孫玉芬,寧惠娟,張韶伊,褚怡,范義榮
(浙江農(nóng)林大學(xué) 風景園林與建筑學(xué)院,浙江 臨安 311300)
春蘭與大花蕙蘭雜交后代根狀莖增殖與分化條件
孫玉芬,寧惠娟,張韶伊,褚怡,范義榮
(浙江農(nóng)林大學(xué) 風景園林與建筑學(xué)院,浙江 臨安 311300)
為了篩選適合根狀莖增殖分化的條件,以春蘭Cymbidium goeringii與大花蕙蘭Cymbidium hybridum雜交后代的根狀莖為材料進行培養(yǎng),比較了不同基本培養(yǎng)基、植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)和有機添加物等對根狀莖增殖與分化的影響。結(jié)果表明:1/2MS(Murashige and Skoog)培養(yǎng)基對雜交根狀莖增殖與分化效果最適宜;2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)和激動素(KT)對雜交組合春蘭與大花蕙蘭‘夢境’‘Wanderland’的根狀莖分化作用不顯著,1/2MS培養(yǎng)基添加1.0 mg·L-16-芐基腺嘌呤(6-BA)+1.0 mg·L-1萘乙酸(NAA)對春蘭與大花蕙蘭‘夢境’的雜交后代增殖分化效果最佳;使用有機添加物對根狀莖增殖有顯著影響,其中以椰汁增殖效果最好,其次為香蕉泥、土豆汁;添加100 g·L-1香蕉泥+ 50 mL·L-1椰汁最利于根狀莖的增殖與分化。圖1表4參16
園藝學(xué);蘭花;雜交后代;根狀莖;增殖;分化
大花蕙蘭Cymbidium hybridum屬蘭科Orchidaceae蘭屬Cymbidium多年生草本植物,是蘭屬內(nèi)一些附生蘭雜交種的統(tǒng)稱,其大部分品種葉片長且披散,花無香味[1],花大、多而色艷,花期2-4月。國蘭通常指蘭屬中的部分地生種,如春蘭C.goeringii,墨蘭C.sinense,寒蘭C.kanran,春劍C.goeringiivar.longibracteatu和蓮瓣蘭C.lianpan等,花小、色淡,但芳香、葉態(tài)優(yōu)美。利用蘭屬小花型地生蘭與大花蕙蘭雜交選育出的一類蘭花品種,結(jié)合了國蘭和大花蕙蘭的優(yōu)良性狀,具有較高的觀賞價值和市場前景。目前,蘭科植物的育種仍以常規(guī)的育種手段為主,根據(jù)育種目標選擇適宜的親本進行雜交,然后進行播種,從雜交后代中選擇符合目標性狀的植株進行擴繁或繼續(xù)進行雜交。國外對蘭屬附生蘭種間雜交的研究已有上百年歷史,培育出了數(shù)千個新品種,但對國蘭與附生蘭種間雜交的研究甚少,近年來國內(nèi)研究也多集中在雜交育種和胚培養(yǎng)方面[2-7],增殖分化方面雜交蘭僅有原球莖的報道[8-9],未見根狀莖的報道。本研究的目的是對春蘭與大花蕙蘭雜交后代種子萌發(fā)所獲得的根狀莖在不同培養(yǎng)基上的增殖與分化條件進行研究,篩選出最適培養(yǎng)條件,為培育具香味、花大、株型好,能在春節(jié)前后開花的新品種提供技術(shù)基礎(chǔ)。
1.1 試驗材料
供試材料為2010年2月利用春蘭‘黃水仙’C.goeringii‘Huangshuixian’與大花蕙蘭2個品種‘夢境’C.hybridum‘Wanderland’和‘皇后’C.hybridum‘Princess Nobuko’進行雜交獲雜交種子(分別標記為A1和A2組合),當年10月種子成熟后無菌播種,培養(yǎng)基為1/2MS(Murashige and Skoog)+30 g·L-1蔗糖+5 g·L-1瓊脂+1 g·L-1活性炭,誘導(dǎo)形成的原球莖經(jīng)繼代培養(yǎng)4~5次,從中選取穩(wěn)定生長且較一致的根狀莖。
1.2 試驗方法
1.2.1 不同基本培養(yǎng)基對根狀莖增殖與分化的影響 A1和A2根狀莖分別接在MS,1/2MS,Knudson C(KC),VW(Vacin and Went)和B5等5種培養(yǎng)基上(表1),培養(yǎng)基中附加有60.0 g·L-1香蕉泥、1.5 mg·L-16-芐基腺嘌呤(6-BA)和0.5 mg·L-1萘乙酸(NAA)。根狀莖切成約7 mm,經(jīng)稱量后接種于培養(yǎng)基中,每個處理20條,重復(fù)3次。30 d后統(tǒng)計增殖結(jié)果,60 d后觀察生長特征,統(tǒng)計出苗數(shù)。
表1 不同基本培養(yǎng)基對根狀莖增殖和分化的影響Table 1 Different culture medium on the influence of the proliferation and differentiation of rhizomes
1.2.2 不同生長素和細胞分裂素對根狀莖增殖與分化的影響 以1/2MS為基本培養(yǎng)基,生長素選則萘乙酸(NAA),2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D),并與1.0 mg·L-16-BA進行組合;細胞分裂素選擇激動素(KT)和6-BA,并與0.2 mg·L-1NAA進行組合,設(shè)置對照組,質(zhì)量濃度設(shè)置見表2和表3,將A1根狀莖接在培養(yǎng)基上,20條·處理-1,重復(fù)3次。30 d后統(tǒng)計增殖結(jié)果,60 d后觀察生長特征,統(tǒng)計出苗數(shù),計算分化率。
1.2.3 不同有機添加物對根狀莖增殖與分化的影響 以1/2MS為基本培養(yǎng)基,附加有0.5 mg·L-1NAA,分別添加椰汁、香蕉泥和土豆汁作為不同處理,質(zhì)量濃度設(shè)置見表4。其中香蕉、土豆均去皮后用榨汁機榨成勻漿備用。設(shè)置對照組,將A1根狀莖接在培養(yǎng)基上,20條·處理-1,重復(fù)3次。40 d后統(tǒng)計增殖結(jié)果,60 d后統(tǒng)計出苗數(shù),計算分化率。
1.2.4 生根壯苗 將根狀莖誘導(dǎo)出的大于1 cm的不定芽小心地分開,接到生根培養(yǎng)基中。
1.3 培養(yǎng)條件
培養(yǎng)基中添加20.0 g·L-1蔗糖,6.0 g·L-1瓊脂,1.0 g·L-1活性炭,pH 5.6~5.8,培養(yǎng)室溫度(25±2)℃,光照14 h·d-1,光照強度2 000 lx。
1.4 數(shù)據(jù)分析
培養(yǎng)一段時間后統(tǒng)計新長出根狀莖數(shù),計算增殖倍數(shù),增殖倍數(shù)=新長出根狀莖數(shù)/接種根狀莖數(shù)。60 d后統(tǒng)計根狀莖的出苗數(shù)(苗以超過1.0 cm以上為標準),計算分化率,分化率=出芽根狀莖數(shù)/接種根狀莖總數(shù)×100%。結(jié)果采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件分析,用鄧肯氏新復(fù)極差測驗法(Duncan)進行差異顯著性分析。
2.1 不同雜交組合后代根狀莖在不同基本培養(yǎng)基上增殖與分化的情況
在不同的基本培養(yǎng)基上分別接種A1和A2根狀莖,根狀莖在10 d后開始萌動,15 d左右外植體基部切口處出現(xiàn)許多白色顆粒狀愈合組織,之后這些組織進一步發(fā)育生長,25 d開始出現(xiàn)小芽。培養(yǎng)30 d后根狀莖的增殖結(jié)果見表1。由表1可知,基本培養(yǎng)基種類對雜交蘭根狀莖增殖分化影響較明顯??傮w看來,1/2MS對于根狀莖增殖分化效果較好,1/2MS與MS相比較可知,過多的無機鹽也不利于雜交根狀莖的增殖和分化,KC和B5效果則較差。但是,A2根狀莖在VW培養(yǎng)基上的增殖效果要好于1/ 2MS,且其在VW培養(yǎng)基上增殖分化效果要好于A1根狀莖,這可能是由于雜交A1組合遺傳了親本大花蕙蘭更多的特性。綜合來看,1/2MS較適合雜交根狀莖的增殖和分化生長。
2.2 不同生長素和細胞分裂素對根狀莖增殖與分化的影響
在其他條件一致時,生長素NAA和2,4-D對根狀莖增殖和分化均有影響,結(jié)果見表2。隨著NAA質(zhì)量濃度的升高,根狀莖的增殖倍數(shù)也顯著提高,并以1.0 mg·L-1最佳,培養(yǎng)30 d后達到4.00。NAA為0.1~2.0 mg·L-1時,對分化率進行方差分析。結(jié)果表明:各處理的出苗根狀莖數(shù)和分化率差異顯著,說明NAA及其不同質(zhì)量濃度梯度對根狀莖增殖分化的影響不同。觀察到NAA為1.0和2.0 mg·L-1時形成較多叢生芽(圖1)。在0.1~2.0 mg·L-1范圍內(nèi),2,4-D對于根狀莖增殖分化的影響差異不顯著,培養(yǎng)60 d后觀察到分化的小苗較NAA處理的短而粗壯。綜合考慮,NAA促進增殖分化的效果優(yōu)于2,4-D。以1.0 mg·L-16-BA+1.0 mg·L-1NAA增殖分化效果最佳。
表2 NAA和2,4-D對根狀莖增殖和分化的影響Table 2 Effect of NAA,2,4-D on the proliferation and differentiation of rhizomes
在其他條件一致時,比較細胞分裂素6-BA和KT對根狀莖增殖分化的影響結(jié)果見表3。6-BA對根狀莖增殖分化具有極顯著的促進作用,6-BA質(zhì)量濃度為2.0 mg·L-1時增殖倍數(shù)達3.90,根狀莖為嫩綠色,生長快,質(zhì)量濃度為0.5~4.0 mg·L-1時,分化率隨著質(zhì)量濃度升高而降低。當KT質(zhì)量濃度為0.5~1.0 mg·L-1時,根狀莖增殖較多,但多為嫩黃色,叢生芽狀,生長較慢,質(zhì)量濃度超過1.0 mg·L-1易導(dǎo)致根狀莖玻璃化。由方差分析可見:KT對根狀莖分化結(jié)果差異性不顯著。綜合考慮,0.2 mg·L-1NAA+ 2.0 mg·L-16-BA對根狀莖的增殖分化效果最佳。比較表2和表3中的處理4,前者1.0 mg·L-16-BA+1.0 mg·L-1NAA增殖分化效果更好。
表3 6-BA和KT對根狀莖增殖和分化的影響Table 3 Effect of 6-BA,KT on the proliferation and differentiation of rhizomes
2.3 不同有機添加物及其用量對根狀莖增殖與分化的影響
在其他條件一致時,比較不同添加物處理對根狀莖增殖和分化的影響,結(jié)果見表4。培養(yǎng)40 d后,單獨添加3種有機物對雜交蘭根狀莖增殖均有促進作用,效果由大到小為椰汁>香蕉泥>土豆汁,隨添加物用量的增加,根狀莖增殖倍數(shù)下降。100.0 g·L-1香蕉泥和50.0 mL·L-1椰汁混合添加增殖效果最佳,優(yōu)于所有有機物單獨添加的效果。在幼苗分化方面,土豆汁處理中,分化率顯著高于椰汁和香蕉泥處理,并在處理間存在顯著性差異。椰汁和香蕉泥處理間在分化率方面無顯著性差異。綜合考慮,100.0 g·L-1香蕉泥+50.0 mL·L-1椰汁對根狀莖的增殖分化效果最佳。
表4 有機添加物用量對根狀莖增殖和分化的影響Table 4 Effect of organic additive concentration on the proliferation and differentiation of rhizomes
圖1 根狀莖增殖并出芽(A),根狀莖分化成苗(B),形成的叢生芽(C)Figure 1 Rhizomes proliferation and budding(A),rhizomes differentiate into seedlings(B),clustered shoots(C)
2.4 壯苗生根
將分化出大于1 cm的不定芽接入生根培養(yǎng)基1/2MS+0.2 mg·L-1赤霉素(GA3)+1.0 mg·L-1NAA+25.0 g·L-1蔗糖+2.0 g·L-1活性炭中,培養(yǎng)至15 d時,無菌苗開始生根,生根率達95%以上,長出肉質(zhì)根,待形成完整且較健壯植株時(約3個月)即可移栽。
不同基本培養(yǎng)基對蘭花雜交根狀莖增殖分化效果不同,以1/2MS效果較適宜,這與王利民等[10]、孫芳等[11]報道的結(jié)果一致。生長素NAA增殖分化效果優(yōu)于2,4-D,但是2,4-D有利于分化出較壯的小苗。這與朱根發(fā)等[1]報道的NAA對原球莖的增殖影響不大不同。6-BA對根狀莖增殖分化具有極顯著的促進作用,這與相關(guān)研究[1,12-13]結(jié)果相同,說明雜交蘭在原球莖(根狀莖)分化方面具有相似的特征。1.0 mg· L-16-BA+1.0 mg·L-1NAA對根狀莖增殖和分化最適。KT對根狀莖分化結(jié)果差異性不顯著,與相關(guān)報道低質(zhì)量濃度KT對原球莖增殖有明顯促進作用[14-16]不同,可能是試驗設(shè)計的質(zhì)量濃度過高或者是由于所試品種和外植體的生長階段不同。100 g·L-1香蕉泥+50 mL·L-1椰汁對根狀莖的增殖分化效果優(yōu)于分別單獨使用香蕉泥、椰汁和土豆汁。組織培養(yǎng)中常用的有機添加物如椰乳、番茄汁、蘋果汁和馬鈴薯等一些含有氨基酸、植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)和酶等有機物且成分較為復(fù)雜的天然復(fù)合物,它們對細胞和組織的增殖和分化有明顯的促進作用。王豐妍等[9]研究發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基中添加15 mL·L-1香蕉汁最有利于雜交蘭原球莖的增殖。由于有機添加物的不同品種、不同產(chǎn)地和有效成分含量存在較大差異。
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Proliferation and differentiation of rhizomes from a filial generation of Cymbidium goeringii×Cymbidium hybridum
SUN Yufen,NING Huijuan,ZHANG Shaoyi,CHU Yi,F(xiàn)AN Yirong
(School of Landscape Architecture,Zhejiang A&F University,Lin’an 311300,Zhejiang,China)
In order to sift out the optimum condition of proliferation and differentiation of rhizomes,using rhizomes from a filial generation ofCymbidium goeringii×C.hybridum,the effects of different basal medium[Murashige and Skoog(MS),1/2MS,Knudson C(KC),Vacin&Went(VW),B5],plant growth regulators[2,4-D,kinetin(KT),6-Benzylaminopurine(BA),and 1-Naphthalene acetic acid(NAA)]and organic additives(coconut milk,banana mud,and potato juice)on the proliferation and differentiation of rhizomes were compared.Results showed that 1/2MS was the optimal medium for proliferation of rhizomes.For differentiation ofC.goeringii×C.hybridum‘Wanderland’,2,4-D and KT had little effect;whereas 1/2MS supplemented with 1.0 mg·L-16-BA and 1.0 mg·L-1NAA was the best combination for proliferation and differentiation.The organic additive coconut milk had the strongest influence on proliferation of rhizomes,followed by favorable proliferation and differentiation with 100 g·L-1banana mud and 50 mL·L-1potato juice.[Ch,1 fig,4 tab.16 ref.]
horticulture;orchid;filial generation;rhizomes;proliferation;differentiation
S682.31
A
2095-0756(2014)01-0156-06
10.11833/j.issn.2095-0756.2014.01.024
2013-01-15;
2013-04-18
浙江省花卉新品種選育重大科技專項重點資助項目(2012C12909-11);浙江省重大科技專項(2009C12087);浙江省重點科技創(chuàng)新團隊子項目(2009R50034-10)
孫玉芬,從事園林植物良種繁育研究。E-mail:sunnay1122@126.com。通信作者:寧惠娟,講師,博士研究生,從事園林植物良種選育等研究。E-mail:ninghuijuan@21cn.com