李发虎
(内蒙古农业大学职业技术学院,内蒙古包头 014109)
蝴蝶兰是兰科蝴蝶兰属热带气生兰,其花形似蝴蝶、形状奇异清秀,花大艳丽、色彩丰富、花期长,近年来深受人们的欢迎,具有极高的经济价值与观赏价值[1-3]。随着人们生活水平的不断提高,蝴蝶兰的市场需求量也越来越大,但蝴蝶兰为典型的单茎性热带附生兰,植株很少发生侧枝,分株繁殖系数极低,其种子没有胚乳,自然条件下很难萌发,通过自身的营养繁殖和种子繁殖均不能满足工厂化育苗的要求[4-5]。应用植物组织培养技术进行蝴蝶兰的快速繁殖可以缩短育苗周期,在短时间内获得大量成株。但是蝴蝶兰依靠种子繁殖其速度较慢,所以人们经过几年的研究得出蝴蝶兰利用组织培养能加快其繁殖速度[6-7],研究蝴蝶兰最好的附加物是椰乳,但是由于椰乳的产地在南方,在北方做关于蝴蝶兰的组织快繁用椰乳很不方便,且做组织快繁成本也比较高。为了降低成本、使用方便,本试验选用香蕉来代替椰乳作为组织培养附加物,以不同成熟度香蕉对蝴蝶兰愈伤组织增殖的影响及降低试管苗生产成本进行了系统的研究比较,以期为我国蝴蝶兰在工厂的大规模生产提供理论与技术参考。
供试材料为实验室自主培养的蝴蝶兰无菌苗,于2015年5至11月份在内蒙古农业大学园艺园林系组培实验室进行繁育。
试验采用单因素试验,在培养基、激素浓度、蔗糖、琼脂用量以及培养条件保持不变的情况下,采用5种不同成熟度的香蕉来进行单因素试验,将5种不同成熟度香蕉培养基配方分别编为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ。
Ⅰ:MS+6-BA 4.0 mg/L+琼脂12 g+蔗糖30 g+香蕉绿色100 g/L;Ⅱ:MS+6-BA 4.0 mg/L+琼脂12 g+蔗糖30 g+香蕉黄绿色100 g/L;Ⅲ:MS+6-BA 4.0 mg/L+琼脂12 g+蔗糖30 g+香蕉黄色100 g/L;Ⅳ:MS+6-BA 4.0 mg/L+琼脂12 g+蔗糖30 g+香蕉黑点100 g/L;Ⅴ:MS+6-BA 4.0 mg/L+琼脂12 g+蔗糖30 g+香蕉黑色100 g/L。
称取不同成熟度的香蕉各100 g,将其制成香蕉泥加入培养基中,不同成熟度香蕉培养基各配制1 L,每升培养基分为20瓶,每瓶50 mL;将培养基灭菌后进行接种,每瓶中接2个蝴蝶兰无菌苗,进行培养观察。在观察的过程中将不同成熟香蕉做的培养基各随意抽取10瓶来观察褐变情况、增殖情况及蝴蝶兰叶片生长的影响,调查褐变快慢程度、转接褐变的次数,增殖倍数、增殖类型以及叶片生长的颜色、数量、大小及曲展程度等指标。
将接好的蝴蝶兰无菌苗置于培养室中,按不同培养基配方有规律地摆放在培养架上进行培养,以便于观察记录。每天进行光照培养12 h,暗培养12 h,同时观察蝴蝶兰褐变程度,以及时进行转接,保证蝴蝶兰的正常生长。
褐变是植物组织培养过程中常见的一种现象,是外植体在培养过程中,组织自身从表面向培养基释放出的褐色物质,导致培养基慢慢变成褐色,外植体也随之进一步褐变从而死亡的现象[8];表1表明,通过组织培养方式对蝴蝶兰无菌苗进行繁殖培育过程中,5种不同配方的培养基对蝴蝶兰增殖过程中褐变的发生有明显差异,在配方Ⅰ培养基上生长的蝴蝶兰无菌苗发生褐变的时间最晚为18 d,其次配方Ⅲ为14 d,褐变发生最快的为配方Ⅴ,仅有6 d;从褐变发生的程度来看,在配方Ⅰ培养基上生长的蝴蝶兰无菌苗发生褐变的斑块最小,直径仅为0.5 cm,其次配方Ⅲ的斑块大小为1 cm,发生褐变斑块最大的为配方Ⅴ上生长的蝴蝶兰无菌苗,直径可达4 cm左右;在控制褐变转接次数方面,在配方Ⅰ培养基上生长的蝴蝶兰无菌防止苗褐变转接次数为1,其次配方Ⅲ为2次,次数最多的为配方Ⅴ达4次。
表1 不同培养基对蝴蝶兰褐变情况对比
本试验采用组织培养方法对蝴蝶兰无菌苗进行快速繁殖,该方法具有增殖率高,不受季节限制,易除病毒等优点;由5种不同培养基对蝴蝶兰增殖情况的对比说明,配方Ⅲ对蝴蝶兰的增殖倍数是相对较多(可达4.5倍),其次为配方Ⅳ(4倍),而蝴蝶兰增殖倍数最少的为配方Ⅰ上生长的类原球茎;蝴蝶兰无菌苗在5种不同培养基上的增殖方式也不尽相同,培养Ⅰ的增殖方式为类原球茎,而配方Ⅱ、Ⅴ为丛生芽,配方Ⅲ和Ⅳ的增殖方式为类原球茎及丛生芽混合增殖(表2)。
由表3可知,采用5种不同的培养基进行蝴蝶兰无菌苗快速繁殖时,其不同的培养基对蝴蝶兰叶片的生长有明显差异;配方Ⅲ上生长的蝴蝶兰无菌苗叶片数量最多为4片,配方Ⅱ、Ⅳ和Ⅴ上生长的蝴蝶兰无菌苗叶片数相同,均为3片,配方Ⅰ上生长的叶片数最少为2片;从颜色上观察可以发现,配方Ⅱ和Ⅲ生长的蝴蝶兰无菌苗叶片为浓绿色,配方Ⅰ和Ⅳ生长的蝴蝶兰无菌苗叶片为绿色,而配方Ⅴ生长的蝴蝶兰无菌苗叶片为叶片绿色发红;在叶片大小上Ⅱ、Ⅲ长得较好;经比较分析发现,配方Ⅱ、Ⅲ对蝴蝶兰无菌苗叶片生长的效果较好,生长健壮。
表2 不同培养基对叶片生长影响的对比
相关研究发现,蝴蝶兰无菌苗的快速繁殖、培养过程中,其培养基中的不同添加物会对增殖及分化产生影响;水解酪蛋白能够促进蝴蝶兰原球茎的增殖,而香蕉泥与水解酪蛋白混合则对原球茎产生一定的抑制作用,有机添加物与培养基之间的作用以及有机添加物自身内部的相互作用都可以对蝴蝶兰原球茎的增殖产生一定的影响;也有研究表明,如在基本培养基中添加适当的香蕉泥、椰乳或含有胶质的果汁、菜汁等,都将在一定程度上促进蝴蝶兰原球茎的增殖[9]。张敏等[10]在蝴蝶兰组织培养生根影响因子的筛选研究中发现:基本培养基以1/2MS培养基最为适宜,香蕉泥对无菌试管苗生长及生根都有明显的促进作用;本试验选用香蕉来代替椰乳作为组织培养附加物,以不同成熟度香蕉对蝴蝶兰愈伤组织增殖的影响及降低试管苗生产成本进行了系统研究比较,发现从无菌苗的褐变情况来看,培养基配方Ⅰ、Ⅲ在控制褐变现象方面较好,从无菌苗增殖情况观察发现,培养基配方Ⅲ、Ⅳ上生长的蝴蝶兰增殖情况较好,而从叶片生长情况考虑,培养基配方Ⅱ、Ⅲ上生长的蝴蝶兰无菌苗叶片生长情况较好。
近年来,对蝴蝶兰组织培养快繁技术的研究报道较多,多以花梗、幼叶、茎尖和根尖等多种器官为外植体进行组织培养研究,而这些方法都对母株有不同程度的损伤[11];在蝴蝶兰组织培养过程中,经过长期继代培养后的无菌苗生长发育缓慢、根系生长困难,但形态正常,可继续用于蝴蝶兰分生苗的快速繁殖,通过对组织培养条件的优化,培养基中可添加适宜种类与浓度的生长调节剂和有机物进行调控生长量与增殖率的平衡,从而实现蝴蝶兰组织培养快速繁殖效益的最大化[12];潘虹虹等在春石斛试管苗生根试验中发现培养基中使用椰汁效果较好,而添加香蕉汁后,试管苗易污染及褐化现象发生,可能与蝴蝶兰品种及试验条件差异有关[13]。本试验研究发现,采用5种不同成熟度香蕉对蝴蝶兰无菌苗增殖的影响研究中,培养基配方Ⅳ,即MS+6-BA 4.0 mg/L+琼脂12 g+蔗糖30 g+有机附加物(黄香蕉)100 g较适合蝴蝶兰无菌瓶苗的增殖生长;表明选用香蕉来代替椰乳作为蝴蝶兰组织培养附加物可行性,为在我国北方地区进行蝴蝶兰的组织快繁降低成本、使用方便、快捷提供参考,也为内蒙古地区进一步对蝴蝶兰无菌瓶苗增殖研究奠定基础。
参考文献:
[1]曾宋君,彭晓明,张京丽,等.蝴蝶兰的组织培养和快速繁殖[J].武汉植物学研究,2000,18(4):344-346.
[2]邹金环.蝴蝶兰组培苗移栽成活率研究[J].安徽农业科学,2005(6):86-87.
[3]唐德华,崔宝禄,陈 芳.蝴蝶兰花梗腋芽初代培养的研究[J].现代农业科技,2008(23):10-12.
[4]胡松华.热带兰花[M].北京:中国农业出版社,2003:48-50.
[5]杨少辉,季 静,王 罡,等.蝴蝶兰组织培养及水培移栽技术[J].天津大学学报,2008,14(6):709-713.
[6]李 晶,韩雪梅,姜 晶.蝴蝶兰的组织培养[J].中国林副特产,1999(2):70-72.
[7]杨建国.蝴蝶兰组培再生体系的建立及工厂化生产技术研究[D].泰安:山东农业大学,2004.
[8]马莉贞.植物组织培养中褐变现象的研究[J].安徽农业科学,2006,34(15):3583-3584.
[9]张海波,张国禹.黄桂云,等.试析蝴蝶兰组织培养研究[J].绿色科技,2013(11):34-35.
[10]张 敏,黄利斌,蒋泽平.蝴蝶兰组织培养生根影响因子的筛选[J].江苏林业科技,2011,38(1):20-22.
[11]张彦妮,边红琳,陈立新.蝴蝶兰幼嫩花梗组织培养和快速繁殖[J].草业科学,2011,28(4):590-596.
[12]侯大强,柴明良,庄晓英.长期离体培养的春石斛兰类原球茎生长及生根条件的优化[J].核农学报,2006,20(5):392-394.
[13]潘虹虹,孙 丹,廉美兰,等.几种外部因子对春石斛组培生根的影响[J].安徽农业科学,2008,36(29):12591-12592.