写
明黄蝉兰自交种、自交时间以及被授粉的花朵数。授粉后加强肥
水管理,注意观察果实的发育情况。
1. 2. 2 种子的无菌萌发。于 2011 年 4 月取黄蝉兰发育成
熟但尚未裂开的自交蒴果,用浓度 75%的酒精擦干净,在超
净工作台上用浓度 75%的酒精消毒 3 ~ 6 min,无菌水清洗 2
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2013,41(28):11275 - 11277 责任编辑 石金友 责任校对 卢瑶
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2013.28.092
次,然后放入浓度 0. 2%的升汞中消毒 10 ~15 min,再用无菌
水冲洗 4次,剖开果皮,取出种子;然后将种子接种到 1 /2MS
附加各种激素的培养基上培养,30 d 后观察种子的萌发情
况。培养条件为 25 ~30 ℃,采用暗培养。
1. 2. 3 继代培养。将黄蝉兰嫩芽接种到继代培养基上,培养基
为1/2MS附加各种激素及浓度8%的香蕉泥,60 d后观察丛芽的
增殖效果。培养条件:温度(25 ±2)℃、光照1 600 lx。
1. 2. 4 生根培养。将高约 3. 5 ~ 4. 0 cm 的无根黄蝉兰苗
体,接种到含有不同浓度 NAA 和附加相同浓度碳粉的培养
基中,30 d后观察兰株的生根情况。培养条件:温度(25 ± 2)
℃、光照 1 600 lx。
1. 2. 5 试验设计。种子萌发阶段设置 5 个处理,每个处理
设置 3次重复;继代培养阶段(丛芽增值阶段)设置 6 个处
理,每个处理设置 3次重复;生根培养阶段设置 5 个处理,每
个处理均设置 3次重复。
1. 2. 6 数据分析。数据采用大型统计软件 SPSS (Inc.,
Chicago,IL,USA)的方差分析(ANOVA)和 Duncan的多重比
较法进行分析。
2 结果与分析
2. 1 黄蝉兰自交种萌发 试验结果表明,黄蝉兰自交种的
萌发较易,不仅种子萌发所需时间较短,且接种的所有培养
瓶中都有种子萌发,萌发瓶数达到 100%。由表 1可知,当低
盐的 1 /2MS为基本培养基时,BA和 NAA的浓度组合对种子
的萌发的效果差异较为明显。⑤号配方种子的萌发率比②、
①和③分别高 18. 75%、15. 85%和 13. 10%(P≤0. 05),并且
形成的中间繁殖体长势最好;当 BA与 NAA的浓度比值大于
3时,培养基都出现了轻微的褐化。结果表明,1 /2MS基本培
养基 +2. 0 ~ 2. 5 mg /L BA + 0. 5 ~ 1. 0 mg /L NAA 有利于种
子的无菌萌发。
表 1 不同激素对黄蝉兰种子无菌萌发的影响
培养基
编号
基本
培养基
激素∥mg /L
BA NAA
单位面积
萌发数
粒 / cm2
萌发率
%
中间繁殖
体长势
培养基
褐化程度
① 1 /2MS 0. 5 0. 5 4 82%b 稍瘦弱,呈点状 无
② 1. 0 1. 0 6 80%b 稍粗壮 无
③ 1. 5 0. 5 5 84%b 长势一般 稍褐变
④ 2. 0 1. 0 11 93% a 较为粗壮 无
⑤ 2. 5 0. 5 13 95% a 较为粗壮, 轻微褐化
呈透明棒状
注:同列相同字母表示差异不显著(P > 0. 05),不同的字母表示差异
显著(P≤0. 05)。下同。
2. 2 不同组合的细胞分裂素对黄蝉兰增殖的影响 由表 2
可知,在1 /2MS基本培养基中,附件0. 1 mg /L NAA和80 g /L
的香蕉泥,不同细胞分裂素(KT和 BA)对丛芽的增值率效果
差异显著(P≤0. 05)。②号培养基对黄蝉兰丛芽的增值率较
③、①、⑤、⑥和④分别高 6. 67%、39. 13%、52. 38%、82. 86%
和 113. 3%(P≤0. 05),且苗体长势正常。当 BA 浓度达到
3. 0 mg /L时,黄蝉兰丛芽增殖率相对其他处理较高,但苗体
出现了粗壮现象;当 KT浓度为 3. 0 mg /L时,苗体的分裂不
旺盛,但苗体长势正常,说明相对 KT 来说,黄蝉兰对 BA 更
为敏感,且 BA浓度达到一定数值时,苗体长势就出现异常情
况。因此,③号配方将不考虑作为黄蝉兰丛芽诱导的培养
基。试验结果表明,1 /2MS基本培养基 + 2. 5 mg /L BA +0. 1
mg /L NAA +80 g /L香蕉泥是丛芽增值的最佳配方。
表 2 不同激素组合对黄蝉兰丛芽增殖的影响
培养基编号 基本培养基
激素∥mg /L
KT BA NAA
有机附加物
接种数

丛芽总数

增殖率
%
苗体生长情况
① - 2. 0 0. 1 100 330 230c 长势正常,叶浓绿
② 1 /2MS - 2. 5 0. 1 100 420 320a 长势正常,叶浓绿
③ - 3. 0 0. 1 80 g /L香蕉泥 100 400 300b 稍粗壮,叶浓绿
④ 2. 5 - 0. 1 100 250 150f 稍瘦弱,叶淡绿
⑤ 1. 5 1. 5 0. 1 100 310 210d 叶片细长,叶淡绿
⑥ 3. 0 - 0. 1 100 275 175e 分裂不旺盛,叶浓绿
2. 3 不同生长素对黄蝉兰生根的影响 由表 3 可知,不同
培养基配方对黄蝉兰生根的效果差异显著。②、③、④和⑤
号配方对黄蝉兰生根的生根率都达到 100%,显著高于①号
配方 19 倍(P≤0. 05)。同时在以上 5 组试验配方中,随着
NAA浓度的增加,平均生根情况并没有呈现出上升趋势。当
只加入浓度 0. 3%活性碳时(即①号配方)时,生根较少,且有
部分苗体已死亡,而在⑤号培养基中也出现了此种现象,说
明一定浓度的 NAA 与碳粉作用,才有利于兰株的生根。试
验结果说明,在低盐培养基中,添加 0. 3 mg /L NAA +浓度
0. 3%活性碳最适合黄蝉兰组培苗生根。
表 3 不同生长素浓度对黄蝉兰生根的影响
培养
基编号
基本
培养基
NAA
mg /L
有机
附加物
转接时根数

生根率
%
生根情况
平均根数 平均根长 平均根粗
植株生长情况
① 1 /2MS 0 0 5b 小部分植株叶片发黄,最终枯死
② 0. 3 0 100a 3 1. 3 0. 20 长势正常,叶颜色浓绿
③ 0. 5 0. 3%活性碳 0 100a 2 2. 0 0. 18 长势正常,叶颜色浓绿
④ 0. 7 0 100a 1 0. 8 0. 21 长势正常,叶颜色浓绿
⑤ 1. 0 0 100a 2 1. 0 0. 23 部分植株叶片发黄,最终枯死
3 结论与讨论
兰花种子的数量很多,但种子小,没有胚乳,在自然条件
下很难萌发。因此,兰花种子的萌发就成为育种中最关键的
环节之一。兰花种子可以通过共生萌发法萌发,但分离合适
67211 安徽农业科学 2013 年
的共生菌非常困难。组织培养的方法就成为种子萌发的首
选方法。兰花种子萌发大约需 3 ~ 12 个月。有关资料显示,
某些种类的未成熟或接近成熟的种子甚至比成熟的种子更
容易萌发[9]。试验所摘果实接近成熟,经无菌处理后,播种
40 d后发现黄蝉兰种子已萌发。因此,研究认为,兰花种子
无菌萌发除与种子的成熟度有关外,更重要的是与兰花的品
种及培养条件相关。
根据兰花的种类选用合适的培养基是兰花种子萌发和
成苗成功的基础。兰花组培过程中多需低盐培养基[3];同时
研究证明,激素能够诱导胚发育成原球茎[10],还可以大大加
快个体发生和形态建成的速度[11],并提高种子的萌发率[12]。
BA在兰花组织培养中对叶诱导与芽增殖起着重要作用[7]。
生长素在根的培养中是必须的。Kerbauy在卡德丽亚兰杂种
根尖培养中进一步强调了生长素参与的重要性[13]。Wang
et. al研究表明,野生碧玉兰无菌快繁的不同培养阶段,NAA
和 BA都存在相互作用[14]。试验在不同培养阶段统一采用
1 /2MS为基本培养基,发现当 BA与 NAA的浓度比值大于 3
时,培养基都出现了轻微的褐化,此结论与李枝林等[5]报道
的在 1 /2MS 沉香虎头兰种子萌发培养基中,BA/NAA 为 1
时,圆球茎基部发生褐变存在着不一致性,这可能与兰花的
品种有关。在丛芽增值阶段,单独使用 BA或 KT浓度为 2. 5
mg /L时,BA对丛芽增值的效果较 KT明显增强,当 BA浓度
为 3. 0 mg /L时,植株出现比正常植株稍粗壮的现象,说明相
对 KT来说,黄蝉兰对浓度 BA更为敏感;生根培养阶段,NAA
对促进根系生长有显著的促进作用。
在培养基中添加适量的天然提取物有利于兰花种子的
萌发和生长,通常添加的天然提取物有椰子汁、番茄汁、蛋白
胨、酵母提取液、水解蛋白、苹果汁和香蕉汁等[15 -16]。Jang
and Tainter报道碳粉能够促进植物生根和生长[17]。试验在
丛芽增值阶段培养基中添加了 8%的香蕉泥,对长势比较瘦
弱的丛芽起到了很好的复壮作用;生根阶段添加了浓度
0. 3%的碳粉,但当培养基中无添加 NAA时,植株几乎不长根
且植株叶片发黄。因此,试验认为活性碳只有在合适的 NAA
浓度下,促生根和生长效果才明显。
参考文献
[1]陈心启,吉占和.中国兰花全书[M].北京:中国林业出版社,1997:80.
[2]陈心启.中国植物志:第十八卷[M].北京:科学出版社,1999:202.
[3]段金玉,谢亚红.在无菌条件下,激素和种子处理对兰属十种植物种子
萌发的影响[J].云南植物研究,1982,4(2):197 -201.
[4]KAZUHIKO S,SHUNPEI U. Rhizome induction and plantlet regeneration of
Cymbidium goeringii from flower bud cultures in vitro[J]. Plant Cell,Tis-
sue and Organ Culture,1991,25:49 -52.
[5]李枝林,余朝秀,王玉英,等.野生‘沉香虎头兰’种子无菌萌发及快速繁
殖技术研究[J].中国农学通报,2005,21(8):269 -281.
[6]谭文澄,戴策刚.观赏植物组织培养技术[M]. 6版.北京:中国林业出版
社,2001:237 -268.
[7]SEENI S,LATHA P G. Foliar regeneration of the endangered Red vanda,
renanthera imschootiana Rolfe[J]. Plant cell,Tissue and Organ Culture,
1992,29:167 -172.
[8]余朝秀,程丽霞,王卜琼,等.黄蝉兰与素花虎头兰正反交育种及其种子
无菌萌发效果的研究[J].西部林业科学,2006,35(2):82 -85.
[9]ARDITTI J,MICHAUD J D,OLIVA A P. Seed germination of North Ameri-
can Orchids,Native California and related species of Calypso,Epipactis,
Goodyera,Piperia and Platanthera[J]. Bot Caz,1981,142(4):442 -453.
[10]卢思聪,薛秀玲.建兰与多花兰杂交胚培养中植物激素的应用[J].种
子,1982,4(2):31.
[11]王熊.兰花快速无性繁殖的研究及花芽分化的探讨[J].植物生理学
报,1984,10(4):392 -394.
[12]王国兴.兰属植物茎的初探[J].园艺学报,1989,16(4):314 -315.
[13]KEBAUY G B. In vitro conversion of Cattleya root tip cells into protocorm
like bodies[J]. J Plant Physicl,1991,138:248 -251.
[14]WANG Y Y,LI Z L,HUANG L P,et al. In Vitro Mass Scale Propagation
of Wild Cymbidium lowianum with a Rare and Endangered Plant[J]. A-
merican Journal of Plant Sciences,2013,4:1500 -1507.
[15]陈发兴,林顺权,王家福,等.兰花繁育技术研究进展[J].福建农林大
学学报:自然科学版,2002,31(4):476 -479.
[16]程利霞,黄丽萍,王玉英,等.沉香虎头兰、大雪兰正反交及种子无菌萌
发研究[J].云南农业大学学报,2007,22(3):327 -331.
[17]JANG J C,TAINTER F H. Micro propagation of Short Leaf,Virginia and
Loblolly Short Leaf Pine Hybrids via Organogenesis[J]. Plant Cell,Tissue
and Organ Culture,1991,25(1):57 -61.
[18]陈鑫辉.热带兰花的引种收集与展示栽培[J].园艺与种苗,2011(6):
47 -49.
[19]卜朝阳,何荆洲,严华兵,等. 3种野生国兰无菌播种研究[J].西南农
业学报,2011(4):1495 -1498.
[20]黄有凯,陈程,汪天,等.分子标记在兰花遗传育种中的研究进展[J].
安徽农业科学,2012,40(12):
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
6996 -7000.
(上接第 11260页)
检测项目和内容,建立全程质量检查与监管机制。
3. 2 加强冷链物流基础设施建设 鼓励冷链物流企业加快
各类保鲜、冷藏、冷冻、预冷、运输、查验等冷链物流基础设施建
设。从关键环节入手,重点加强批发市场等重要农产品物流节
点的冷藏设施建设,在大中城市周边加快规划布局一批生鲜农
产品低温配送和处理中心;大力改善农产品加工环节的温控设
施,建设经济适用的农产品预冷设施;配备节能、环保的长短途
冷链运输车辆,推广全程温度监控设备;完善与冷链物流相配
套的查验与检测基础设施建设,推广应用快速、准确的检测设
备和试剂;注重发展为社会提供公共服务的第三方冷链物流中
心,解决生鲜农产品企业冷冻冷藏物流发展的瓶颈。
3. 3 建立生鲜农产品信息平台,大力发展电子商务 建立
权威性的生鲜农产品市场信息网络,通过现代计算机互联网
连接农户、生产商、加工企业、批发商、零售商,形成现代的生
鲜农产品供应链。鼓励电子商务开展,为生鲜农产品的流通
构建信息平台,及时、准确地向生鲜农产品的生产、销售、经
营者提供价格信息、市场供求信息、库存信息及气象信息,提
供中长期市场预测分析,帮助生产者制定生产计划,避免生
产的盲目性。
参考文献
[1]方昕.中国食品冷链的现状与思考[J].物流技术与应用,2004(9):55 - 59.
[2]李莉.生鲜农产品配送绩效的二级模糊综合评价[J].中国商贸,2010
(20):129 -130.
[3]张永奇,孙宏领.生鲜农产品物流企业绩效评价体系研究[J].物流技
术,2008,27(10):168 -170,174.
[4]樊雪梅,王龙昭,李国平,等.长春市生鲜农产品物流系统全面绩效评
价体系研究[J].生产力研究,2012(5):108 -111.
[5]卢志丹,路剑.基于模糊综合评价法的河北省“农超对接”绩效研究
[J].中国农业科技导报,2013,15(1):185 -188.
[6]王锋利,王征兵.农产品加工企业管理绩效的模糊综合评价研究———
以陕西省为例[J].华中农业大学学报:社会科学版,2011(2):60 -63.
[7]YANG J Y,TANG B L. Link - up between Farmers and Supermarket based
on China’s Fresh Agricultural Products[J]. Asian Agricultural Research,
2012,4(9):54 -56,59.
[8]袁清.我国生鲜农产品物流模式分析和冷链流通标准化建设建议[J].
安徽农业科学,2013,41(23):9769 -9772.
7721141卷 28期 王玉英等 野生黄蝉兰无菌快繁技术的研究