七、兜兰的繁育

七、兜兰的繁育

无菌播种是目前兰科植物繁育的常规方法。兜兰种子的萌发和发育受到种类(遗传特性)、种子质量、种子成熟度、种子预处理、培养方法、培养条件等多种因素的影响。无菌播种的第一步是要获得高质量的种子。一般选择无病虫害、生长健壮、花色和花型好的个体建立制种圃,然后在开花时进行人工授粉。授粉时间为花朵展开后1周。刚开花时,由于花朵发育未成熟,柱头光滑,难以黏住花粉块。当花朵快凋谢时,许多花粉已经失去活力,柱头的活性较差,授粉后产生的种子数量少。授粉一般在晴天上午10~11点进行,授粉后做好标记,做好授粉植株的水肥和光照管理,保证种子的正常发育。

种子成熟度是影响兜兰种子萌发的关键因素之一。研究发现随着种子的不断发育和成熟,种子萌发率均呈现出先升高后降低的趋势,普遍存在成熟种子萌发困难的现象。由圆球形胚纵向延伸形成椭球形胚之时,兜兰种子的萌发率最高。种皮完全皱缩后,种子基本不能萌发。在不同种类的种子成熟期有所差异,例如授粉后90d的杏黄兜兰萌发最佳,卷萼兜兰、带叶兜兰为授粉后130d,彩云兜兰、汉氏兜兰、波瓣兜兰为授粉后180d,小叶兜兰为授粉后255d。同色兜兰授粉后小于60d的种子不萌发,150d的种子萌发率最高,超过150d的种子萌发率下降。波瓣兜兰小于120d的种子不萌发,大于210d的种子萌发率低甚至不萌发。

兜兰种子萌发常用的培养基约有以下10种:R、RE、MS、GD、Heller、花宝(Hyponex,H)、KC、Thomale GD、VW、Harvais。基本培养基中所含的矿物质对种子萌发和原球茎发育都有较大影响。彩云兜兰在1/2 MS或Hyponex N026 培养基上萌发率较高,原球茎能正常发育成苗;而在VW上,种子萌发率高但原球茎发育不良,仅有14%的原球茎发育成苗,在RE上,种子启动萌发时间较长,二者均不适合彩云兜兰种子的萌发。低盐分的培养基更适合兜兰种子萌发,高盐分的培养基会降低萌发率。MS培养基更适合兜兰的种子无菌萌发,根据不同种类设定从1/10 MS到MS不等。小叶兜兰在低盐浓度的MS改良培养基,即1/4 MS和1/2 MS上萌发率最高,两者无显著差异,授粉后255d的种子萌发率分别能达到86.67%和90.71%。白旗兜兰在1/4 MS培养基上萌发率(79 %)高于在1/2 MS培养基上的萌发率,在RE培养基上,萌发率虽然最高,但后期原球茎不能分化成苗。综合来看,1/4 MS基本培养基最适合多种兜兰种子的萌发。

在培养基中添加合适的有机物会促进种子的萌发。有机添加物的种类有多种,如椰乳、香蕉泥、土豆泥、蛋白胨、水解酪蛋白等。在培养基中添加香蕉对带叶兜兰的种子萌发具有显著的促进作用,种子萌发率达95%,生长状况较好,且在添加香蕉和土豆的培养基中,原球茎的褐化率都较低。但苹果汁和香蕉汁不利于同色兜兰种子萌发,椰乳(100mL/L)和蛋白胨(1g/L)对其萌发有促进作用。在各种有机添加物中,椰乳的效果最好,这可能与椰乳中富含玉米素等植物生长调节剂有关。(https://www.daowen.com)

培养基中添加适量的活性炭有助于种子萌发。一般添加0.5~2.0g/L的活性炭为宜,过高浓度的活性炭会吸收培养基中的营养物质,抑制种子萌发。杏黄兜兰在添加2g/L活性炭的1/5MS培养基上萌发率显著高于不含活性炭的培养基。与之类似,白旗兜兰在添加0.2%活性炭的改良BM和KC培养基上,萌发率显著高于未添加活性炭的处理。活性炭的有无对杏黄兜兰胚的萌发起重要作用,对幼苗生长也有明显的促进作用。未添加活性炭的植株基部容易褐化。兜兰胚培养过程中会分泌较多的酚类物质,除了添加活性炭外,还可添加一些抗氧化的物质,如抗坏血酸、PVP等,可减轻褐化程度。

兜兰种子的无菌萌发一般不需要添加植物生长调节剂。但添加适宜的激素有利于种子萌发后原球茎的生长发育。同色兜兰、彩云兜兰等在添加0.5mg/L NAA的培养基上能正常萌发,且发育较好,高浓度的BA和NAA则会降低兜兰种子的萌发率或使种子推迟萌发。

在兜兰原球茎增殖分化过程中,细胞分裂素(如BA)对增殖倍数有重要影响,生长素(如NAA)对芽的生长起促进作用,二者浓度的合理组合才能达到最佳的促进效果。不同种兜兰原球茎增殖分化所需的激素配比不同。魔帝兜兰、同色兜兰等在6-BA与NAA浓度比为10∶1时原球茎增殖分化最好。白花兜兰在6-BA与NAA浓度比为20∶1时,长瓣兜兰6-BA与NAA浓度比为5∶1时,原球茎增殖分化较好。一般来说,添加的植物生长调节剂浓度不宜过高,低浓度的生长素和细胞分裂素下,植株生长更为健康,高浓度的植物生长调节剂和长时间的培养可能导致植物体外培养的变异。

兜兰属植物的无性克隆是国内外公认的技术难点,也是制约其商业推广的重要因素。无性克隆困难的原因主要是外植体易受细菌和真菌污染、自身生长缓慢、培养中容易褐化等,但杂交种的组织培养比原生种相对容易。