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火焰兰属植物研究进展



全 文 :喷施速扑杀 700~1 500 倍液来杀灭介壳虫,每隔 5~7 d 喷
施 1次,连续 3次,具有较好的防治效果。
5.2.2 根粉蚧 根粉蚧属同翅目粉蚧科昆虫,寄生于球兰
根部,呈白色蜡粉状。 由于寄生在根部,因此不易被发现。
发病时植株呈现萎蔫状, 后期由于细菌入侵导致植株感
染病害,如软腐病等。 基质中带虫或虫卵,在高温高湿的
环境下,植株根部不透气容易造成该害虫的大面积繁殖。
根粉蚧一般以防治为主, 在扦插基质使用前应该彻
底消毒。 如发现根粉蚧可采用速扑杀 1 000倍液灌根。
5.2.3 蓟马 蓟马属缨翅目,是一种靠吸食植物汁液维生
的昆虫,进食时会造成叶子和花朵的损伤。 球兰花芽分泌
的蜜露极易吸引蓟马, 被蓟马侵害的球兰花朵商品品质
降低,出现黑斑且容易脱落。蓟马的防治以物理防治为主,
可利用其趋蓝色的习性放置蓝色粘板,有效诱杀成虫。
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火焰兰属植物研究进展
罗剑飘1, 吴坤林2, 翁殊斐1
(1.华南农业大学林学院, 广东 广州 510642; 2.中国科学院华南植物园, 广东 广州 510650)
摘 要:火焰兰(Renanthera)是兰科植物中一类珍稀热带兰花,具有很高的园艺应用价值和育种价值。 从其生态习性、资源概
况、杂交育种、繁殖方法、组织培养、栽培管理及园林应用前景等几个方面进行综述,表明火焰兰在种质资源保护、新品种培育、无
菌播种及试管育苗、再生体系的建立、商业栽培等方面均获得成功,这些研究成果可为该属植物的繁育及推广种植提供参考和借
鉴。
关键词:火焰兰; 兰花; 研究进展
中图分类号:S682.32 文献标识码:A 文章编号:1004-874X(2012)10-0069-04
Research progress on Renanthera
LUO Jian-piao1, WU Kun-lin2, WENG Shu-fei1
(1.College of Forestry, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China;
2.South China Botanical Garden, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510650, China)
Abstract: Renanthera is a rare kind of tropical orchid which has height application value in horticulture and thremmatology. The
article introduced the researches of Renanthera in ecological habits, natural resource survey, cross breeding, breeding methods, tissue
culture, cultivation and application prospects in gardens The previous studies have shown some achievement in germ plasm resource
protecting, new species breeding, aseptic sowing, test tube plant regeneration, tissue regeneration system, commercial cultivation. These
success may provide some reference or advice for further researches.
Key words: Renanthera; orchid; advance
火焰兰 (Renanthera)为兰科 (Ochidaceae)多年生草
本植物,花形奇特,花色艳丽,远观如火焰般绚丽,可广
泛用于盆花、切花和园林造景等,具有很高的园艺应用
价值和育种价值。本文从火焰兰的生态习性、资源概况、
杂交育种、繁殖方法、组织培养、栽培管理及园林应用前
景等几个方面进行综述,并对其未来的研究前景提出展
望, 以期为该属植物的繁育及推广种植提供参考和借
鉴。
1 形态特征、生态习性及资源概况
火焰兰属植物附生或半附生,单轴茎,呈攀援状,具有
疏离的节间及多数叶,叶扁平,厚而硬,近矩圆形,基部无
柄,具鞘,抱茎,花茎侧生,有分支,呈大型圆锥花序状,着
花多朵,花色艳丽,花药肾形。
火焰兰属植物约有 15种, 主要分布于东南亚至热带
喜马拉雅地区。 我国产火焰兰(Renanthera coccine)、云南
收稿日期:2012-03-04
基金项目:广东省科技计划项目(2010B020305001)
作者简介:罗剑飘(1987-),女,在读硕士生,E-mail:moonlake123
@126.com
通讯作者:翁殊斐(1969-),女,在职博士生,副教授,E-mail:we
ngshufei@163.com
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广东农业科学 2012 年第 10期 69
DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2012.10.060
火焰兰(Ren. imschooliana)[1]和中华火焰兰(Ren. sinica)[2]
3 种,其中火焰兰产于广东、海南地区,植株高大、生长健
旺,云南火焰兰 和 中华火焰兰产于云南,较为耐寒,这 3
种均可在广州露地栽培。
兰花的保护是国际上生态保护的重要课题之一 ,
所有原生种兰花均列入 《濒临绝种野生动植物国际贸
易 公 约 》 (Convention on International Trade in
Endangered Species of Wild Fauna and Flora)附录。 目
前我国的火焰兰野生资源也如其他兰花资源一样遭到
严重采挖,已濒临灭绝,亟待保护。 开展火焰兰的人工
繁育和育种工作, 对于其资源的保护和可持续利用有
着重要的意义。
2 杂交育种研究进展
兰花新品种的选育方法有多种,如引种驯化、杂交育
种、诱变育种、基因工程育种等 [3],而杂交育种是其中重要
的育种方法之一。 火焰兰因具有很高的杂交亲和性,故常
作为兰科植物杂交育种的亲本, 国内外关于此方面的研
究较多。
火焰兰属的杂交育种国际上已有开展,目前《散氏兰
花杂种名录》(Sander’s Complete List of Orchid Hybrids)
收录的火焰兰集体杂交种有 700多个,但与蝴蝶兰、兜兰、
卡特兰等兰花的上万个杂交种相比而言, 还具有很大的
发展潜力。早在 1935年,就有云南火焰兰与万代兰的杂交
种 Renantanda Sanderi (Renanthera imshootiana ×Vanda
suavis)诞生 ,此后 ,一系列以 Renanthera coccinea, Ren.
monachica, Ren. storiei, Vanda insignis, V. spathulata, V.
limbata 及一些杂种作为亲本的杂交种先后诞生 [4]。 如
Rajkumar Kishor 利 用 两 种 珍 稀 兰 花 Renanthera
imschootiana Rolfe×Vanda coerulea Griff.ex L.培养出杂种
后代 Renantanda Kebisana Shija[5]。 此外还有 Renantanda
Prof GJ Sharma(Vanda testacea×Renanthera imschootian),
Renantanda Momon Shija (Renanthera imschootiana ×
Vanda stangeana)等品种。
在国内,开展火焰兰研究的单位并不多,中国科学院
华南植物园在这一领域的研究较为突出。 目前,中国科学
院华南植物园研究组共收集火焰兰属原生种 10种、 杂交
种(含属间杂交种)21 种、近缘属原种 53 种,建立了种质
资源圃。 为解决杂交育种中花期不遇问题,研究组建立了
火焰兰花粉低温保存技术,通过杂交和组培技术相结合,
获得了兰花新杂交组合 10个, 其中有 4个组合已在英国
皇家园艺协会(Royal Horticultural Society)进行了国际登
录,分别是:Dorthera Nanzhi Jiale(Renanthera imschootiana×
Doritis pulcherrima),Renanthera SCBG Fire (Ren. citrine×
Ren. imschootiana),Ren. SCBG Kylin(Ren. citrina×Ren.
coccinea),Renanopsis SCBG Canary(Renanthera imschoo-
tiana×Vandopsis undulata),且有一新栽培品种“麒麟火焰
兰 ”(Renanthera Tom Thumb ‘Qi Lin’, 杂交组合 :Ren.
imschootiana×Ren. monachica)已于 2009 年通过广东省农
作物品种审定[6]。
目前,利用辐射、转基因、高压、染色体加倍等多种育
种技术进行火焰兰育种的研究还未见报道。
3 组织培养研究进展
3.1 常规繁殖方法
火焰兰为单轴型兰花,此类兰花若不处理会不停地垂
直生长,同时茎杆上会不断长出气生根,而旁侧并不会萌
生新株。 其常规繁殖方法是切茎繁殖,一般在花后或春秋
两季进行,可待茎杆长到一定高度时,将带有 3 条气生根
以上的茎上部剪下,另植于新盆即成新株,余下的茎部,经
过一段时间,又会长出新芽[7]。 这种方法繁殖系数较低,不
利于形成产业化生产。
3.2 无菌播种及试管育苗研究
火焰兰种子细小如粉尘,数量极多,但由于其微小的
种子本身没有胚乳,自然条件下,其种子萌发阶段完全依
靠菌根真菌共生为其提供养分,萌发率极低 [8],这使得其
繁殖速度慢,难以满足保护和开发火焰兰的要求;而通过
切取茎段或新芽等进行无性繁殖的方法增殖, 增殖率也
较低,难以满足大规模种苗生产的要求。 目前多数兰花的
种苗大多都是通过无菌播种和试管育苗生产的, 技术理
论较为成熟, 但针对不同品种兰花所需要的培养基还要
进行具体研究。 无菌播种,也称为非共生萌发,是指在人
工培养基上不需要任何真菌侵染就可以使兰花种子萌
发,它能够在短期内获得大量幼小植株,是现阶段经济有
效的快速繁殖方法之一[9]。 试管育苗技术是指在人工控制
下,用试管在室内培育各种植物苗,是现代种苗繁育最有
效的方法。
中国科学院华南植物园研究组利用种子的无菌播种
和试管育苗技术, 开展了多种火焰兰的无菌播种研究并
获得成功。 陈之林等 [10-12]分别进行了火焰兰、云南火焰
兰、豹斑火焰兰等原生种的无菌播种和试管育苗试验,均
取得成功。 曾宋君等 [13]进行了火焰兰杂交种(Ren. cocc-
inea×Ren. imschootiana)的胚培养和离体快繁研究,该杂
交种的种子能成功萌发生长并顺利出瓶移栽成活。 以上
报道中均指出,Vancin and Went(VW)培养基+椰子乳 100
mL/L 较适合火焰兰种子萌发,VW 培养基+椰子乳 100
mL/L 有利于火焰兰原球茎增殖继代培养,1 g/L 花宝 1
号 (美国 Haponex 公司产品,N∶P∶K=7∶6∶19)+1 g/L 花宝 2
号(美国 Haponex 公司产品,N∶P∶K=20∶20∶20)+2 g/L 蛋白
胨+2 g/L(或 0.5 g/L)活性炭+0.5 mg/L NAA+0.2 mg/L 6-
BA 有利于火焰兰的生根壮苗。 目前,中国科学院华南植
物园已获得国家发明专利《火焰兰的快速繁殖技术》[14]。
林丹妮等 [15]对云南火焰兰进行了更为深入的种子无
菌萌发和试管育苗试验,试验中发现,低盐培养基更有利
于云南火焰兰种子的萌发; 光照条件并不影响种子的萌
发率,但能影响萌发势,缺少光照的种子萌发势差,并且光
70
照更有利于原球茎的转绿及健康生长; 添加有机物如蛋
白胨或酵母提取物对种子萌动起到重要作用; 天然有机
物如椰子汁能大大提高种子的萌发势, 而对种子的萌发
率影响不大;天然添加物如苹果汁有利于壮苗,能使小苗
生长更为整齐健壮、叶浓绿肥厚。
3.3 离体再生体系研究
在离体再生体系方面,一般可以利用茎尖、叶片、花
序轴、 花芽、 地下茎、 根和薄细胞层等进行离体快速繁
殖 [16],国外曾有过利用火焰兰属的叶、茎尖、腋芽来诱导
类原球茎或芽的报道。 Goh 和 Tan 利用一火焰兰杂交种
成熟植株最顶端的三片嫩叶为材料,切割成 1~3 mm 长,
置于添加了 20%椰子汁的 VW 改良培养基中培养,成功
诱导出类原球茎, 在 VW 培养基中进行继代培养后能顺
利长叶和生根,得到完整植株 [4]。Abdul Ghani 等利用火焰
兰成熟株顶端 2 mm 长的茎尖,置于改良 YamadaⅡ液体
培养基中成功诱导出类原球茎, 将该类原球茎置于添加
了椰子汁的无糖 VW 液体培养基中可以增殖, 当获得足
够类原球茎后, 转移到固体培养基中可诱导出完整植物
体,这种大量增殖的方法不需要使用激素,并且能更少地
引起突变 [4]。 Seeni 和 Latha 利用云南火焰兰带有叶鞘的
长为 3~8 cm 的整叶及长为 0.5 cm 的茎尖置于添加了蛋
白胨的 MPR 培养基中培养, 培养叶片的培养基中添加
10 mg/L 6-BA,2 mg/L NAA,培养茎尖的培养基中添加 5
mg/L 6-BA,1 mg/L NAA,结果整叶能诱导出芽,并在继
代培养中能顺利发育成完整植物体, 但由于激素浓度过
高,可能会导致变异;而茎尖则不能生长 [4]。 Laishram and
Devi 将云南火焰兰的茎尖、腋芽及叶等部位置于添加了
20%椰子汁的 VW 培养基中进行诱导, 其中培养茎尖的
培养基添加 2 mg/L 6-BA,1 mg/L NAA,培养腋芽的培养
基中添加 1 mg/L 6-BA,1 mg/L NAA,培养叶的培养基中
添加 1 mg/L 6-BA,0.1 mg/L NAA;结果表明茎尖的类原
球茎诱导率达 70%,大大高于腋芽的诱导率,同时发现
了叶的顶端及中部均不能诱导类原球茎, 只有叶的基部
能诱导出类原球茎,诱导率达 50%;该研究充分利用了
植物体的各个部位进行离体再生,更为经济有效,同时研
究中所采用的激素浓度均较低, 可能在降低突变率方面
较为有利 [4]。
在国内, 仅有利用火焰兰叶片作为外植体诱导原球
茎的报道。曾宋君等[13]利用火焰兰杂交种胚萌发形成的实
生苗的幼叶成功诱导出类原球茎, 为火焰兰杂交种的快
速无性克隆及推广种植提供了新的参考。 我们对“麒麟火
焰兰”叶片进行了诱导类原球茎的试验,结果发现,在不
同浓度的 6-BA 与 NAA配比下,均能诱导形成类原球茎,
最高诱导率可达到 63%。 在固定的较低浓度的 NAA作用
下,在一定范围内,随着 6-BA 浓度的增加,类原球茎诱导
率增加,当 6-BA 的浓度超过一定范围后,诱导率反而随
着激素浓度的增加而下降。 当固定 6-BA 浓度为 4 mg/L
时,随着 NAA浓度的提高,类原球茎的诱导率也呈现上述
相似的规律,同时 NAA的浓度越高,外植体的褐化程度越
严重。
火焰兰的植株较少分枝, 利用其茎尖繁殖对母株
伤害较大, 采用花芽、 花序轴等部位需要在合适的季
节, 而采用根及叶等一年四季都易获取的部位作为外
植体则更为可行。 国内外在火焰兰叶片诱导类原球茎
方面的研究已取得一定成果, 但尚未有利用火焰兰根
成功诱导原球茎的报道。 我们以火焰兰试管苗的根段
为外植体成功诱导出类原球茎,但是诱导率很低,约为
3%。
3.4 原生质体培养研究
植物原生质体是指去掉细胞壁的由质膜包裹、 具有
生活力的裸露细胞。 原生质体培养技术就是指游离的原
生质体在一定条件下培养可以重新形成细胞壁, 并像正
常的植物细胞那样具有全能性, 经过适当的培养可以再
生出完整植株。 原生质体培养技术的应用十分广泛,对
于作物育种而言,它作为传统育种的辅助手段,能克服作
物有性杂交的不亲和性,突破传统育种的某些限制,而达
到种属之间甚至不同科之间的融合,实现远缘杂交,是目
前进行作物改良和新种质创造的一种重要方法 [17]。 火焰
兰属植物在原生质体培养方面也有相关报道 :Teo 和
Neumann 利 用 Ren. Rosalind Cheok (Vanda Gilbert
Triboulet× Renanthera storiei) 的原球茎作为原生质体来
源,先用酶液处理 18~20 h,然后过滤悬浮细胞,经过过
滤的细胞置于无菌培养基中进行培养。 实验中对原生质
体添加了 0.5%的荧光素双醋酸,在 435 nm 的波长下,存
活的原生质体在红色背景下发出黄色的荧光, 据此可以
检验原生质体的存活率。 试验结果表明,经过过滤处理,
约 40%的原生质体能存活,1 周后 10%的原生质体形成
含有 4~6 个细胞的细胞丛,10 周后含有 80~100 个细胞
的细胞丛仍能存活 [4]。
4 栽培管理与园林应用前景
4.1 栽培管理
火焰兰喜高温、高湿环境,生长适温 18~35℃,栽培时
要求高温、高湿以及根部通气良好,栽培基质以疏松、透
气、排水良好的材料为宜,如水苔、蕨根、木炭、树皮块、椰
壳等 [7]。 与其他兰花相比较而言,火焰兰是比较喜光的一
种,需要较强的光照,且较耐干旱,可附生于树上,但曝晒
会引起叶片发黄[7]。
经过数年的栽培研究, 华南植物园研究组总结了
“麒麟火焰兰”的栽培技术及管理要点 [18]。火焰兰在华南
地区一年四季均可栽培,在广州简易大棚栽培即可正常
生长、开花。 在管理上要注意保持高的空气湿度(70%~
80%),特别是用木框等保水性差的容器种植时,必须经
常浇水,同时要注意适当遮阴和防雨。 适当的施肥是保
证火焰兰健壮生长的有效措施,种植时可将少量缓释性
肥料撒于基质表面,对于附生生长或用木框种植的植株
71
而言,则可用纱网将肥料包住,吊挂于根部附近,在浇水
时可被溶解吸收。在生长旺盛季节每月施用一次腐熟豆
饼水 、油粕 、骨粉等缓效肥 ;每 2~3 周施 1 次 1 500~2
000 倍的液体水溶性速效肥 ; 近开花时要补充磷 、钾
肥 [7]。
4.2 园林应用前景
兰花具有特有的形态美和神韵美, 在园林中的运用
具有很大的优势和潜力。 目前兰花常见的园林应用形式
有 4 种:(1)专类园;(2)花架盆栽;(3)树干附植;(4)地被
种植[19]。 然而在园林应用方面,国内除了为数不多的一些
兰圃、兰园之外,兰花在园林造景中的应用十分少见[20]。火
焰兰属植物生命力强,生性健旺,且能耐较强光照,除了
地被种植以外的园林应用形式都可采用, 在园林绿化美
化方面具有良好的前景, 相信其奇特的姿态必定会给大
众带来新的视觉感受。
5 展望
国内外对火焰兰属植物的研究已取得一定进展,但
相对于蝴蝶兰等研究比较全面深入的兰科花卉而言,还
有许多研究工作需要开展。
(1)火焰兰的杂交育种工作尚有很大发展潜力,可综
合采用辐射、转基因、高压、染色体加倍等多种育种技术,
同时利用试管开花技术进行新品种的花色、花形预测,选
育出观赏性状优良、具有商品开发意义、适合我国栽培的
火焰兰新品种。
(2)在离体再生体系方面,尚没有利用火焰兰属植物
花序轴、 花芽、 根等部位作为外植体诱导类原球茎的报
道, 同时对于利用芽及叶片作为外植体的研究还不够深
入,在这些方面可做进一步的研究。
(3)关于火焰兰花期调控,尚无相关报道。 现今国
内花卉消费主要以节日消费为主, 而火焰兰的开花期
通常在春节过后,为了提高火焰兰商品价值,可对其花
期进行调控,综合应用温度、水分、激素、化学物质等处
理, 使之能在规定的时间如国庆、 春节等重要节日开
花。
(4)此外,还需要深入开展火焰兰相关的基础研究,如
体细胞胚胎发生发育的激素调控、分子机理等。
(5)目前,火焰兰的转基因研究尚处于空白,可对火焰
兰生长发育、开花等相关基因进行克隆及基因功能研究,
建立火焰兰遗传转化体系, 并发掘可用于改良火焰兰遗
传性状的外源基因。
(6)针对眼下市场上较少火焰兰供应的情况,研究
火焰兰优良新品种的快速繁殖技术, 建立火焰兰工厂
化繁殖技术体系和生产技术规程及工厂化生产示范基
地, 使火焰兰形成新的消费热点, 创造巨大的经济价
值。
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