摘 要:经过多年对多花黄精组培快繁技术的实践和研究,总结出一套较为全面的技术规程。该规程涵盖了组培快繁术语与定义、车间的设计、组培生产流程、炼苗与移栽、质量分级标准、包装、标志、运输等关键技术环节,此技术规程可为多花黄精组培苗工厂化生产提供参考。
关键词:多花黄精;组织培养;快速繁殖;技术规程
中图分类号:S567.239 文献标志码:A 文章编号:0253−2301(2024)07−0057−05
DOI: 10.13651/j.cnki.fjnykj.2024.07.010
Technical Regulations for Tissue Culture and Rapid Propagation of Polygonatum cyrtonema
ZHOUJian-jin,LINYu-ling,WANGJin-dun,XIAOYing,LUOXiao-feng
(1.Sanming Academy of Agricultural Sciences, Sanming, Fujian 365051, China;2.Institute of Horticultural Plant
Biotechnology, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002, China;
3.Sanming Forestry Planning Team, Sanming, Fujian 365000, China;4.School of Food and Tourism,
Shanghai Urban Construction Vocational College, Shanghai 201415, China)
Abstract: ThroughyearsofpracticeandresearchonthetissuecultureandrapidpropagationtechnologyofPolygonatum cyrtonemaHua,asetofrathercomprehensivetechnicalregulationswassummarized.Theregulationcoveredthekeytechnicallinkssuchasthetermanddefinitionoftissuecultureandrapidpropagation,thedesignofworkshop,theproductionflowoftissueculture,refiningseedlingandtransplanting,qualitygradingstandard,packaging,markingandtransportation.ThistechnicalregulationcouldprovidereferencefortheindustrialproductionoftissueculturedseedlingofPolygonatum cyrtonemaHua.
Key words: Polygonatum cyrtonema;Tissueculture;Rapidreproduction;Technicalregulations
多花黄精Polygonatum CyrtonemaHua系百合科黄精属多年生药食同源草本,药用历史有2000多年,在我国南方地区作黄精药材使用[1]。目前,许多地区多花黄精药材依然主要靠采集野生资源,对野生资源造成了严重的破坏。据不完全统计,多花黄精在福建南平市、三明市、龙岩市等林下大面积种植,种植的种苗大多数来自本地野生资源,且湖南、安徽、浙江等省每年从福建购买野生多花黄精种苗达500万株,致使福建野生多花黄精资源濒临枯竭。
野生多花黄精品种繁多,但若直接采用野生资源作为种苗,会导致品种混杂、种苗质量良莠不齐、品质退化等一系列问题,更有甚者,误把长梗黄精当作多花黄精进行种植,从而造成经济上的巨大损失,不利于多花黄精产业的健康发展[2−5]。优质种苗是多花黄精产业可持续发展的有效保障[6]。目前,多花黄精繁殖包括根茎、种子和组培繁殖[7],根茎繁殖与药材竞争原料,且繁殖系数小、成本高,长期的根茎繁殖也更易造成种质性状退化;种子育苗周期长且不能维持品种的遗传稳定性;组培繁殖存在成本高、投入大、种苗质量不佳等问题,这些问题严重阻碍了多花黄精产业的发展[7−8]。福建省虽然于2014年发布了DB35/T1437—2014《多花黄精栽培技术规程》,进一步规范福建省多花黄精块茎和种子育苗技术,但尚未有组培快繁技术标准。组织快繁可有效地保护野生资源、提高种苗生产效率、缩短育苗周期等,是解决多花黄精市场上存在诸多问题的最佳方法,同时也有利于新品种的及时推广,是实现良种良苗的重要途径。因此,经过多年的实践与研究,在多花黄精的组培快繁技术方面取得显著的进展,通过结合育苗基质及育苗地管理技术,不仅有效提升了组培种苗的质量,还成功降低了组培成本。综合这些研究成果及现有育苗技术,总结出多花黄精组培快繁技术规程,为多花黄精产业健康可持续发展打下扎实的基础。
1 范围
本规程规定了多花黄精Polygonatum CyrtonemaHua组培苗生产的组培快繁术语与定义、车间的设计、组培生产流程、炼苗与移栽、质量分级以及包装、标志、运输等内容。
本标准适用于多花黄精组培苗生产、管理的全过程。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
NY/T2306—2013花卉种苗组培快繁技术规程
DB35/T1437—2014多花黄精栽培技术规程
3 术语与定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1多花黄精
符合《中国植物志》[3]收载的百合科植物黄精属多花黄精的植物特征,并经过植物学和中药学专家鉴定确认。
3.2组织培养
在无菌条件下,将离体的植物器官、组织、细胞及原生质体培养在人工培养基和人工控制的环境中,使其再生新植株的过程和技术。
3.3灭菌
通过物理、化学及一些理化方法杀灭一切微生物(包括孢子等)的过程。
3.4接种
将消毒后的外植体或干净培养材料在无菌条件下接入培养基中的过程。
3.5外植体
用于植物组织培养的离体植物器官、组织、细胞以及原生质体。
3.6诱导培养
将灭菌后的外植体或培养材料接种到诱导愈伤组织或丛生芽等器官的培养基中进行培养的过程。3.7愈伤组织在组织培养条件下,植株细胞经脱分化等一系列过程,转变成一种能迅速增殖的无特定结构和功能的细胞团。
3.8丛生芽
由多个基部相连的离体小芽组成的一团芽。
3.9增殖培养
离体芽苗、愈伤组织或悬浮培养细胞不断倍增的培养过程。
3.10生根培养
诱导无根离体芽苗生根的培养过程。
3.11试管苗
在培养容器中生长且已达移栽标准的根、茎、叶俱全的完整植株。
3.12炼苗
将试管苗连培养瓶一起移至室外近自然环境中培养,增强苗木对自然光照和温差变化适应能力的过程。
3.13移栽
将试管苗种植到苗圃,并使苗木逐渐适应自然条件的过程。
注:其他常见植物组培术语和定义按照NY/T2306—2013《花卉种苗组培快繁技术规程》的附录A执行。
4 组培车间与育苗区设计
4.1设计要求
组培车间应建在干燥、通风透光、空气清新的地点。组培车间主要包括:洗涤室、药品室(称量室)、培养基配制室、灭菌室、培养基储备室、接种室、培养室等。
育苗区主要包括炼苗室和温室大棚。
4.2面积要求
不同规模的多花黄精组培车间与育苗区的面积要求按照NY/T2306—2013《花卉种苗组培快繁技术规程》附录A执行。
4.3仪器设备及试剂
所需的仪器设备及试剂主要包括灭菌设备、接种设备、培养设备和组培常规试剂。不同规模多花黄精组培车间所需的仪器设备及试剂按照NY/T2306—2013《花卉种苗组培快繁技术规程》附录B、附录C、附录D执行。
5 组培生产流程
5.1母种选择
选择生长健壮、无病虫害的多花黄精植株留种。
5.2培养基选择与母液配制
5.2.1培养基选择 以MS培养基为基本培养基,培养基成分及用量按照NY/T2306—2013《花卉种苗组培快繁技术规程》附录F中的MS培养基执行。5.2.2母液的配制 制作培养基前需先配制基本培养基母液,MS基本培养基母液配制方法按照NY/T2306—2013《花卉种苗组培快繁技术规程》附录G执行。
5.2.3植物生长素物质的母液配制 植物生长素的母液配制方法如下:(1)1.0mg·mL−16-BA(6-苄氨基腺嘌呤),先用适量0.1mol·L−1的盐酸(HCI)充分溶解,去离子水定容;(2)1.0mg·mL−1NAA(萘乙酸),先用适量95%或无水乙醇充分溶解,去离子水定容。母液配制好后贴好标签,置于4℃左右的冰箱内,保存期应不超过2个月。
5.3培养基制作
5.3.1培养基配制 取配置好的母液,加入激素,充分搅拌均匀,用去离子水定容,加入琼脂5.5~6.0g·L-,白砂糖30~60g·L−1,加热溶解。pH值用HCl或NaOH调至5.4~5.8。
5.3.2培养基分装 将配制好的培养基根据不同需要定量分装,诱导所用培养瓶(容积为250mL,培养基量25~30mL)、增殖所用培养瓶(容积为650mL,培养基量70~90mL)和生根所用培养瓶(容积为650mL,培养基量100~120mL),分装后,盖上瓶盖。
5.3.3高压灭菌 分装后的培养基应在10h内通过高压蒸气灭菌锅进行灭菌,灭菌要求121℃保持21min。灭菌后的培养基应注明编号及配制日期。按培养基种类和配制先后储存于培养基贮藏室内。为保证培养基质量,将配制好的培养基放置5d左右观察再用,且贮存时间不应超过1个月。
5.4外植体
5.4.1外植体采取 待10~11月留种植株种子成熟(果肉变软)或倒苗后,采其果实或于晴天挖取多花黄精健壮的带芽块茎。
5.4.2外植体预处理 采用种子为外植体时,将采到的果实置于0~4℃冰箱放置4个月后,揉搓去果肉漂洗干净得到种子,晾干备用。采用带芽块茎为外植体,将块茎经清洗消毒,以芽体为中心,切成0.3~0.5cm×0.3~0.5cm大小的块茎,晾干备用。
5.4.3外植体消毒 将外植体置于700倍液浓度的代森锰锌中浸泡30min,取出外植体,晾干后在超净工作台上用75%的酒精浸泡15s,无菌水冲洗2~4次后,再投入0.1%的升汞中,不停摇晃,持续8~10min后取出,再用无菌水冲洗5~8次后,置于常温phiUdb8NmYaAK7YWy986ee5QvTXmJa3rbNrjXHY/XL8=条件,晾干备用。
5.5接种准备及接种操作
接种准备和外植体接种操作规范按照NY/T2306—2013《花卉种苗组培快繁技术规程》第10章执行。
5.6组织培养过程
5.6.1诱导培养 将5.4.3消毒后的外植体接种到诱导培养基中,一瓶仅接1块外植体,做好接种标记。诱导培养的培养基配方为:MS+6-BA1.0mg·L-+NAA0.5mg·L+白砂糖30g·L−1+琼脂−15.5g·L,pH值调至5.4~5.6。培养1周后,种子开始发芽或块茎基部开始膨大,培养6周后,长出愈伤组织或丛生芽[9−10]。
5.6.2增殖培养 增殖培养基配方:MS+6-BA2.0mg·L-+NAA0.2mg·L+蔗糖30g·L−1+琼脂5.5g·L−1,pH值调至5.4~5.6[11−12]。将诱导培养后,长出的愈伤组织或丛生芽,在超净工作台上取出,在无菌盘上,将株高≥2.5cm的苗,转接到5.6.4生根培养基,其余块茎切割成0.5~0.8cm×0.5~0.8cm大小,芽体朝上,均匀排放到增殖培养基里,650mL培养瓶接种数量7~8块。做好接种和增殖代数标记[11]。(注意增殖代数不应超过15代)。
5.6.3增殖壮苗培养 增殖壮苗培养基配方:MS+6-BA1.0mg·L-+NAA0.5mg·L+蔗糖60g·L−1+琼脂5.5g·L−1,pH值调至5.4~5.6。将已循环增殖后略发白的愈伤组织或叶片畸形的丛生芽转接增殖壮苗培养基进行壮苗培养,30~40d后,块茎再次膨大,新的发黄愈伤组织或健壮芽体冒出。
5.6.4生根培养 生根培养基配方:MS+6-BA0.2mg·L+NAA0.2mg·L+蔗糖30g·L−1+琼脂5.5g·L,pH值调至5.6~5.8[12−13]。pH调至5.6~5.8。将增殖或增殖壮苗培养后,株高≥2.5cm的苗,转接到生根培养基里,每瓶转接多花黄精苗10~12株,做好接种和增殖代数标记。生根培养30d后,幼苗基部长出3~6条新根,当根长到3~4cm时,可直接进行炼苗移栽,亦可根据生产需要,将瓶苗重复增殖和生根培养,获得大量多花黄精瓶苗和增殖苗。
5.6.5培养室操作 培养室温度为24~26℃,光照强度2000~3000lx,每日光照12h。其他培养室操作按照NY/T2306—2013《花卉种苗组培快繁技术规程》中第11章执行。
5.7试管苗质量标准
合格试管苗分为Ⅰ级、Ⅱ级。具体分级指标见表1。
6 炼苗与移栽
6.1炼苗
将培养好的多花黄精生根苗不重叠放置在大棚内,炼苗5~7d,打开瓶盖放置2~3d,即可进入移栽阶段[14]。
6.2洗苗
向瓶中加入少量自来水,将瓶横向轻摇使培养基松散,轻轻将苗和培养基顺瓶口取出,在自来水中进行清洗,洗净根部附着的培养基。
6.3消毒
将分级放置的多花黄精瓶苗分别用代森锰锌1000~1500倍液浸泡20~30min,放于阴凉、通风、透气处保存备用。
6.4基质准备
基质为泥炭土∶沙子的均匀混合物,其混合比为2:1。将配制好的基质装入规格为59cm×35cm×5cm的32孔的穴盘或育苗床(长度规格由实地来定,宽×高规格100~120cm×20~25cm)中,用1500倍液代森锰锌浇透灭菌备用[15]。
6.5移栽
6.5.1移栽时间 1月至12月,最佳时间为11月至翌年2月。
6.5.2移栽方法 栽植时分级栽植。用竹片在穴孔或苗床中插一小洞,将新萌芽向上放入,用基质压紧小块茎,稍加镇压,在面上覆盖一层厚2cm松针或碎草,栽后用1200倍液代森锰锌浇透灭菌。
6.5.3穴盘培养 将多花黄精苗移栽至穴盘内进行培养。
6.5.4苗床培养 将多花黄精苗移栽至育苗床内进行培养,株行距5cm×5cm。
6.6管理
试管苗苗期管理按照DB35/T1437—2014《多花黄精栽培技术规程》中5.1.4执行。
6.7有害生物防治
有害生物防治按照DB35/T1437—2014《多花黄精栽培技术规程》中附录A。
6.8移栽苗分级
合格移栽苗分为Ⅰ级、Ⅱ级苗,具体分级指标见表2。
6.9建档
将外植体采集地点、采集数量和处理时间,多花黄精增殖苗及生根苗接种、培养时间、批次、炼苗移栽等内容进行登记,建立健全多花黄精组培快繁技术档案,做到溯源可查。
7 包装、标志和运输
7.1包装
7.1.1组培瓶苗的包装 将组培瓶苗放在泡沫箱内,瓶与瓶之间,层与层之间相互挤紧,不留空隙,泡沫箱外再用适宜尺寸的硬纸箱包装。
7.1.2试管苗的包装 试管苗去除培养基后,装入小塑料盒或打孔的塑料袋内,再放入泡沫箱,泡沫箱外再用适宜尺寸的硬纸箱包装。
7.1.3移栽苗的包装 穴盘苗或育苗床内的苗取出后,把苗装在打孔的泡沫盒中包装。
7.2标志
每箱应贴上标签,注明品种、等级、规格、数量、产地、出苗日期等。
7.3运输
装车时切勿倒置,避免日晒、雨淋,运输途中温度保持10~20℃,5d内到达目的地。
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(责任编辑:柯文辉)