中透艺春兰根状茎的组培快繁及艺向培养研究
2016-10-20邢海孙叶芳郑琪
邢海 孙叶芳 郑琪
摘要 以中透艺春兰根状茎为材料,研究培养基和外源激素对根状茎增殖、分化的影响,同时探讨光照及不同根状茎材料对艺向稳定的影响。结果表明:3/4MS培养最适宜根状茎的增殖;TDZ 0.5 mg/L+6-BA 1.0 mg/L和6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.3 mg/L的组合对根状茎的增殖效果较好;6-BA 1.0 mg/L+IBA 1.0 mg/L的组合最有利于根状茎的分化,芽分化率达到97.7%。2 000 lx的光照强度最有利于中透艺春兰的根状茎的出苗率和出艺率;选取整条为淡黄色的根状茎作为材料,能较好地保证叶艺的走向。
关键词 春兰;根状茎;增殖;分化;叶艺
中图分类号 S682.31 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)08-0139-02
Abstract To establish the effects of different media and plant growth regulator treatments on proliferation and differentiation of rhizome,together with effects of different light radiation and rhizome material on directional art stability,rhizome of Cymbidium goeringii `Zhung tou yi' were chose as material.The results showed that 3/4MS was the best basic media for proliferation of rhizome,and the best proliferation effect was found by adding TDZ 0.5 mg/L+6-BA 1.0 mg/L or 6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.3 mg/L.The combination of 6-BA 1.0 mg/L+IBA 1.0 mg/L was good for differentiation of rhizome (97.7%).Light intensity of 2 000 lx was good for rate of plantlets and rate of leaf art.Moreover,the usage of material from pure light yellow rhizome ensured tendency of leaf art.
Key words Cymbidium goeringii;rhizome;multiplication;differentiation;leaf art
中透艺是艺从头部而上,由中骨扩散至两边,艺的部分不再有青线条,是兰艺精品的代表之一[1]。一株艺兰从花籽至最高艺向的境界,至少需经过5~15年或更长的时间。而常规情况下种子不完全,极难萌发,如果沿用传统的分株繁殖法,繁殖系数又极低,致使许多珍惜品种无法大量繁殖以满足市场需求。春兰根状茎是中国兰继代增殖的有利阶段,也是快速繁殖提高增殖系数的关键。由于兰花叶面上出现的那些美丽的缟艺性状,不具有较高的遗传稳定性,通常情况下,组培苗在受到培养环境的影响下,艺向具有不稳定性。中国兰[2-4]、雜交兰[5-8]和线艺兰[9]的组织培养已有报道,但对中透艺春兰的组培特别是中透艺的艺向培养研究尚未见报道。鉴于此,本研究将以梅瓣芽变后产生的中透艺春兰根状茎为材料,探讨培养基和外源激素对根状茎增殖、分化的影响,同时探讨光照及不同根状茎材料对艺向稳定的影响,以期为中透艺春兰的培育及工厂化提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验材料为梅瓣芽变后产生的中透艺根状茎,选择生长一致、大小相似的有艺色出现的淡黄色根状茎进行试验。
1.2 试验方法
1.2.1 不同培养基对根状茎增殖与生长的影响。将根状茎接种在MS、3/4MS、1/2MS、1/4MS、B5和W培养基上,进行固体培养的试验,各培养基均加入6 g/L琼脂粉,30 g/L蔗糖,培养基pH值调节至5.8,各处理重复3次,每个处理接种10瓶,每瓶处理接种10个根状茎,置于25 ℃,光照12 h/d、 2 000 lx下培养。60 d后统计根状茎增殖倍数(增殖倍数=新长出的根状茎数/接种根状茎数)、平均长度和直径。
1.2.2 不同激素浓度组合对根状茎增殖与生长的影响。将大小相似的根状茎平放于添加以下植物生长调节剂组合的3/4MS(固体)培养基中:①6-BA 2.0 mg/L;②6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.3 mg/L;③6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.3 mg/L;④TDZ 0.5 mg/L;⑤TDZ 0.5 mg/L+6-BA 1.0 mg/L;⑥TDZ 0.5 mg/L+6-BA 2.0 mg/L。所有培养基均添加50 mL/L椰乳,各处理重复3次,每个处理接种20瓶,每瓶接种8个根状茎,培养60 d后统计根状茎增殖倍数、平均长度及观察生长特征等。
1.2.3 不同激素浓度组合对根状茎分化的影响。将长度超过10 mm,直径超过1 mm以上,且生长粗壮的根状茎接种在3/4MS培养基上,并添加不同浓度组合的6-BA与IBA以促进分化(6-BA 0.1 mg/L+IBA 0.1 mg/L、6-BA 0.1 mg/L+IBA 1.0 mg/L、6-BA 0.1 mg/L+IBA 2.0 mg/L、6-BA 1.0 mg/L+IBA 0.1 mg/L、6-BA 1.0 mg/L+IBA 1.0 mg/L、6-BA 1.0 mg/L+IBA 2.0 mg/L、6-BA 2.0 mg/L+IBA 0.1 mg/L、6-BA 2.0 mg/L+IBA 1.0 mg/L、6-BA 2.0 mg/L+IBA 2.0 mg/L)。所有培养基均添加50 mL/L椰乳,各处理重复3次,每个处理接种20瓶,每瓶接种8个根状茎,培养60 d后统计出芽数和成苗数。
1.2.4 不同光照强度对根状茎艺向稳定的影响。选取整条都为淡黄色的根状茎接种于3/4MS+6-BA 1.0 mg/L+IBA 1.0 mg/L+50 mL/L椰乳的培养基上,分别在光照强度为1 000、2 000、3 000 lx下培养,各处理重复3次,每个处理接种10瓶,每瓶接种8个根状茎,培养60 d后统计分化后的出苗数和出艺苗数。
1.2.5 不同叶艺根状茎材料对艺向稳定的影响。选取整条绿色的、黄中带绿的、整条淡黄色的根状茎接种于3/4MS+6-BA 1.0 mg/L+IBA 1.0 mg/L+50 mL/L椰乳的培养基上,各处理重复3次,每个处理接种10瓶,每瓶接种8个根状茎,培养60 d后统计分化后的出苗数。
2 结果与分析
2.1 培养基种类对根状茎增殖与生长的影响
由表1可以看出,B5培养基增殖较快,但试验观察,随着培养时间的增长,植株长势变弱,褐化明显,这也与石乐娟等[9]的研究一致。3/4 MS培养基的增殖系数为3.87,根状茎直径较为粗壮,长势最好,W培养基增殖系数最低,只有1.43,且根状茎细长。综合考虑,在中透艺春兰的组培中应选用3/4 MS培养基较为适宜。
2.2 不同激素浓度组合对根状茎增殖与生长的影响
由表2可以看出,单独添加6-BA和TDZ均对根状茎的增殖有明显促进作用,但TDZ的增殖倍数要比BA略高。同样的,在相同浓度6-BA时,添加TDZ比添加NAA更能促进根状茎的生长和增殖,这可能是由于TDZ兼具生长素和细胞分裂素的作用。TDZ 0.5 mg/L+6-BA 1.0 mg/L和6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.3 mg/L的组合均有利于根状茎的增殖,增殖系数分别为9.87和8.93,且根状茎粗壮,生长快。且在6-BA浓度达到2.0时,根状茎均出现褐化现象,故宜选用上述组合对对中透艺春兰根状茎进行培养[10]。
2.3 不同激素浓度组合对根状茎分化的影响
研究发现,随着培养时间的增长,根状茎出芽数和成苗数都呈上升趋势,其中6-BA浓度为2.0 mg/L的3个组合的根状茎和分化出的幼苗有褐化现象。由表3可以看出,添加6-BA和NAA都能使根状茎发芽并成苗,而随着6-BA和NAA浓度上升,出芽数和成苗数反而下降[11]。培养60 d后,6-BA 1.0 mg/L+IBA 1.0 mg/L的组合芽分化率达到97.7%,成苗数为336株。石乐娟等[9]发现线艺春兰萌发独立的芽成苗率极高,而本研究中,观察到不管是丛生状不定芽还是萌发独立的芽都能发育成苗,这可能是由于国兰品种不同,根状茎发育成苗的特性也不尽相同。
2.4 不同光照强度对根状茎艺向稳定的影响
线艺兰花因受到外界环境因素(如光照、雷击)的刺激,导致其产生变异,叶片上出现黄、白色线条或斑纹等艺象[12-13]。研究发现,光照对中透艺春兰根状茎的出苗率和叶艺苗的遗传稳定性均有一定的影响。由表4可以看出,相比于1 000 lx和3 000 lx,2 000 lx的光照下,根状茎的出苗率和出艺率都是最好的,过低和过高的光照强度,均不利于中透艺春兰的艺向稳定。
2.5 不同根状茎材料对艺向稳定的影响
由表5可以看出,不同根状茎材料对中透艺春兰的艺向走向影响非常大,当选取整条淡黄色根状茎时,出艺率高达89.8%,而整条为绿色根状茎的出艺率则为0,这说明根状茎没有艺,分化出的小苗也很难出现艺。在黄绿兼有的根状茎分化出的小苗中,带艺的基本为根状茎材料只带稍许绿色的。
3 讨论与结论
(1)石乐娟等[9]、潘银萍等[5]和郑立明等[10]的研究报道研究发现,在1/2MS培养基上,春兰的根状茎生长最为合适,而本试验中3/4MS培养基最为适宜,这可能与春兰品种有关,不同的春兰品种对培养基的适应要求不同。
(2)在NAA或者TDZ浓度相同时,低浓度的6-BA更能促进根状茎的增殖和生长,且根状茎都为嫩黄或深绿色,而高浓度6-BA反而使根状茎生长受阻,并出現褐化现象。这与潘银萍等[5]的报道中当6-BA浓度大于2.0 mg/L时严重抑制春兰的增殖且出现褐化现象一致。同样,高浓度的6-BA和NAA不利于根状茎的分化,抑制了生长,这与张菊野等[11]的研究结果是相似的。
(3)本研究中,2 000 lx的光照强度最适合根状茎分化和艺向稳定。在兰株叶片的细胞里,除了含有叶绿素、叶黄素、胡萝卜素外,还有白色体等,其中有些质体是可以相互转化的,或者可以通过转化才能生成。中透艺春兰中,橙黄色的胡萝卜素与白色体在细胞内共同作用会使细胞外观上变成亮丽的黄色[14]。当光照过低时,或许因为其需要大量的叶绿素保证生长,导致叶上的黄色褪化转化为叶绿素。而当光照过高时,小苗生长受阻,这也是因为中透艺春兰不喜强光照的生理特性。
(4)对于叶艺品种来说,根状茎的选取决定了后代叶艺的艺向。中国兰花细胞色素体的改变是在新芽的叶原基的分生细胞内发生[13],也就解释了不同材料根状茎分化之后的小苗艺向不同。故在生产中,应尽量选取整条为淡黄色的根状茎作为材料,以保证叶艺的走向和出艺率。
4 参考文献
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