全 文 ：园 艺 学 报 1 9 94, 2 1 ( l ) : 7 1一 7 5
A e ta H o r t i c u l t u r a e S in ie a
莱菜人工种子研究
汤绍虎 孙 敏 李坤培
(西南师范大学生物系 , 重庆 63 0 7 15)
提 要
以菜菜 口户,m oe a aq ua ict a F or sk . ) 小叶品种带芽节段为繁殖体 , 用 4 % 海藻酸钠 (加入 M s
基本培养基及 3% 蔗糖 ) 和 2% 氯化钙包裹制作人工种子 。 结果表明 , 较佳繁殖体的腋芽长度为
0
.
5一 3m m 的带芽节段 , 人工种子在 M S 琼脂培养基上的萌发率达 51 02 % , 在营养土中的成苗
率为 27 . 59 % , 幼苗移栽成活率 10 0% ; 低温 (4 土 l℃ ) 贮藏 30 、 60 和 90 天后 , 萌发率分别为
4 2%
、
26 %和 18% 。
关键词 旅菜 ; 人工种子 ; 腋芽包裹
植物人工种子是一项新兴的生物技术 , 它在快速繁殖无性系 、 固定杂种优势及与基因
工程相结合等方面有着广阔的应用前景〔 ’ 、 2 〕。 在胡萝 卜〔 ” 〕、 首蓓〔 `2〕和芹菜 〔’ 〕等作物上已
建立起有 效的 胚 状体 发生 体 系并 制作 出 了人 工种 子 。 但 从 经济 角 度考 虑 , K a m a d a
( 198 5 ) 〔 ’ ” 〕认为 , 无性繁殖或多年生植物首先具有人工种子应用的潜力 。
旅菜俗称空心菜 、 藤藤菜 , 属旋花科 , 一年生或多年生草本植物。 嫩茎 、 叶供食用 ,
是我 国中南部地区夏秋高温季节的主要蔬菜之一 。 其小叶品种一般不结实 , 只用扦插繁
殖 , 通常利用宿存根沙藏留种 。 迄今为止 , 尚未见到有关摧菜人工种子的报道 。 我们于
19 1一 19 9 3 年对莱菜腋芽人工种子的制作 、 萌发 、 移栽和贮藏进行了研究 。
材 料 与 方 法
一 、 材料 试材为旅菜小叶品种 。
二 、 方法
1
. 繁殖体 的制备 取带芽茎段 , 用 自来水洗净后擦干 , 在无菌条件下用 75 % 乙醇漂
洗 30 秒钟 , 2% 次氯酸钠和 0 . 1% 升汞各消毒 5 分钟 , 无菌水冲洗 4一 5 次 。 切取带芽节
段 (腋芽长 0 . 1一 0 . s m m 和 0 . 5一 3m m ) 作为制备人工种子的繁殖体 。
2
. 人工种子 的制备 包裹基质为 4%海藻酸钠 (加入 M S 基本培养基和 3% 蔗糖作为
人工胚乳 ) , 络合电解质为 2% C a 1C 2 , 使用前经高压灭菌 。 在无菌条件下 , 于小烧杯 中
将繁殖体与包裹基质充分混合 , 浸泡 3一 4 分钟 。 然后用玻棒将裹有包裹基质的繁殖体逐
粒拨入 C a CI : 溶液中 , 经 10 一 15 分钟离子交换反应 (产物为海藻酸钙 ) , 形成 白色 、 半
透 明且具一定硬度的人工种子胶囊 (种皮厚度由反应时间决定 ) 。 倒掉 C a CI : 溶液 , 用无
菌水冲洗 3一 4 次以终止反应 。 这样 , 制成的人工种子 ( 图版 , l) 即可用于播种或贮藏 。
本文于 1 9 9 2年 3 月收到 , 19 9 3 年 7 月收到修改稿 。
7 2园 艺 学 报 1 2卷
3
.人工种 子的贮藏 先用无菌吸水纸吸去人工种子表面水分 , 然后置于无菌干燥的
培养皿中 , 用封 口胶带严密封 口后 , 分别于低温 (4 士 l℃ ) 和室温 ( 2 5士 2℃ ) 下贮藏 。
每隔 30 夭移出一批 , 于 M S 琼脂培养基上 , 室温下萌发 , 半月后以其芽或根突破“种皮”
Z m m 以上为指标 , 统计萌发率 。
4
. 人工种子 的播种 、 育 苗及移 栽 播种基质设三种 : M S 琼脂培养基 、 营养土和大
田 。 营养土在使用前用 5% 甲醛消毒 (密 闭一周后敞晾 3 天以上 ) 。 播种温度 , 前二者为
室温 , 大 田为莱菜常规育苗期的气温 。 播种半月后统计萌发率 。 萌发后的人工种子分别于
M S 琼脂培养基上和营养土 中育苗 , 成苗 (株高 20 一 30 m m ) 后移栽到田间 。
结 果 与 分 析
一 、 繁殖体的选择
不同大小的繁殖体与人工种子的萌发结果见表 1 , 人工种子的萌发率比未包裹的繁殖
体低 , 人工种子的萌发率与繁殖体腋芽的大小呈正相关 。 腋芽大 (0 . 5一 3m m ) 的繁殖体
制成的人工种子比腋芽小 ( 0 . 1一 0 . s m m ) 的繁殖体的人工种子萌发率高 4 .2 27 % 。 故在本
试验范围内 , 较佳繁殖体的腋芽长度为 0 . 5一 3m m 的带芽节段 。
T皿 b l e
表 1 不同萦殖体及人工种子在 M S 琼脂培养荟上的萌发率
G e r m i . a it . g r a t e o f P r o p a g a t o sr a . d a川if e ia l se e d s 0 . M S a g a r m e d iu m
腋芽长度
L e n g th o f
a x i l la r y b u d
( m m )
人工种子 A r t iif e ia l s e e d s 转殖体 P r o p a g a t o r s ( C K )
播种粒数
N O
.
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萌发粒数
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.
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萌发率 播种粒数
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萌发率
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5 8
因本试验繁殖体腋芽取 自田间 , 一部分繁殖体未能彻底消毒而带菌 , 另一部分繁殖体
在消毒时被杀死 。 这两部分繁殖体称之为 “ 无效繁殖体 ” 。 其余的乃是既成活又无菌的繁殖
体 , 称之为 “ 有效繁殖体 ” 。 摧菜的有效繁殖体在 M S 琼脂培养基上继代培养时 , 不论其
腋芽大小 , 都能成活并成株 。 因此 , 若全部采用有效繁殖体包裹 , 则人工种子的萌发率将
明显提高 。 我们做了 2 次重复试验 , 即繁殖体在包裹前接种于 M S 基本培养基上 , 培养
一周后挑选有效繁殖体包裹 。 结果腋芽长 0 . 1一 0 . s m m 和 0 . 5一 3m m 的人工种子的萌发率
分别 由原来的 .8 75 %和 51 . 02 % (表 l) 提高到 15 %和 “ % 以上 。
二 、 人工种子的萌发
人工种子在 M S 琼脂培养基 、 营养土 、 大 田 3 种基质上的萌发结果表明 , 在 M S 琼
脂培养基上的萌发率最高 , 达 51 . 02 % (图版 , 2) , 在营养土 中为 5% , 而在大田无一粒萌
发 。 经检查发现 , 播入大田和营养土的人工种子 , 在一周内大都发霉干枯 , 变褐死亡 。 这
是因为人工种皮中加有人工胚乳 , 富含营养 , 极易被上壤微生物侵染 。 3 种基质中人工种
子萌发率的差异 , 主要是由它们的带菌程度所决定 。
三 、 人工种子的育苗及移栽
萌发后 的 人 工 种子在 M S 琼 脂 培 养 基 和营 养土 中的 成 苗 率 分 别 为 9 6 . 6 7 % 和
l期 汤绍虎等 :落菜人工种子研究
27
.
9 5%
。 用营养土育苗时 (图版 , 4) , 由于营养土未经彻底消毒 , 加之在育苗时人工种子
仍带有人工种皮胶囊 , 易遭侵染 , 故成苗率较低 。
成苗植株移栽到田间 , 成活率达 10 0% 。 在菜菜常规田间管理条件下 , 生长发育正常
(图版 , 5 ) 。
四 、 人工种子的贮藏
人工种子在低温和室温下贮藏 30 一 90 天后的萌发结果表明 (表 2 ) , 不论低温还是室
温贮藏 , 人工种子的萌发率都随贮藏时间延长而降低 。 在相同贮藏期内 , 低温比室温贮藏
的萌发率高 , 耐贮藏时间较长 。
表 2 策菜人工种子的贮藏及萌发结果
T a b l e Z E们阮 e t o f s t o r a g e o n ht e 罗mr 加 a d o . o f a币if e i a l概d s
贮 藏 温 度 贮 藏 时 间
S t o r a g e t em p
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播 种 粒 数 萌 发 粒 数 萌 发 率
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4土 l℃
2 5 土 l℃
讨 论
用腋芽制做人工种子比用腋芽在培养基上直接培养成株有许多优点 。 ( l) 可机械化生
产和播种 ; (2 ) 便于贮藏和运输 ; ( 3) 可以免去试管苗的生根及移栽步骤 。 腋芽取材容
易 , 成本低廉 。 但要实现旅菜 人工种子应用于生产 实践 , 尚需着力解决 3 个问题 , 即
( l) 人工种子包裹后萌发率降低 ; ( 2) 人工种子入土后易遭病菌侵染 ; ( 3) 人工种子养分
易 “ 渗漏 ),o
繁殖体被人工种皮包裹成为人工种子之后 , 萌发率降低 。 主要原因是人工种皮影响了
繁殖体的呼吸作用 。 郭仲深 ( 19 90) 〔` 〕 在人工种皮中加入纤维素和 5% c a c o 3粉末 , 由
于增大 了种皮的透性 , 有利于繁殖体呼吸 , 所以提高了人工种子的萌发率 。
李修庆等 ( 19 90) 〔 ’ 〕 在人工种皮中加入防腐剂 G 和在播种前对蛙石灭菌 , 结果提 高
了人 工种子的萌发 率及转换 率 。 柯善强等 ( 19 9 0) 〔 7 〕 在人工 种皮 中加人防 腐剂 c D 、
C H
、
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一 D , 明显提 高了黄连人工种子的转换率 。 我们在人工种皮 中分别加入 40 一
50 0群g / g 的多菌灵 、 先锋霉毒 、 安节青霉素 、 对经基苯 甲酸丙醋 , 均有不 同程度的抑菌
效果 , 使雍菜人工种子在 M S 琼脂培养基上的萌发率提高 3% 一 12 % 以上 。
在人工种子包裹基质的研究中 , 曾采用过凝胶 、 复合聚合体和界面多聚化物 , 其中以
凝胶较为适用 。 目前 , 海藻酸盐用得最普遍。 它使用方便 , 无毒性 , 价格低廉 , 且具一定
硬度 。 但是 , 其水溶性养分易浸出 , 同时它系水凝胶 , 极易失水 , 制成的人工种子只能短
期贮存 〔“ 〕 。 要使人工种子具有天然种子一样的贮藏 、 包装和播种性能 , 还有赖于人工外
种皮 的 研制 。 迄 今 , 这 方 面 的研究还 很薄弱 。 美 国植物研究所 经 多年研究 , 发 现
lE va
x
42 60 是最好的外种皮 , 它具有防水 、 无粘性 、 抑制干缩和使海藻酸钙硬化等优点〔 4〕。
桂耀林等 ( 19 0) 〔 9〕 利用它包裹刺五加的胚状体 , 结果包埋丸的强度 、 硬度均有明显增
7 4园 艺 学 报2 1卷
加 。 但在播种试验中 , 其胚状体 的转化率比海藻酸钠水凝胶囊系统低 , 加之该药价格昂
贵 , 目前国内又不生产 , 所以较难推广应用 。 因此 , 人工外种皮的根本解决 , 尚需生物
学 、 物理学 、 化学和农学等多学科的联合攻关 。
参 考 文 献
〔 1〕 刘 凡 、 遭鸣庆 、 李修庆 , 19 91 , 胡萝 卜人 工种子在无菌条件下的贮藏及贮藏中种子活力变化 。 实验生物学
报 , 2 4 ( 2 ) : 9 9一 10 4
〔 2 〕 李修庆 , 1 9 9 0 , 植物人工种子研究 。 北京大学出版社 , 北京 , 1~ 18
〔 3 〕 李修庆 、 邓茉莲 , 19 9 0 , 植物人 工种子研究 。 北京大学出版社 , 北京 , 52 一 58
〔 4 〕 李治平 、 肖昌华 , 19 91 , 人 工种子及其制作技术 。 种子 , (5 ) : 67 一 68
〔 5 〕 金冀毅 、 郭仲深 , 19 8 , 植物细胞工程应 用基础研究新进展 。 学术期刊出版社 , 北京 , 84 一 89
〔 6 〕 郭仲深 , 19 9 0 , 植物体细胞胚胎发生和人 工种子。 科学出版社 , 北京 , 1一 9
〔 7 〕 柯善强 、 何子灿 、 徐立铭 、 侯篙生 、 桂棍林 、 郭仲探 , 19 9 0 , 植物体细胞胚胎发生和人 工种子 。 科学出版社 ,
北京 , 3 5一 4 2
〔 8 〕 桂耀林 , 19 9 0 , 植物体细胞胚胎发生和人工种子 。 科学出版社 , 北京 , 10 一 18
〔 9 〕 桂福林 、 郭仲深 、 顾椒荣 、 柯善强 , 19 90 , 植物体细胞胚胎发生和人工种子 。 科学出版社 , 北京 , 20 一 25
〔10〕 K a m a d a , H . , 19 8 5 , A r t i if c ia l s e e d in p r a e t ie a l t e e h n o lo g y o n th e m a s s p r o d u c t io n o f e lo n a l p la n t s . T a n a k a R -
( e d ) C M C
.
P u b li s h e r
,
T o k y o
,
4 8
〔1 1〕 K i t t o , 5 . L . a n d J a n ie k , J . , 19 8 5 , P r o d u e t i o n o f s y n t h e t ie s e e d s b y e n e a p s u la t in g a s e x u a l e m b订o s o f e a r r o t . J 。
A m e r
.
S o e
.
H o r t
.
S e i
.
,
1 10
:
2 7 7一 2 8 2
〔12〕 R e d e n b a u g h , K . , P a u e se h , B . D . a n d N ic h o l , J . W . , 1 9 8 6 : S o m a t ie s e e d s : e n e a p s u la et d o f a s e x u a l P la n t
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.
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