全 文 :影响杏黄兜兰种子萌发的因素!
丁长春!,,虞 泓!,#!!,刘方媛
(! 云南大学生命科学学院生态遗传学实验室,云南 昆明 $%&&’!;# 云南英茂生物技术实验室,
云南 昆明 $%&!&$; 云南英茂生物农业有限公司,云南 昆明 $%&&!)
摘要:通过在不同条件下杏黄兜兰(!#$%’(%)*+ ,+’-%.*+)种子萌发的观察,对影响其
萌发的诸因子报道如下:!)果实的生长期与种子的萌发率有关。实验表明种子采自生长期
为 $& (的果实,发芽率为 )%*,采自 !#& (的果实,发芽率为 +&*,采自 !,& (的果实,发
芽率为 !,)*。#)培养基也会影响到种子的萌发,种子在 !-%./内培养,萌发率明显高于
培养于 ./,01和改良 2345678 95)!内的种子。)培养基(!-%./)掺入添加物也会影响到
种子的萌发率,如掺入 !&*椰子水会促使种子的萌发率达到很高的水平,掺入马铃薯泥(%&
:-;)或胰化胨(# :-;),种子的萌发率会达到较高的水平,而掺入香蕉泥则会对种子的萌发
率产生负面影响,掺入活性炭(# :-;)会促使种子萌发和幼苗发育。+)与固态培养基相比,
种子在液体悬浮培养基内的萌发速度更快,幼苗更为整齐划一。
关键词:杏黄兜兰;蒴果成熟度;种子萌发;快速繁殖
中图分类号:< ’+% 文献标识码:= 文章编号:% > #?&&(#&&+)&$ > &$? > &%
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TPGMS ETS7P 45VVM6ESM56 5T SD7 TV5W7P MR P7VES7( S5 :7PLM6ESMQ7 UE4EUMS3 5T SD7 R77(RN OD7 P7RGVS (7L56RSPES7(
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云 南 植 物 研 究 #&&+,23($):$? Z $??
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!! 通讯作者:虞泓,教授,博士导师。O7V:(&,?!),#??$?,JE8:(&,?!),#??$!,1 > LEMV:TMRD7P[4GYVMU)\L)36)U6
收稿日期:#&&+ > &+ > !’,#&&+ > &$ > &接受发表
作者简介:丁长春(!’?% >)男,云南文山人,硕士研究生,从事植物生态遗传与物种保护研究。
1 > LEMV:UUF(M6:[ 3ED55) U5L) U6
基金项目:云南大学省级生物技术人才培养基地资助项目,云南大学植物学博士点基金资助项目
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由于杏黄兜兰有较高的园艺价值,人为破坏严重,已被野生濒危动植物国际贸易公约
(B./5/($./ ./ @/(3/4($./40 E34# $/ F/#4/23# 96-$9 .8 G$0# H4%/4 4/# H0.34,B@EFC)列入
I66/#$&!保护种类,严格管制进出口。我们在对其遗传结构的研究中发现,杏黄兜兰具
有较高的遗传多样性水平,只要保护好其原生生境,减轻采集压力,是完全可以恢复的
(丁长春,=++J)。开展杏黄兜兰的人工繁殖技术研究,无疑可以减轻采集压力,对进行原
地和迁地保护以及商业性开发也具有一定的意义。
对于兰科植物的无菌萌发技术,前人已经作了许多有益的探讨。兜兰的无菌萌发技术
较为困难(I3#$(($ K F3/9(,*LLM)。在对 ! N .))&/*+ 和 ! N .%)%&),’ 的研究中发现有萌发率偏
低的情况,原球体发育异常,并褐化死亡等问题(C($!43( K I9-)3,*LO*;P$3$1 等,
*LOO)。蒴果成熟度和培养基浓度等对兰花无菌萌发具有重要的影响(I3#$(($,*LQR)。在
对 ! N %-/%0-’ 的研究中发现,蒴果的采收期对提高种子萌发率具有明显影响,以授粉后
*L: S =++ #者萌发率最佳(T4249)$!4,*LO=)。培养基中添加有机物可以促进兰科植物蝴
蝶兰的生长(F3/9(,*LQR)。添加活性碳对兰花种子的萌发和幼苗的生长有促进作用
(F3/9(,*LRJ)。在培养方式上,发现液体培养能提高部分兰花的萌发率(B)% K U%#2,
*LLJ)。可见,蒴果成熟度、培养基无机盐浓度和培养方式等都对兰花种子的无菌萌发具
有较大的影响。因此,本研究从这几个方面入手,对如何建立杏黄兜兰的人工繁殖技术体
系进行了初步研究。
) 材料与方法
)*) 材料
本试验所用的材料杏黄兜兰 !#$%’(%)*+ ,+’-%.*+ C? B? B)/ ( H? V? <$%,来自云南英茂生物农
业公司的兰花种质资源圃。开花时在同种异株间进行人工授粉。蒴果采收后,先以 R+,乙醇进行表面灭
菌 M+ S Q+ 9,再用氯化汞(* 2;<)进行表面灭菌 *+ S *: !$/,于无菌操作台内将蒴果剖开后,用镊子将种
子刮入无菌水中,摇匀后用吸管将种子吸出,注入培养基内。
除了培养基无机盐浓度实验外,基本培养基采用 *;:UC。除培养基添加物实验外,均添加椰子乳
*+,(5;5),蔗糖 *: 2;<,琼脂粉 Q 2;<,6W值为 :N: X +N*。每种处理设 :个重复。培养环境为 =: X =Y,
日光灯照明每天 *Q ),光照强度为 M +++ 0&。
种子分别在培养 J、O、*=、*Q周后随机采取 *++粒种子置于解剖显微镜下观察胚的萌发率。萌发标
准为胚吸水膨大,并形成白色原球体(63.(.-.3!)。浅层液体静置培养,先将其摇匀,再用吸管吸出,置
于培养皿内镜检。
)*+ 种子成熟度试验
采杏黄兜兰授粉后 Q+、O+、*++、*=+、*J+、*Q+、*O+ #之蒴果,平均每处理取 :个蒴果,交叉试验,
JRQ 云 南 植 物 研 究 =Q卷
以降低蒴果间差异性所造成的影响。除本试验外,其他试验均以授粉 !# $的蒴果进行播种。
!# 培养基组分试验
无机盐浓度试验:以 %&培养基为基本盐类组成,将大量元素浓度降低为标准浓度的 !’、!’(以及
!’!#,其他成分不变。
此外,以 !’(%&为对照,比较 )*(*+,-.,!/01)和 2345,67 859!培养基对种子萌发的影响。
有机添加物试验:以授粉后 !# $之蒴果进行,基本培养基为 !’(%&,使用的添加物分别为:椰子水
!#:(;’;),马铃薯泥((# <’=),香蕉泥((# <’=)与胰化胨( <’=)。
活性碳添加试验:基本培养基为 !’(%&,添加 <’=活性碳,以不添加活性碳的培养基作为对照。
!$ 液体浅层静置培养与固体培养之比较试验
浅层液体静置培养以 !’(%& >椰子水 !#:(;’;)>蔗糖 !( <’= >活性碳 <’=为培养基,42为 (9( ?
#9!。固体培养基组成同上,仅添加琼脂 @ <’=将培养基固化。
表 ! 蒴果成熟度对杏黄兜兰种子无菌萌发的影响
ABCD6 ! *EE6F. 5E FB4-GD6 HB.G+I.3 5, -66$ <6+HI,B.I5, 5E
!#$%’(%)*+ ,+’-%.*+ %- /%0,& J
KB4-GD6 HB.G+I.3
(LB3- BE.6+ 45DDI,B.I5,)
M66N- BE.6+ -5OI,<(P6+HI,B.I5, +B.6’:)
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@# #91 !9R !9Q R9(
Q# 91 @90 Q9 !#9R
!## @90 !091 !/9@ 9R
!# !R9@ R@9Q RQ9! 1#9@
!1# !!90 /9(@ R!9! R9Q
!@# /9R !91( 91 190
!Q# Q9 !/9@ !9R 9/
% 试验结果
%! 蒴果成熟度试验
杏黄兜兰授粉后 @# $,在播种后 !!
$蒴果内种子萌发率仅达到 R9(:。而授
粉后 !# $的蒴果在培养 !! $后种子萌
发率达到 1#9@:。种子萌发率与蒴果成
熟度呈正相关。但是,在 !# $之后,种
子萌发率则随着蒴果成熟度的增加而降
低(表 !)。
%% 培养基无机盐浓度试验
杏黄兜兰的种子适宜在较低盐浓度下萌发,以 !’(%&为最佳,培养 !! $达到 19(:,
其次为 !’!#%&,!’%&较差(表 );与其他培养基比较,仍以 !’(%&最好,培养 !! $萌
发率达 R09/:,其次为 2345,67 !9( <’=,而 )*相对较差(表 R);有机添加物对种子萌发
有明显影响,效果以椰子水(!#:,;’;)最好,马铃薯泥((# <’=)和胰化胨( <’=)也
具有一定的作用,且彼此间区别较小,而香蕉泥((# <’=)则对萌发起抑制作用(表 1);
添加活性碳( <’=)对萌发具有显著的促进作用(表 ()。
表 % 不同浓度的&’培养基对杏黄兜兰种子无菌萌发的影响
ABCD6 *EE6F. 5E .S6 F5,F6,.+B.I5, 5E %& HBF+56D6H6,.- 5, -66$
<6+HI,B.I5, 5E !#$%’(%)*+ ,+’-%.*+ %- /%0,& J
K5,F6,.+B.I5, 5E
%& HBF+56D6H6,.-
M66N- BE.6+ -5OI,<(P6+HI,B.I5, +B.6’:)
1 Q ! !@
!’%& R9 /9R !R9@ !(9Q
!’(%& !#90 R091 R/9! 19(
!’!#%& @91 19@ Q9R R!91
表 # 不同培养基对杏黄兜兰种子无菌萌发的影响
ABCD6 R *EE6F. 5E HBT5+ -BD. F5H45-I.I5, 5, -66$ <6+HI,B.I5,
5E !#$%’(%)*+ ,+’-%.*+ %- /%0,& J
K5H45-I.I5, 5E
HBT5+ -BD.
M66N- BE.6+ -5OI,<(P6+HI,B.I5, +B.6’:)
1 Q ! !@
!’(%& !!91 RR9 R@90 R09/
)* @9R !R91 !@9( !Q91
2345,67 859! 09 !09 #9 R9!
(!9( <’=)
%# 浅层液体静置培养对种子萌发的影响
试验表明:浅层液体静置培养可加快杏黄兜兰种子萌发速度,且萌发整齐一致,利于
将来炼苗移栽管理。
(0@@期 丁长春等:影响杏黄兜兰种子萌发的因素
表 ! 有机添加物对杏黄兜兰种子无菌萌发的影响
!#$% & ’((%)* +( +,-./) 0122$%3%.*0 +. 0%%4 -%,3/.*/+. +( !#$%’(%)*+ ,+’-%.*+ %- /%0,& 5
6,-./) 0122$%3%.*0
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表 活性碳对杏黄兜兰种子无菌萌发的影响
!#$% H ’((%)* +( )*/F*%4 )N,)+$ +. 0%%4 -%,3/.*/+.
+( !#$%’(%)*+ ,+’-%.*+ %- /%0,& 5
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表 # 浅层液体静置培养对杏黄兜兰种子无菌萌发的影响
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!#$%’(%)*+ ,+’-%.*+ %- /%0,& 5
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$ 讨论
$%& 蒴果成熟度对种子无菌萌发的影响
兰科植物成熟蒴果内所含的种子极为细小,不含胚乳,胚未分化,只达到球形胚阶
段,无子叶、胚根、胚芽。当球形胚沿纵轴有大小细胞之区别后,经培养(即无菌播种),
在人工培养基上迅速发育形成幼小植株(I%%,>LLE)。可见,胚的发育阶段对兰花种子的
萌发起到至关重要的作用。这在本试验中也得到了很好的证明:蒴果采收期超过 >?E 4
时,种皮颜色加深,种皮细胞加厚,阻碍了胚对营养物质的吸收,导致萌发率降低。因
此,在兰花的胚培养过程中,应根据具体的物种,找出最适采收期。当然,如果采收时期
已超过最适期,也有一些物理或化学的补救办法:如用超声波处理种子,击破种皮,使得
水分和养分得以进入胚细胞,进而提高萌发率,或用化学物质(如氢氧化钠)浸泡,以溶
解一些抑制种子萌发的物质(Q. 4%, B/.4%,%.,>L=J)。
$%’ 培养基对种子无菌萌发的影响
从培养基无机盐种类和浓度上看,低浓度盐类的 RP培养基(>;H或 >;>ERP)能较好
地适应杏黄兜兰种子萌发的营养需求,得到较高的萌发率,可见它对盐类的需求浓度较
低。S’配方和 TM2+.%U V+C>配方也有一定的萌发率,但不太理想,这可能与它们的营养
成分不太全面有关。
从有机添加物上看,椰子水对杏黄兜兰的胚萌发具有显著的促进作用,表现为种子发
芽速度快且整齐。椰子水为椰子的液态胚乳,富含胚发育所需的营养成分,对许多植物的
幼胚培养具有促进作用(Q. 6F%,#%%8 等,>L&>);添加马铃薯对萌发也有较为明显的作
用,且原球体的颜色浓绿色,这与 P*%%$%(>LLH)的结果类似;胰化胨与马铃薯有着类似
的作用,可见,胚的发育对氨基酸和维生素有一定需求。而添加香蕉则对胚的萌发起抑制
作用,这与 G/%,/8等(>L==)的观察结果一致。
活性碳的有无对杏黄兜兰胚的萌发起重要作用,即使到幼苗形成后的生长也有明显的
@J@ 云 南 植 物 研 究 ?@卷
促进作用。未添加活性碳的植株基部容易发生褐化现象。可见,杏黄兜兰胚培养过程中会
分泌较多的酚类物质,除了添加活性碳外,还可添加一些抗氧化的物质,如抗坏血酸、
!!等,可能减轻褐化程度。
!! 浅层液体静置培养对种子萌发的影响
相对固体培养而言,液体培养的萌发速度快而整齐,这与 #$% 和 &%’()(*++,)、
-./($和 !01213$(*+45)的结果一致。固体培养基表面以下的透气情况不好,物质的流动
性差,导致营养物质分布不均匀以及有毒物质不能及时得到稀释,这些因素使得培养效果
下降。本试验采用浅层液体静置培养,较好地解决了这一问题。当然,这种培养方式使用
的营养液较少,应注意及时更换新的培养液,或将原球体转入固体培养。
综上所述,采收杏黄兜兰 *67 ’的蒴果,经浅层液体静置培养约 *7周后转入固体培养。
基本培养基为 *85&-,添加椰子水 *79,(:8:),蔗糖 *5 (8;,活性碳 6 (8;。转入固体培养
基,经过约 *<5 ’,即可形成幼苗,再经过数个月的壮苗培养和驯化炼苗后,可出瓶种植。
〔参 考 文 献〕
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AA@@期 丁长春等:影响杏黄兜兰种子萌发的因素