有性三倍體雜交蘭‘黃荷蘭’的快速繁殖
北方園藝(): 園林花卉 第一作者簡介 :徐仕英 (),女 ,碩士研究生 ,研究方向為花卉組培快繁 。:責(zé)任作者 :曾瑞珍 (),女 ,碩士 ,副研究員 ,碩士生導(dǎo)師 ,現(xiàn)主要從事花卉遺傳育種等研究工作 。:基金項目 :廣東省科技計劃資助項目 (,);廣州市科技計劃項目產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新重大專項資助項目 ();廣州市農(nóng)業(yè)局資助項目 (,);清遠市科技計劃資助項目()。收稿日期 :有性三倍體雜交蘭黃荷蘭的快速繁殖徐 仕 英,李 映 雪,吳憂,朱嬌,郭 和 蓉,曾 瑞 珍,(華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院,廣東 廣州;華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 廣東省植物分子育種重點實驗室,廣東 廣州)摘要 :以 黃荷蘭 試管苗為試材 ,采用組織培養(yǎng)快速繁殖方法 ,研究了影響有性三倍體雜交蘭 黃荷蘭 根狀莖誘導(dǎo) 、增殖 、分化 、生根壯苗和試管苗移栽的因素 ,以期建立 黃荷蘭 種苗工廠化生產(chǎn)技術(shù)體系 。結(jié)果表明 :橫切莖尖的起始脫分化時間早于縱切 ,誘導(dǎo)率高于縱切 。切割長度 、外源激素 、光照強度和有機附加物對根狀莖的增殖影響顯著 ,將根狀莖切割成長接種到 土豆蔗糖卡拉粉 培養(yǎng)基中培養(yǎng),根狀莖增殖系數(shù)為。外源激素對根狀莖的分化影響顯著 ,將根狀莖掰成長接入 蔗糖卡拉粉 培養(yǎng)基中培養(yǎng),芽分化率和苗分化率分別為和。將高的苗轉(zhuǎn)入 蔗糖卡拉粉 中培養(yǎng),平均株高和根數(shù)分別為和條 。月和月用水草移栽 ,試管苗成活率分別為和。上述研究結(jié)果說明 ,利用組織培養(yǎng)快速繁殖技術(shù)工廠化生產(chǎn) 黃荷蘭 種苗是可行的 。關(guān)鍵詞 :雜交蘭 ;有性多倍體 ;根狀莖 ;快速繁殖中圖分類號 : 文獻標識碼 : 文章編號 :()蘭花 ()是中國的傳統(tǒng)名花 ,具有廣闊的市場前景。種苗生產(chǎn)是蘭花產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù) ,蘭花種苗生產(chǎn)主要采用組織培養(yǎng)快速繁殖技術(shù)進行 。因此研究蘭花組織培養(yǎng)快速繁殖技術(shù)對促進蘭花種苗工廠化生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義 。多倍體育種是蘭花育種的重要方法,目前許多商業(yè)化的大花蕙蘭品種都是多倍體,而有關(guān)國蘭和雜交蘭多倍體育種也有一些研究報道。因此深入研究多倍體的組培繁特性對進一步明確多倍化對蘭花組培快繁特性的影響 ,促進蘭花種苗工廠化生產(chǎn)具有重要作用 。已有研究表明 ,倍性是影響蘭花組培快繁效率的重要因素 。等研究結(jié)果表明 ,與同源二倍體相比 ,同源四倍體大花蕙蘭增殖率與二倍體沒有顯著差異 ,但同源三倍體增殖率顯著低于同源二倍體和四倍體 ;不同倍性大花蕙蘭芽分化率差異顯著 ,二倍體最高 、四倍體次之 ,三倍體最低 ,但根分化率差異不顯著 。王園園研究結(jié)果表明 ,同源四倍體雜交蘭根狀莖分枝性顯著弱于二倍體 。迄今 ,尚鮮見有關(guān)有性三倍體雜交蘭組培快繁特性和技術(shù)的研究報道 。黃荷蘭 ( )是采用二倍體雜交蘭 大鳳蘭 ( )和二倍體 鶴之華墨蘭 ( )雜交選育的有性三倍體 ()雜交蘭新品系 (圖,)。該品系株型緊湊 ,鳳尾形葉 ,花大 、黃色 、荷型 、香氣濃郁 ,市場前景廣闊 。該研究以試管苗莖尖為外植體 ,研究影響 黃荷蘭 根狀莖誘導(dǎo) 、增殖 、分化 、生根壯苗和試管苗移栽等因素 ,為建立黃荷蘭 種苗工廠化生產(chǎn)技術(shù)體系 、加快產(chǎn)業(yè)化進程奠定基礎(chǔ) 。 材料與方法 試驗材料供試材料為從 大鳳蘭 和 鶴之華墨蘭 雜交組合中選出的有性三倍體 ()黃荷蘭 試管苗 (圖,)。 試驗方法 根狀莖誘導(dǎo)選取生長狀況良好的組培苗 (圖),在超凈工作臺上用鑷子和解剖刀分離莖尖 ,縱切或橫切 (圖)后接種于 椰子汁 ()蔗糖卡拉粉活性炭()(),下同 )培養(yǎng)基上 ,在溫度為 ()、黑暗條件下培養(yǎng) 。每瓶接種個外植體 ,瓶為次重復(fù) ,重復(fù)次 。觀察記錄起始脫分化時間 ,后統(tǒng)計誘導(dǎo)形成根狀莖的外植體數(shù) ,計算誘導(dǎo)率 。 根狀莖增殖外源激素對根狀莖增殖的影響 :將根狀莖切成約長 ,接種到含不同外源激素的蔗糖卡拉粉 增殖培養(yǎng)基上 ,在光照條件下培養(yǎng) 。外源激素濃度為,濃度設(shè)個處理 :、,對照組不添加任何激素 。光照對根狀莖增殖的影響 :將根狀莖切成約長 ,接種于蔗糖卡拉粉 和蔗糖卡 拉 粉 培養(yǎng)基上 ,分別在光照和黑暗條件下培養(yǎng) 。切割長度對根狀莖增殖的影響 :將根狀莖切成約、長 ,分別接種于 蔗糖卡 拉 粉培養(yǎng)基上 ,在光照條件下培養(yǎng) 。有機物添加對根狀莖增殖的影響 :將根狀莖切 成 約 長 ,接 種 于 分 別 添 加香 蕉 、椰 子 汁 和土豆的蔗糖卡拉粉 培養(yǎng)基上 ,在光照條件下培養(yǎng) ,對照組不添加任何有機附加物 。以上每處理次重復(fù) ,每重復(fù)瓶 ,每瓶約根狀莖 (記錄具體質(zhì)量 ,圖)。接種后在溫度 (),光照強度 ( )、光照時間或黑暗條件下培養(yǎng) ,后 ,稱量每瓶根狀莖鮮質(zhì)量 ,計算增殖系數(shù) 。 根狀莖分化外源激素對根狀莖分化的影響 :將根狀莖掰成約長 (圖),接種于添加不同外源激素的蔗糖卡拉粉 培養(yǎng)基上 。外源激素 ,設(shè)個濃度處理 :、,對照組不添加任何激素 。有機附加物對根狀莖分化的影響 :將根狀莖掰成約長 ,接種于分別添加椰子 汁 、 土 豆 的 蔗 糖卡 拉 粉 培養(yǎng)基上 ,對照組為不添加任何有機附加物 。以上 每 處 理次 重 復(fù) ,每 重 復(fù)瓶 ,每 瓶條根狀莖 ,接種后在溫度 (),光照強度( ),光 照 時 間下 培 養(yǎng) 。后 ,統(tǒng)計分化出芽和苗的根狀莖數(shù)和每條根狀莖上的芽苗數(shù) ,計算芽分化率 、苗分化率 、平均芽分化數(shù)和苗分化數(shù) 。 生根壯苗將高左右的幼苗 (圖)接入附加不同 外 源 激 素 或椰 子 汁 的 蔗糖卡拉粉 培養(yǎng)基上 ,外源激素共設(shè)個處理 (表)。每處理設(shè)次重北方園藝月 (上 )復(fù) ,每重復(fù)瓶 ,每瓶苗 。接種后在溫度 (),光 照 強 度 ( ),光 照 時 間下培養(yǎng) 。后測量苗高 、最長葉片長 、葉寬 、根數(shù) 、最長根長及根粗 。注 :開花植株 ;同組合二倍體對照 (左 )和 黃荷蘭 (,右 )的試管苗 ;,試管苗根尖細胞染色體數(shù) ()和流式細胞圖 ;,二倍體對照根尖細胞染色體數(shù)()和流式細胞儀圖 ;培養(yǎng) 的莖尖 ;培養(yǎng) 后的根狀莖 ;增殖 的根狀莖 ;光照條件下增殖 的根狀莖 ;黑暗條件下增殖 的根狀莖 ;分化 的根狀莖 ;分化 的根狀莖和芽 ;生根壯苗培養(yǎng) 的苗 ;生根壯苗培養(yǎng) 的苗 ;移栽 試管苗 。: ; () ();, () ;, () ; ; ; ; ; ; ; ; ; : ; ; 圖 黃荷蘭 的倍性及組培快繁 第 期北方園藝表 黃荷蘭 生根壯苗培養(yǎng)基 處理()處理()處理() 試管苗移栽在年月進行試管苗移栽 。移栽時將試管苗洗凈晾干 ,用樹皮泥炭土椰糠的混合基質(zhì)或水草 ,種植于的白色種植袋中 ,每袋苗 ,放置于的篩中 ,每篩苗 ,放在環(huán)控溫室中栽培 ,栽培條件為,光照強度 ,相對濕度。后統(tǒng)計存活的苗數(shù) ,計算成活率 。 項目測定誘導(dǎo)率 ()誘導(dǎo)出根狀莖的莖尖數(shù) 接種莖尖數(shù);增殖系數(shù)培養(yǎng)后質(zhì)量 培養(yǎng)前質(zhì)量 ;芽分化率 ()分化處出芽的根狀莖數(shù) 接種的根狀莖數(shù);苗分化率 ()分化處出苗的根狀莖數(shù) 接種的根狀莖數(shù);平均芽分化數(shù)(個 )分化出芽的總數(shù) 接種的根狀莖數(shù) ;平均苗分化數(shù) (個 )分化出苗的總數(shù) 接種的根狀莖數(shù) ;成活率 ()成活株數(shù) 移栽時株數(shù)。 數(shù)據(jù)分析采用 和 軟件進行統(tǒng)計分析 ,平均數(shù)據(jù)以平均數(shù)標準誤 ()表示 ,多重比較采用鄧肯氏新復(fù)極差檢驗法 ( )。 結(jié)果與分析 切割方式對 黃荷蘭 根狀莖誘導(dǎo)的影響切割方式對 黃荷蘭 根狀莖的誘導(dǎo)影響顯著 ,橫切 (圖)的誘導(dǎo)率 ()顯著高于縱切 ,起始脫分化時間 ()早于縱切 (表)。表明橫切有利于 黃荷蘭 根狀莖的誘導(dǎo) 。 影響 黃荷蘭 根狀莖增殖的因素 外源激素外源激素對 黃荷蘭 根狀莖增殖影響顯著(圖),在不添加激素時 (),根狀莖增殖系數(shù)為,在濃度為時 ,隨著濃度的增加 ,增殖系數(shù)隨之增大 ,當(dāng)為時增殖系數(shù)最高 ,為,隨濃度進一步增加 ,增殖系數(shù)隨之降低 。表明適宜 黃荷蘭 根狀莖增殖培養(yǎng)基為 蔗 糖卡 拉 粉。表 黃荷蘭 根狀莖的誘導(dǎo) 處理誘導(dǎo)率 起始脫分化時間 橫切 縱切 注 :同列相同字母表示差異不顯著 ,不 同 字 母 表 示 差 異 顯 著 ,。下同 。: , , 光照強度光照條件下培養(yǎng)新形成的根狀莖為綠色(圖),而在黑暗條件下的為白色 (圖)。在不添加任何外源激素的培養(yǎng)基上 ,光照強度對 黃荷蘭 根狀莖增殖影響不顯著 ,而在添加和 培養(yǎng)基上 ,光照強度對 黃荷蘭 根狀莖增殖影響顯著 (圖)。表明在添加外源激素的培養(yǎng)基上 ,光照有利于 黃荷蘭 根狀莖增殖 。 切割長度切割長度對 黃荷蘭 根狀莖增殖影響顯著(圖),當(dāng)切割長度為(圖)時 ,根狀莖增值系數(shù)最高 ,為,隨著切割長度增長 ,增殖系數(shù)逐漸降低 。表明 黃荷蘭 根狀莖增殖適宜的切割長度為。北方園藝月 (上 )圖 黃荷蘭 根狀莖增殖的影響 有機附加物有機附加物對 黃荷蘭 根狀莖的增殖影響顯著 (圖),添加土豆顯著促進根狀莖增殖 ,增殖系數(shù)為。添加椰子汁對根狀莖增殖無顯著性影響 ,而 添 加香蕉則顯著抑制根狀莖的增殖 。 影響 黃荷蘭 根狀莖分化的因素 外源激素外源激素對 黃荷蘭 根狀莖分化影響顯著(表),在無外源激素和只添加培 養(yǎng) 基 上 ,芽 分 化 率 分 別 為和,苗 分 化 率 分 別 為和。在 添 加 和培養(yǎng)基上 (圖),苗分化率和平均苗分化數(shù)均最高 ,分別為和個 ,表明 蔗糖卡拉粉適合 黃荷蘭 通過一步分化途徑生表 黃荷蘭 根狀莖分化的影響 ()()芽分化率 苗分化率 平均芽分化數(shù) 平均苗分化數(shù) 第 期北方園藝產(chǎn)種苗 。在 蔗糖卡拉粉 培養(yǎng)基上 ,黃荷蘭 根狀莖芽分化率和苗分化率分別為和,總 分 化 率 最 高 ()。隨 著比例的進一步提高 ,芽分化率進一步提高 ,苗分化率逐步降低 ,表明比值高有利于芽分化 ,不利于根分化 。 有機附加物有機附加物對 黃荷蘭 根狀莖的分化培養(yǎng)影響顯著 (表)。添加椰子汁 ,對芽分化率和平均芽分化數(shù)無顯著影響 ,但苗分化率和平均苗分化數(shù)顯著降低 。添加土豆 ,芽分化數(shù)和芽分化率顯著提高 ,而苗分化率和平均根分化數(shù)顯著降低 ,表明其中添加土豆有利于芽分化 ,但不利于根分化 。表 有機附加物對 黃荷蘭 根狀莖分化的影響 有機附加物 芽分化率 苗分化率 平均芽分化數(shù) 平均苗分化數(shù) 椰子汁 土豆 生根壯苗濃度對 黃荷蘭 生根壯苗影響顯著(表),當(dāng)培養(yǎng)基中添加 和 ()時 ,試管苗的苗高 、葉長和生根數(shù)均達到最大值 (圖),分別為、條 。培養(yǎng)基中添加椰子汁 ()對生根 壯 苗 沒 有 促 進 作 用 。表 明 蔗 糖卡 拉 粉培養(yǎng)基適宜 黃荷蘭 生根壯苗培養(yǎng) 。表 影響 黃荷蘭 生根壯苗的因素 處理苗高 葉片數(shù) 葉長 葉寬 生根數(shù) 根長 根粗 試管苗移栽移栽時間對 黃荷蘭 試管苗成活率影響顯著 ,月和月移栽成活率最高 ,達以上 ,其次為月 ,月移栽成活率最低 。水草種植 (圖)的成活率均高于混合基質(zhì) (表)。因此 黃荷蘭 適宜用水草在月和月移栽 。 結(jié)論與討論黃荷蘭 是采用二倍體雜交蘭和二倍體墨蘭雜交選育而成的蘭花新品種系 ,該品系的染色體數(shù)目為,為有性三倍體 。該研究結(jié)果表明 ,以試管苗莖尖為材料 ,黃荷蘭 根狀莖最高誘北方園藝月 (上 )表 影響 黃荷蘭 試管苗移栽成活率的因素 時間成活率 混合基質(zhì) 水草 月 月 月 月 平均值 導(dǎo)率為,增殖系數(shù)為,芽分化率為,一步苗分化率為,小苗壯苗后苗高以上 。上述指標已達到工廠化生產(chǎn)種苗的要求 ,說明利用組織培養(yǎng)快速繁殖技術(shù)工廠化生產(chǎn) 黃荷蘭 種苗是可行的 。不同雜交蘭中間繁殖體類型不同 。國蘭和大花蕙蘭雜交選育的一代雜交蘭中間繁殖體為類原球莖,而一代雜交蘭和國蘭再雜交選育的二代雜交蘭以及國蘭和國蘭雜交選育的國蘭新品種中間繁殖體一般為根狀莖。該研究結(jié)果也表明 ,由雜交蘭 大風(fēng)蘭 和墨蘭雜交 ,選出的有性三倍體后代 黃荷蘭 中間繁殖體為根狀莖 。植物生長調(diào)節(jié)劑對蘭花根狀莖的增殖和分化影響顯著。楊靖等研究發(fā)現(xiàn) , 有利于 小鳳蘭 根狀莖增殖(增殖率為,增殖系數(shù)為),而 有利于 小鳳蘭 根 狀 莖 分 化 (分 化 率 為)。徐 禮譜研究結(jié)果表明 , 有利于 玉香蘭 根狀莖增殖 (增殖系數(shù)為),而 有利于 玉香蘭 根狀莖芽分化 (芽分化率)。該研究表明 ,黃荷蘭 根狀莖在 時增殖系數(shù)最高 ();在 時芽分化率和苗分化率分別為和,總 分 化 率 最 高(),這與楊靖等和徐禮譜的研究結(jié)果均不一致 ,這可能是由于 小鳳蘭 和 玉香蘭 是二倍體 ,而 黃荷蘭 是有性三倍體或育種親本不同導(dǎo)致的 。徐禮譜發(fā)現(xiàn)添加椰子汁能促進 玉香蘭 根狀莖增殖 ,而楊靖等認為椰子汁對 小鳳蘭 根狀莖增殖有抑制作用 ,劉祥等也認為添加椰子汁對蓮瓣蘭與墨蘭雜交后代根狀莖增殖無促進作用 。該研究結(jié)果表明 ,培養(yǎng)基添加椰子汁降低 黃荷蘭 根狀莖增殖率 ,與楊靖等和劉祥等的結(jié)果一致 ,但與徐禮譜的結(jié)果不一致 ,這可能是由于添加物濃度不同所致 。多倍化是導(dǎo)致植物性狀發(fā)生改變的重要原因 。等比較了個不同種香茅屬()植 物 的 同 源 四 倍 體 與 二 倍 體 發(fā)現(xiàn) ,與二倍體相比 ,有的四倍體生物產(chǎn)量高 ,有的則降低 。江金蘭等研究表明鐵皮石斛同源四倍體原球莖和植株的鮮質(zhì)量和干質(zhì)量均極顯著低于二倍體 。彭成力研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)紅掌多倍體的愈傷組織塊增殖率和芽分化率均低于二倍體 。等研究結(jié)果表明 ,與同源二倍體相比 ,同源四倍體大花蕙蘭增殖率與二倍體沒有顯著差異 ,但同源三倍體增殖率顯著低于同源二倍體和四倍體 。不同倍性大花蕙蘭芽分化率差異顯著 ,二倍體最高 ,四倍體次之 ,三倍體最低 ,但根分化率差異不顯著 。王園園研究結(jié)果表明 ,二倍體和同源四倍體雜交蘭根狀莖分枝性顯著弱于二倍體 。該 研 究 結(jié) 果 表 明 ,三 倍 體 黃 荷 蘭 的 增 殖 率()和分化率 ()均高于同組合的二 倍 體 (增 殖 率 為和 分 化 率 為),說明有性多倍化可以提高蘭花的組培快繁效率 。參考文獻張志勝 蘭花遺傳育種 版 北京 :中國林業(yè)出版社 ,:王木桂 ,曾瑞珍 ,謝利 ,等 大花蕙蘭四倍體的離體誘導(dǎo)和鑒定 西北植物學(xué)報 ,():朱根發(fā) ,呂復(fù)兵 ,王碧青 ,等 大花蕙蘭品種的染色體數(shù)目分析 園藝學(xué)報 ,():王玉英 ,李光宏 ,李志敏 ,等 野生黃蟬蘭多倍體誘導(dǎo)初報江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),():李涵 ,李慧敏 ,陸琳 ,等 雜交蘭 黃金小神童 四倍體誘導(dǎo)技術(shù)研究 西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報 ,():王木桂 ,曾瑞珍 ,謝利 ,等 墨蘭多倍體的離體誘導(dǎo)和鑒定中國農(nóng)學(xué)通報,(): , , , ,:王園園 四倍體雜交蘭遺傳性狀分析及其抗逆性研究 南京 :南京農(nóng)業(yè)大學(xué) ,宋蓮 ,王玉英 ,張宇歡 ,等 墨蘭綠墨素與大花蕙蘭世界和平雜交種組培快繁技術(shù) 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) ,(): 第 期北方園藝胡蕾 ,申婷雜交蘭的組織培養(yǎng)與快繁技術(shù)浙江農(nóng)業(yè)科學(xué) ,():,謝利 ,馬曉娟 ,郭和蓉 ,等雜交蘭類原球莖增殖中芽分化的控制和快速繁殖 植物生理學(xué)報 ,():左利娟 ,李志強 ,鄭志勇 ,等雜交蘭根狀莖的增殖與分化成苗技術(shù) 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) ,():楊靖 ,謝利 ,曾瑞珍 ,等影響小鳳蘭 根狀莖增殖 、分化和壯苗的因素研究 北方園藝 ,():徐禮譜玉兔蘭組培快繁技術(shù)研究廣州:華南農(nóng)業(yè)大學(xué) ,陳云喜 ,何丹丹 ,廖浩如 ,等影響墨蘭 兔耳蘭根狀莖芽分化的因素 中國農(nóng)學(xué)通報 ,(): , , ,(): , , , ,(): , , , ,():劉祥 ,孫東玲 ,卓素卿 ,等雜交蓮瓣蘭根狀莖增殖和分化技術(shù)研究及分子鑒定 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) ,(): , , , , , ,:江金蘭 ,葉煒 ,李永清 ,等同源四倍體鐵皮石斛的生長及多糖積累 植物生理學(xué)報 ,():彭成力紅掌多倍體資源創(chuàng)建及性狀鑒評廣州:華南農(nóng)業(yè)大學(xué) , , , ,