田怀 刘晓宏
随着科学的进步和社会的不断发展,细胞组培技术的广泛应用于农业生产。铁皮石斛作为珍贵的中医药材和观赏植物,社会需求量不断增加。铁皮石斛主要分布在我国南方地区,包括云南、贵州、江西、广西等地,作为名贵盆栽和珍贵中药,铁皮石斛的组培应用能够大大提高和满足社会的需求,而且据古书记载,铁皮石斛药用价值也很高,是日常生活中一种保健佳品,在自然环境中,铁皮石斛主要生长在陡坡和悬崖峭壁间,自我繁殖能力差,再加上近年来环境污染和过度采摘,导致铁皮石斛的自然状态下的资源严重紧缺,已经到了濒危灭绝的境地。
組培快速繁殖技术的发展广泛应用在很多植物上,从九十年代的初期就有关于铁皮石斛的组培技术出现,它主要是采用优秀单一植株进行组织培养和诱导的方式,工厂化育苗主要是进行组织培养基的配方、壮苗生根、过程管理等方面进行研究和优化。本文研究的主要目的在于探讨铁皮石斛组培繁殖过程中技术环节主要受哪些因素影响,筛选组培快繁技术的最优条件,促进铁皮石斛的快速繁殖与规模化生产。
一、选择材料
1.实验材料。实验材料采自贵州荔波自然保护区的野生铁皮石斛。
2.组培条件。环境温度控制在20~26℃,环境湿度控制在70~80%之间,生根培养光照2500lx,其它光照在1300lx。
二、培养操作方法
1.培养基质和外植体的选用。选取生长健康旺盛的铁皮石斛实生无菌苗,在茎节部位的中央位置横向切开,节部的上下方分别留出6mm的茎段,取4个培养基质样本进行实验,分别放入组培器皿中,每个器皿接种10个茎段,以MS为基本培养基质,外加入糖粉3.2%、琼脂0.7%、控制pH值在5.0~6.0之间,附加苄基氨基嘌呤、萘乙酸的培养基。将4个培养器皿放置于培养室内进行培养。
2.丛生芽的激素浓度配比。选择不同浓度配比的营养基质,分别放入丛生芽,每个器皿放入10个幼芽,5瓶为一组,每组重复实验4次,每天观察,在组培室内培养一个月后进行统计,检查出芽率,并在此期间观察生长情况和记录数据。
3.植入密度间的对比。把铁皮石斛的组培幼苗丛生芽生长最好的培养基质中,接种茎段为5个每瓶、10个每瓶和20个每瓶,观察增加倍数和幼苗的生长状况,观察1个月,统计增殖数据。
4.不同部位选择的茎段腋芽诱导。分别取健康无菌苗的上部、中部和下部三部分茎段,在丛生芽的最佳培养基质中进行接种,每个器皿中5个茎段,一个月后统计不同部位的茎段腋芽诱导率,对比观察不同部位对其腋芽的生长状况的影响。
5.室外移苗训化实验。在移栽前将培养器皿移出培养室,让其适应外部自然环境,一般情况下训化需要时间8-10d,让其充分适应环境,等器皿内幼苗长到7cm左右时进行移栽,移栽过程中需轻拿轻放,防止伤到幼苗,取出后用水清洗掉附着在根部表面的营养基质,在背光处进行自然通风,去除表面附着的水分,然后栽入有机基质的盆中,在栽种过程中注意幼苗的舒展程度,防止挤压。分别将移栽的幼苗移栽松树皮、水苔藓和草炭土三种不同的有机介质中,两个月后观察成活数量,计算出成数活率(成活数率=成活数量/移栽数量)
三、结果分析
1.培养基质的选择。在实验过程中4种基质都能诱导产生丛生芽,但诱导的效果有很大不同,根据实验数据可以看出不同培养基质对幼芽长势有着明显的不同。MS培养基质平均再生芽数10个,芽长1.37cm,诱导率100%。其它三种培养基质0.5MS、B5、N6的平均再生芽数都明显低于MS,并且叶的颜色和健康程度都没有MS好,最差的是N6培养基质。
2.激素浓度对腋芽诱导和增殖的影响
根据图表一数据可以看出6BA2.0+NNA0.1接种后处理的效果最好。可以得出最合适的激素组合。
3.接种密度对铁皮石斛增殖的影响。根据具体数据分析随着接种密度的增加,5个每瓶时增殖倍数为2.42,苗的健壮程度为苗粗壮,叶色偏绿。10个每瓶时增殖倍数为3.15,健壮程度与5个每瓶状态相似。15个每瓶时增殖倍数为3.31,苗的健壮程度为苗健壮,叶色发绿。20个每瓶时增殖倍数为2.98,苗的健壮程度为苗茎细,叶色发黄和矮小。所以,从数据上来看,当密度达到15个每瓶时,铁皮石斛的增殖和苗的健康程度是最好的。
4.不同部位茎段腋芽诱导产生的影响
根据表二的数据可以得出,成分不变,中部的出芽状况和芽长是最佳的,所以采用铁皮石斛中段进行组织培养是最佳之选。
5.不同基质对铁皮石斛的组培苗生长及其影响
由表三可以看到,使用树皮移栽组培苗的成活率远高于其它两种基质,成活率高达91.5%,其次是草炭土从成活率为51.7%,水苔藓最差,成活率仅有21%,所有的得出结论,最佳基质是纯树皮。进一步分析,可能引起成活率高低的原因与含水量有关,铁皮石斛的根系是气生根类,保水量过大容易造成根系腐烂,在试验中,水苔藓的保水量最大,所以导致成活率低的主要原因。
四、结论与探讨
综上所述,铁皮石斛的再生植株主要采用组培快繁技术培养石斛原球使其进行出芽、增殖、培养、壮苗生根等过程。在无菌条件下供给营养,适宜环境光照和湿度下进行生长。但在后期驯化时,环境发生改变,如果没有控制好相应的措施,都会带来大量的植株死亡,造成经济损失。把握好每个环节,提高成活率是我们需要进一步提高的目标。选出最适合的移栽基质,根据本地区的环境,进行综合调节,将作为以后研究的重要内容。