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兰花无菌播种育苗是兰花保育工作的重要手段之一

发布时间:2024-03-23 作者:admin 来源:讲座

2024年3月23日发(作者:)

兰花无菌播种育苗是兰花保育工作的重要手段之一

嗡径争囡两么,匕六忽篓iII;圣邵弓两兰花无菌播种育苗是兰花保育工作的重要手段之一北京卢思聪兰科是高等植物中最大的科之一,全科均为国际公约保护的植物,占保护植物的总数的90%以上,是国际公约保护植物的重中之重。我国有兰科植物177属、1300多种、30余种为国际一级保护对象,1300多种为二级保护对象,2001年国家林业局实行15大物种保护工程,兰科植物也在保护工程之中。搞好兰科植物的保育工作,要多方面工作相互配合,如建好原生态的植物自然保护区、建好不同地区的兰科植物种质资源保护中心,有计划的进行重要濒危种类的迁地保护和相关的研究工作……等,从兰花栽培的角度考虑,在兰科植物中更好更多开展兰花无菌播种育苗(有些种类需接种相关根菌)工作是十分必要的,据了解,大多数兰科植物在开花后通过人工授粉可以得到种子,用其进行无菌播种和幼苗培育,在技术上是成熟的,不存在太多的困难。只有少数特殊种类在播种和育苗中尚存在一些待研究克服的问题。一.无菌播种繁殖是兰花保育的重要手段兰科植物通过人工授粉和无菌播种,在短期内可以获得数量巨大的种苗,只要有了可靠的种苗供应,在兰花的保育中可以开展多方面的工作。(一)国产濒危和特有兰花种类的繁殖和回归许多国产濒危和特有兰花种群在其原产地因各种不同的原因已变得十分稀少或绝迹,在这种情况下,可以通过已引入栽培的植株或原分布区的野生植株开花后进行人工授粉,待种子成熟后在实验室内进行无菌种,大多数情况下,一次播种、分苗和出瓶盆栽可以得到数量十分可观的种苗。根据工作的需要,可多次进行这一工作,直至满足种苗的需求为止。待种苗长至适当的大小,便可以将其栽回该兰花的原分布区或其他相近的地区。目前,在我国这样的兰花种群已相当多,如兜兰属Paphiopedilum某些种类、杓兰属Cypri—pedium的某种类、石斛属Dendrobium某些种类,独花兰Changnieniaamoena、金佛山兰Tangtsiniananchuanica、五唇兰Doritis、兰属Cymbidium中的某些种、风兰属Neofinetia的两个种、蝴蝶兰属Phalaenopsis的几个国产种、万带兰属Vanda的几个国产种和其它濒危的兰花物种。(二)我国濒危特有和重要兰花种类的繁殖在我国和世界各地的兰花爱好者和经营者中均有一大批兰花原生种的收集和栽培者。他们收集世界各地的原生种兰花进行栽培、繁殖或用来进行杂交育种。在各国兰花博览会上还常常设有专门展出原生种的场地。除一般常见原生种外,对濒危和特有种兰花更是兴趣特别浓。甚致不惜高价收购和多种不法手段偷运出入海关。这种现象实际上更加剧了濒危和特有兰花物种的消失。有些兰花是重要的中药材,需要量巨大,主要靠采挖野生资源。如铁皮石斛Dendrobiumofficinale,现在在野外已很难找到原生植株,霍山石斛(Dendrobiumhuoshanense)也已基本挖光l石斛(Dendrobiumnobile)虽然分布地域广、野生资源量较大、但由于常年大量采挖,也已所剩不多。其15

国嚯角扣囡甬么,匕六忽龟i.1;圣雒弓他可供药用的兰科植物种类处境也基本如此。为了搞好对我国濒危、特有和重要兰花的物种的保育工作,除加强其他各方面的保育工作外,要大力提倡相关物种的无菌播种育苗和批量生产。鼓励有关的保育中心、科研机构和兰花企业积极的开展这方面的工作,并与农民相结合,把从野外采挖变为有计划的繁殖、生产和销售,满足国内外市场对这些兰花的需求。这样便可以逐步减少,最后杜绝对这些需保育物种资源的依靠和破坏,也增加兰花企业和农民的收益。我国和世界其他国家在这方面是有非常成功的先例可以借鉴的。天麻(Gastrodiaelata)是中药材中用量大而重要的兰科植物,曾药源十分紧缺,价格甚高。然而在解决了通过种子繁殖和和生产栽培技术后,大量的天麻药材供应市场,在满足药源的同时,在很大程度上也保护了野生天麻种群的生存和恢复。另据了解,在云南和浙江等地已开始了铁皮石斛的无菌播种育苗和规模化生产性栽培,并已有部分产品提供市场,虽尚未满足市场用量的需求,但已经在一定程度上抵制了对野生铁皮石斛的采挖,对保护这一濒危物种起到了有益的作用。(三)无菌播种繁殖是国兰育种和保育的关健所在随着经济的快速发展和国际交往增多,近20余年来国兰事业奇形发展,几乎热遍大半个中国,由于种种原因,没有解决好国兰的新品种培育和种苗的大量繁殖,导致农民长期上山大量采挖野生中国兰,使自然资源极为丰富的中国兰花的几种几乎被采光。在交通稍方便的地区,已难以找到这些兰花的野生植株。自古至今,国兰的优良品种只是从自然变异中选择,费时费事,效率低,品种改良慢。园艺事业发展到今天,现代育种手段已经把几乎所有的花卉改变了面貌,唯独在国兰中尚未广泛应用。为了改变这种完全依靠大量采挖野生资源,并从中选择少量的自然变异植株的落后状况,可以借鉴洋兰的发展道路,通过杂交和无菌播种的方法获得大批的杂种实生苗,并用现代育种技术,如秋水仙碱处理使染色体加倍、辐射诱变等方法对兰花种子和幼苗进行处理,培育出优良的单株。再通过组织培养的方法生产出大量国兰新品种的种苗供应市场,以满足市场不断提高的要求。中国兰花果实较大,每蒴果有种子数万至十万粒。用无菌法播种至少1/2~2/3的种子可以萌发。试管苗经3-4年栽培可成苗开花。若连续进行这一工作,三四年以后每年可培育出数量十分可观的商品兰花苗,稳定供应市场。避免花费大量资金,每年派人到山区采集或收购兰苗,还可以减少对野生资源的破坏,保护生态环境。初期可能感到一次性设备投资稍大,要求工作人员素质高。但从长远看还是十分合理合算的。二、兰花无菌播种繁殖法(一)果实种子的特点兰科各属果实中含种子数目不同。地生种类较附生种类蒴果所含种子要多,大花蕙兰的果实可长达10多厘米、兰花种子非常细小、呈粉状,只有在显微镜下才能看清它的构造,大花蕙兰从开花授份至果实成熟期时间很长,需要8一10个月。兰花种子的形态与大小各异。大多数兰花种子具有透明、无色的种皮,它由一层透明的细胞组成,有加厚的环纹,种皮内含有大量的空气,不易吸收水分,适宜于随风和水流传播。兰花种子的胚具有未分化的特点,只是一团未分化的胚细胞。胚很小,呈圆形或微卵圆形。具有这16

嚯角十园两么,匕六忽龟iIl;圣邵弓国种发育不完全胚的植物,在绝大多数情况下是附生、腐生、寄生或短命植物。在兰花的种子中常观察到多胚现象,兰花种子几乎没有贮藏物质,且种子也未发现有贮藏营养物质的组织,兰花种子在萌发过程中缺少营养物质,所以在自然条件下很难发芽,并且幼苗生长缓慢。(二)人工授粉兰科植物多数是异花授粉。在原产地大多有特定动物与昆虫为之传粉,但兰花离开产地因无特定的昆虫,无法完成传粉授精作用,不能结实。即使有此类昆虫,但因所传花粉未必与人们的要求相同,故仍需进行人工授粉。为了获得优良的杂交种兰花,人们进行了大量的杂交工作,培育出许多新品种,在花的大小、形态、色泽、花期及生长势等方面都远远超过了野生物种。兰科植物在种尖和属尖杂交都较易成功。人工授粉时首先选好亲本。一般情况下开花初期花粉发芽力最强,开花后7日花粉块仍可应用。雌花最好的授粉时间是在开花后3—4天。授粉时先将雌花(母本)的花粉块除去(去雄),再将采集的父本花粉块用小镊子夹起轻轻地放在母本的柱头上,因为柱头有黏液,不必担心花粉块脱落,为防止已授粉的花再被昆虫传粉,可以将母本花上的唇瓣除去,一般不必套纸袋。用铅笔写好标牌,挂在授粉后的花枝上,做好记录、写清父母亲本、授粉日期等。经常关心授粉花朵的变化并防止损坏,注意在将近果实成熟时及时将果实和标牌一起采收,立即播种,或干燥后密封放在冰箱中保存,在授粉父母亲本花期不一致时,可以采集花粉块风干后密封放在干燥器中,温度一21一.80C花粉块可以保存1年以上。(三)果实采收和无菌播种早期进行兰花胚培养的工作者普遍认为,成熟的兰花种子其种皮较硬化,胚内部产生抑制发芽的物质,对种胚的萌发有妨碍。1954年(TsuchiyaItaru)发表了用兰花未成熟(绿色)蒴果中的胚培养成功,并萌发成苗,所以许多兰花工作者在兰花播种中常采用未成熟的绿色果实。现在看来,当时有些兰花播种有困难并不一定是上述原因,可能是培养基配方不合理。现在由于培养基的改进,有许多过去播种困难的种类已经得到解决。这种方法值得提倡,其优点是可以简化种子的消毒手续。由于对胚提前进行培养,可以缩短杂交种(新品种)的培育时间,由于缩短了果实在兰花植株上的生长时间,减少了兰花植株营养的消耗,还可避免由于采种而导致生长瘦弱植株的死亡。兰花种子应随采收,随播种。兰花种子在高温和高湿的环境中寿命极短。通常将种子在室内干燥1n3日后,装在试管中用棉塞塞紧,再将试管放入装有无水氯化钙的干燥器内置于100C或更低温的环境中,这样可在1年内保持种子良好的发芽率(第二年发芽率有所下降,第三年完全丧失发芽能力)。兰花种子接种到培养基之前必须灭菌,可以用10%次氯酸纳水溶液浸泡5—10分钟,再用无菌水冲洗,种子在消毒液中若不沉淀,可将种子及消毒液装入密封的小瓶中,强烈振动数分钟,使种子和灭菌液密切接触,并排除种子表面的空气,以达到灭菌的目的。尚未开裂的兰花蒴果,可用10%一15%的次氯酸钠液浸泡10一15分钟,或酒精中浸泡数分钟后再在火焰上烧烤灭菌。种子接种在培养基上的过程,通常在超净工作台上进行,工作人员的手需经过消毒,各种器具也需经过高压蒸汽灭菌,整个接种过程需遵从无菌操作的要求,以避免菌类的污染,使工作失败。(四)接种瓶的管理和小苗出瓶盆栽接种后的培养瓶可以放在培养室中或有散射光的地方,温度20—250C。在胚明显长大以后,需给17

国有径扣国甬么,匕六忽氢引;幺邻弓予2000勒克斯光照,相当于40瓦日光灯下距15—20厘米。每日10一12小时。不同种类的兰花,胚的生长快慢有明显差异。大花蕙兰接种1—2周后胚明显长大,4—6周种子变成绿色,表明胚上已生成叶绿素,在播种后2—3个月,第一枚叶片从原球茎的顶部中间生出。在出现2—3片叶时,原球茎伸长,并且有第一条根生出来。在播种后9一lO个月,小苗可出瓶移植到小盆中,因播种较密,通常在长出第一枚叶片时进行分瓶,经2—3次分瓶后使每瓶幼苗保持20—30株为好,最后一次分瓶应使用较大的培养瓶,以使幼苗生长健壮。大花蕙兰由胚直接生长发育成原球茎,再出芽而成幼苗。实验表明,培养基中适量添加水解蛋白,酵母提取液,香蕉等对芽的分化有益。如能适当增强光照至3000—5000勒克斯,则对芽的生长有促进作用。培养瓶中的兰花幼苗长到高5—8厘米,有2—3条发育较好的根时,可将幼苗移出培养瓶,栽植到盆中。在试管中苗长大些移栽到盆中成活率高,抗逆性强。小苗从培养瓶中取出后需轻轻用水将其根部沾上的培养基洗去,用碎树皮块或苔藓将小苗栽在小盆中,每盆10—20株,而后放在25。C左右的温室中,保持较高的空气湿度和较强的散射光。每周施一次液体肥料,并喷洒抗菌剂,或结合施肥喷药,也可以浇灌根部。化肥的浓度应在0.1%左右,1个月后可移到光线较强的地方。随植株长大及时换盆。大花蕙兰2年半至3年半可以开花。(五)无菌播种用培养基及配制兰花无菌播种用培养基是克努森(Kundson)的研究结果。他证实了在人工无机营养基中补充糖类,能促进兰花种子发芽,生长直至开花。此后,又有多位研究工作者开发了许多适合兰花无菌播种的培养基,日本的市桥正一(1988)做了较详细的说明。兰花无菌播种用培养基,应含有最少量必需的无机盐和能源供应的碳水化合物。另外,因种类不同,培养基中需添加有机态的氮或铵态氮,再添加某些有机物促进发育,不同类的兰花其异养情况不同。大多数兰科植物很多情况下在培养基中添加有机物能显著地促进其发育。兰花无菌播种中,其种子的发芽会受到培养基组成的影响。在高离子浓度培养基下受阻较多。其一部分原因是特定离子引起的,但这些离子种类因兰花种类不同而异。故为得到较高的发芽率,需对培养基的组成进行必要的调整。最适宜的培养基组成随培养条件,培养时间和培养目的而不同,短期培养时,实生苗在最高浓度培养基中生长较差,而在低浓度培养基中生长较好,但在长期培养时,低浓度培养基下生长较差,在高浓度培养基中生长较好。可知培养时间长短不同,较适合的培养基也不同,植物生理学上较适宜的培养基浓度,较实际所使用培养基浓度为低。兰花实生苗的生长受培养基离子组成的影响。阳离子中钾离子有促进生长的效果,铵离子多时,实生苗的发育,特别是根部的生长有受抑制的趋势。阴离子缺少硝酸根离子时,也就是培养基中磷酸根离子和硫酸根离子比率高时,生长有受抑制的倾向。因此,实生苗的生长可利用培养基组成稍加控制。甚至哪一种组成的培养基具有何种特性,都能事先推测而知。实生苗的生长除受培养基离子组成的影响外,还会受其他因子的影响。适于种子发芽的培养基,不一定是最适合生长发育的培养基,有时不适合于发芽的培养基,反而是实生苗生长发育的良好培养基。应当注意的是,不适合发芽的培养基(因发芽数量少),发芽后实生苗间无营养上的竞争现象,使生长发18

嗡盈扣囡甬么.f匕生忽篓{.1育变好,这并不是该组成适合于(实生苗)生长。i名酃;国没有适合于所有兰花的万能培养基。培养某一种兰科植物的最适培养基也并不是一种,最理想的方法应该是随着实生苗的不同生长阶段,改变培养基的组成。据日本市桥正一以前的研究结果,得到了各种适当的培养基组成。这些培养基以实用为目的,继续培养一定时间实生苗能生长良好(以鲜量计),设计出来的培养基,其无机盐的具体组成如表中所列。种子发芽采用固体培养基,习惯上采用琼脂为凝胶剂。琼脂并不是兰科植物生长的必需物质,但却占了培养基成本的较大比例。如果只用水,每升只需5克便可以固化,但在培养基中通常需用6—10克/升才能固化,这是受酸碱度,培养基中含的铵离子,二氢磷酸根离子等的影响。有机酸盐、尿素、黏土矿物质等有增强琼脂硬度的作用,可添加这些物质降低琼脂的使用量。培养基的配制。培养基的种类很多,应根据不同需要选用不同的培养基。这里以常用的MS培养基为例:MS培养基成分硝酸铵NH4N03硝酸钾KN03氯化钙(CaCl2.2H20)硫酸镁(MgS04.7H20)磷酸二氢钾(KH2P04硫酸亚铁(FeS04.7H20)用量(毫克)16501900440成分钼酸钠(Na2M004.2H20)用量(毫克)0.0250.836.20.50.50.1100220—3097—109碘化钾(Ⅺ)硼酸(H3803)烟酸维生素B6(盐酸吡哆醇)维生素B1盐酸硫胺素)37017027.837.3乙二胺四醋酸二钠(Na2一EDTA)肌醇甘氨酸硫酸锰(MnS04.4H20)硫酸锌(ZnS04.7H20)22.38.60.0250.025蔗糖琼脂蒸馏水氯化钴(CoCl2.6H20)硫酸铜(CuS04.5H20)Ph5.4(1)母液的配制和保存。经常配制培养基,为减少工作量及便于低温贮藏,一般配成比所需浓度高lO一100倍的母液,配制培养基时只要按比例量取即可。配好的母液需装在棕色小口瓶中,存放在0—40C冰箱中可使用半年至1年。如发现有沉淀物则不可再用,需重新配制。MS培养基母液母液1硝酸铵(NH4N03)硝酸钾(KN03)硫酸镁(MgS04.7H20)蒸馏水82.5克95克18.5克1000毫升母液5硼酸(H3803)硫酸锰(MnS04.4H20)硫酸锌(ZnS04.7H20)碘化钾(gd)620毫克2230毫克860毫克83毫克19

国有磊扣囡两么,匕六忽氢百.1;圣邻导续表配1升培养基取20(50倍液)钼酸钠(Na2M004.2H20硫酸铜(CuS04.5H20)母液2氯化钙(CaCl2.2H20蒸馏水配1升培养基取10毫升(100倍液)母液3磷酸二氢钾(KH2P04)蒸馏水配1升培养基取10毫升(100倍液)盐酸吡哆醇(维生素B6)母液4乙二胺醋酸二钠(Na2一EDTA)硫酸亚铁(FeS04.7H20)蒸馏水3.73克2.78克1000毫升盐酸硫胺素(维生素B1)蒸馏水配1升培养基取10毫升(100倍液)配1升培养基取10毫升(100倍液)(2)培养基的配制过程。将母液从冰箱中取出,依次排好,按需要定量吸取,放入量筒中。称取琼脂,25毫克5毫克500毫升8.5克500毫升母液622克500毫升氯化钻(CoCl2.6H20)蒸馏水配1升培养基取10毫升(100倍液)肌醇甘氨酸烟酸5克100毫克25毫克12.5毫克1.25毫克1.25毫克1000毫升加少量水后加热,并不断搅拌,直到全部熔化。再加入称好的糖和前面备好的各种成分,不断搅拌,使之充分混合。测定已配好的培养基酸碱度,用0.1—1摩/升氢氧化钠和盐酸将培养基调至所需的酸碱度。将配好的培养基分别灌注到培养瓶中(试管或三角瓶),用盖子(棉塞、橡胶塞、铝箔)将瓶盖好,外面再包一层牛皮纸,标明编号。培养基通常用高压灭菌锅灭菌。气压111.46—121.59千帕(1.1.1.2千克/厘米2压力),10—20分钟,冷却、接种。2、兰花种子发芽常用培养基(1)京都培养基(狩野1968)花宝1号蔗糖蛋白胨琼脂蒸馏水本配方的氯离子浓度为10000纳/摩升(pH5)3克35克2克15克1000毫升

嘀径十圉两么化六忽氢葺l;幺雒吕(2)市桥培养培养基(1985)硝酸钙硝酸镁磷酸二氢铵磷酸二氢钾硫酸铵硫酸镁【Ca(N03)2.4H20】【Mg(N03)2.6H20】1234.4毫克/升207.4毫克/升114.2毫克/升789.4毫克/升52.8毫克/升74.0毫克/升(NH4H2P04)(KH2P04)【(NH4)2S04】(MgS04.7H20)上述培养基中还要添加MS培养基中的微量元素,Fe-EDTA,蔗糖25克/升和琼脂10/升,pH5.0-5.2。(3)附生兰适用培养基花宝1号丰多乐蛋白胨香蕉苹果肌醇蔗糖琼脂蒸馏水本配方的氢离子浓度为2克l克2克30克20克0.5克20克10—12克1000毫升3981纳摩/升(pH5.4)(4)BurgeffEg—I培养基(1936)硝酸钙硫酸铵硫酸亚铁磷酸二氢钾磷酸氢二钾蔗糖琼脂硫酸镁水(MgS04.7H20)【Ca(N03)2.4H20】(NH4)2S04)1.0克0.25克0.02克0.25克0.25克20克15克0.25克1000毫升(FeS04.7H20)(KH2P04)(K2HP04)BurgeffEg.I培养基中的硫酸亚铁最好能用MS培养基中的Fe—EDTA代替,使用效果较好,琼脂可改为10克/升BurgeffEg-l培养基为一般兰科植物用。这种培养基有较强的缓冲作用,其pH不需调整能保持在pH5左右。21

国有磊扣园甬么,匕六忽氢i.Ii岔邻弓(5)Vacin和Went培养基(1949)磷酸钙硝酸钾磷酸二氢钾硫酸镁硫酸铵枸橼酸铁硫酸锰蔗糖琼脂水(6)Thompson(培养基(1974)尿素(或硝酸铵磷酸醋酸钾醋酸钙硫酸镁硫酸亚铁乙二胺四醋酸二钠硼酸二氯化锰硫酸锌钥酸铵蔗糖琼脂(H3P04)(KCH3COO)【Ca(CH3COO)2】(MgS04.7H20)(FeS04.7H20)(Na2一EDTA(H38031【(Ca3(P04)2】O.2克0.525克0.25克0.25克0.5克0.028克(KN03)(KH2P04.))(MgS04。7H20)[(NH4)2S04])】(MnS04.4H20)0.0075克20克16克1000毫升629(840)毫克,升294毫克392毫克/升79毫克/升369毫克/升25毫克/升37毫克/升1.86毫克/升2.23毫克/升0.29毫克/升0.035毫克/升30克/升10克/升(MnCl2.4H20)(ZnS04.7H20)[(NH4)6M07024.4H20】Vacin和Went培养基为抑制Knudson培养基的酸碱变化为目的开发出来的。因此,硝酸根离子比率较低,变成一个不自然的培养组成,如果能与有机物配合使用,效果较好,单独使用时,以硝酸铵取代硫酸铵即可。Thompson培养基的氮、磷,钾、钙可独立变更而互不相关为目的调配组成。因此没有考虑到阴阳离子平衡问题,也未考虑到醋酸根离子的影响。所以使用这些培养基,有些兰花的种类其根部的发育会受到抑制。

兰花无菌播种育苗是兰花保育工作的重要手段之一

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