地宝兰无菌播种快繁技术及原球茎的形态发生研究

摘要

兰花在植物分类学上属于兰科植物，是单子叶植物，为多年生草本，附生、地生、或腐生。兰科植物按生态习性可分为地生兰和气生兰两种，都具有较高的观赏价值和经济价值。兰科是有花植物中最大的科之一，估计有800个属，3万～3.5万个原生种。但随着人们对兰花的热爱，不断的从野外挖掘，以致很多兰花濒临灭绝。由于兰花传统上靠分株繁殖，周期长、繁殖率低，不能满足国内外市场的需求。随着现代生物技术的发展，以组织培养为主要手段的生物技术逐步应用到兰花的繁殖过程中，大幅度的提高了兰花的繁殖系数，促进兰花的工厂化生产从而提高其经济价值。地宝兰是一种很有开发价值的野生兰，具有绿化、美化、药用等多种用途。 本研究以地宝兰种子为外植体进行无菌播种快速繁殖技术体系的研究及对地宝兰原球茎的形成及分化过程进行了形态解剖学研究，重点研究了地宝兰的种子萌发、原球茎增殖及分化、生根培养的最佳培养基及激素水平，并对试管苗的移栽基质进行了选择，结果表明：(1) 适宜地宝兰荚果灭菌的方法：用自来水冲洗5分钟，75％的酒精表面灭菌30 秒，无菌水冲洗2～3 次，再用0.1％的升汞溶液灭菌10～15 分钟，无菌水冲洗4～5 次。(2) 种子的处理：用灭过菌的解剖刀划开果荚，取出种子，作三种处理比较，结果发现用0.1mol/L 的KOH 溶液浸泡10 分钟，无菌水冲洗5～6 次，后播种，此处理组的种子萌发率高达45％，转入光照培养后可原球茎易转绿且原球茎生长健壮。(3) 在原球茎诱导时，通过采用先暗培养，后光照培养的方法进行原球茎的诱导。(4) 适宜原球茎的诱导培养基为：1/2MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L，诱导率为95％。(5) 适宜原球茎的增殖培养基为：1/2MS+6-BA 0.5 mg/L +NAA 0.2 mg/L +1 g·L-1 活性碳，1/2MS+KT 1.0mg/L +NAA 0.1 mg/L。原球茎的增殖倍数分别为2.5、3.0。(6) 适宜原球茎的分化培养基为：MS+6-BA 3.0 mg/L +NAA 1.5 mg/L，芽的增殖倍数为2.8。(7) 适宜不定芽的生根壮苗培养基为：MS+6-BA 0.2 mg/L +NAA 0.5 mg/L＋10％香蕉汁。生根率为100％。(8) 移栽基质为：苔藓、沙、泥土(1：1：1)，成活率为80％。 对地宝兰的种子进行解剖学观察,可以看到种皮由一层透明的细胞组成。地宝兰种子试管培养条件下，细胞分裂，胚体积增大，胀破种皮，形成原球茎。其顶端分生组织细胞继续分裂，形成根状茎。在激素诱导下，根状茎的表皮和皮层细胞可分裂形成侧生分生组织，然后顶生和侧生分生组织分化出叶原基。本论文认为地宝兰的芽顶端分生组织符合原套和原体学说，以后原套分裂形成表皮层，以后原体形成茎的皮层和维管柱。在芽中发现有含晶细胞，其结晶物主要是由草酸钙所形成的针晶。这些草酸钙结晶一般都是在液泡中发生，当液泡中出现一种包裹的腔室后，便在其中形成针晶。 本试验通过地宝兰的种子进行无菌播种来实现地宝兰的快速繁殖，以提高其繁殖系数，满足国内外消费者的需求，并筛选出各个阶段较优的基本培养基、激素种类、浓度及配比、附加物等一系列技术参数组合，为今后实现野生兰工厂化和商业化生产奠定技术基础。本实验试图从组织培养入手，探讨原球茎的结构特征，发现了原球茎的形成过程，有利于进一步提高地宝兰的繁殖系数，为地宝兰的快速繁殖和试管苗移栽提供形态学依据。