蝴蝶兰组织培养关键技术探讨

2020-03-08 14:32张雯
现代园艺·综合版 2020年1期
关键词:褐变组织培养蝴蝶兰

摘要:蝴蝶兰大多是通过组织培养技术繁殖培育的。组培苗能够保持母本性状,减少组培苗变异和具有植株整齐等特点。通过对蝴蝶兰组织培养关键技术中外植体选择、培养基成分以及培養条件等进行探讨,以期提高蝴蝶兰组培苗的生产效益。

关键词:褐变;蝴蝶兰;外植体;组织培养

蝴蝶兰属于兰科蝴蝶兰属,其花的形态和结构近似蛾蝶,故命名为蝴蝶兰。迄今发现原生种70多个,大多数分布在潮湿的亚洲地区,原产于中国的有4种。蝴蝶兰为附生兰,喜欢温暖、遮荫且湿度大的环境,其气生根可吸取空气中的水分和树中的腐殖质。蝴蝶兰的繁殖方法有2种:一种是有性繁殖。但其种子非常细小,且在自然条件下极难萌发。另一种是无性繁殖,即组织培养技术。目前,花卉市场上的蝴蝶兰大多是通过组织培养技术繁殖培育的。我们不仅需要采用合理有效的、简化的以及低成本的技术措施,还需要保证蝴蝶兰组培苗保持母本性状、减少变异和植株整齐等,达到工厂化育苗和规模化生产标准,提高生产效益。

1 外植体选择

蝴蝶兰外植体材料的选择非常重要,不同器官之间分化能力差异很大。合适的外植体不仅能减少变异率,还能缩短诱导时间。目前,蝴蝶兰的外植体选择主要有叶片、茎尖、茎段、花梗以及根部等。蝴蝶兰组织培养苗可通过外植体诱导原球茎获得,也可以通过诱导丛生芽获得。原球茎诱导途径增殖系数较高、数量大,但是变异率高,且诱导时间长。丛生芽诱导途径技术难度较低,且保持遗传稳定性,缩短周期。因此,丛生芽诱导途径更适用于工厂化生产。

花梗培养的整个过程对母本的生长和花芽分化并不会造成影响。花梗培养操作简便,且能使难以诱导原球茎的蝴蝶兰品种均能依靠此方法进行培育,而且使用带腋芽的花梗节段为外植体材料易获得较多的不定芽。此外,花梗诱导原球茎的效率高于其他外植体材料。可见,花梗是蝴蝶兰组培快繁的最佳外植体。

2 培养基成分

蝴蝶兰品种、外植体材料和组织培养阶段对培养基的要求均有不同。合适的培养基会提高外植体诱导率,降低褐变率以及玻璃化率等。一般以低无机盐浓度的MS培养基为基础,添加不同浓度的植物生长调节物质,如6-BA、NAA、2,4-D、KT以及有机添加物椰子汁等。培养基成分中,植物激素添加的种类和浓度起到了至关重要的作用。在蝴蝶兰的工厂化生产中,植物激素6-BA、NAA浓度决定了原球茎发生的诱导速度,而椰子汁、香蕉泥和土豆泥等对蝴蝶兰组培苗一致性有显著的影响。

生根壮苗培养是提高植株成活率的一项重要内容,壮苗生根阶段为试管苗的移栽和成活奠定基础,直接影响到工厂化生产的种苗质量。在组培苗壮苗生根阶段,通常提高培养基的生长素浓度,下调细胞分裂素浓度,从而促进植物发根。此外,培养基中添加了椰子汁、香蕉汁、苹果汁等天然添加物,对蝴蝶兰组培苗的生根壮苗有明显的促进作用,移栽成活率也较高。

3 培养条件

在花梗诱导丛生芽过程中,适宜的温度十分重要。较低温度有利于腋芽转化为花芽,而较高温度则有利于腋芽转化为营养芽。此外,光照强度对蝴蝶兰试管苗的生长也有较大影响,但光照强度合适范围还需要进一步的探究。蝴蝶兰幼苗对温度的要求比较高。温度过低,蝴蝶兰根部会停止吸收水分,从而造成生理干旱,进而叶片变黄、脱落,甚至死亡。光照过强会灼伤叶片,使叶片老化,甚至枯死。夏季在中午前后要做好遮荫处理。

4 植物组织培养褐变

在蝴蝶兰组织培养过程中,材料非常容易出现褐变的情况。尤其是切取茎尖进行脱除病毒的步骤,由于茎尖太小,更容易因褐化而导致死亡。因此蝴蝶兰组织培养过程需要重视褐化问题。褐变是因植物组织多酚氧化酶与其酚类底物结合,在氧的作用下,二者发生化学反应形成醒类物质。酉昆类物质是褐色物质,当该类物质扩散到培养基时,会对植物材料造成毒害,进而影响植物体内酶的活性,阻碍植物正常代谢,严重时甚至导致材料死亡。

目前,常用的褐化抑制剂分为2大类:一类是吸附剂,另一类是抗氧化剂。吸附剂主要包括活性炭、柠檬酸等;抗氧化剂主要有维生素、谷胱甘肽等。活性炭是一种吸附性极强的吸附剂,可以有效抑制蝴蝶兰褐化。但是,培养基中添加活性炭不利于蝴蝶兰组培苗生根,也不利于丛生芽的诱导。谷胱甘肽和柠檬酸抑制褐化的效果一般,但二者对植物生根以及丛生芽诱导影响较小。除添加抑制剂以外,按时更换培养基和及时切除材料的褐化部位,也能有效地抑制褐化情况发生。

5 病毒感染

感病兰花植物大多是由建兰花叶病毒和齿兰环斑病毒侵染而成,它们具有侵染性强、复合感染、潜伏期长以及危害严重等特点。建兰花叶病毒和齿兰环斑病毒会严重损伤蝴蝶兰叶片,进而导致植株生长不良,影响花朵的质量。病毒侵染严重影响了蝴蝶兰的观赏性,给企业带来严重的经济损失。建兰花叶病毒和齿兰环斑病毒的侵染主要是由操作不规范引起的,例如接触过染病植株的剪刀、手套等器具又接触到健康植株或健康材料时,会造成交叉感染。因此,选取健康的蝴蝶兰植株外植体,以及及时对操作仪器和器具进行消毒十分重要。

6 结语

蝴蝶兰组织培养对外植体的选择、操作过程以及培养条件等均有较高的要求,否则蝴蝶兰组培过程中极易出现褐化问题和病毒感染问题。因此,蝴蝶兰组培苗的生产需要规范化和标准化的工厂化育苗。通过高投入高产出的经营模式,培育出高品质的优良幼苗,进而取得规模经济的效果,取得良好的经济效益。

(收稿:2019-07-26)

参考文献:

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基金项目:杨凌职业技术学院自然科学基金项目(2030226)。

作者简介:张雯(1989-),女,汉族,陕西西安人,讲师,博士研究生,研究方向:园艺技术。

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