杜鵑花為杜鵑花科杜鵑花屬常綠或落葉小灌木,具有品種多、開(kāi)花早、花色豐富、花期長(zhǎng)等特點(diǎn)。近幾年,由于扦插繁殖技術(shù)的發(fā)展,我國(guó)杜鵑花產(chǎn)量有了提高。但是,名貴品種因母本少、繁殖系數(shù)低,仍不能滿足社會(huì)需要。而組織培養(yǎng)正是實(shí)現(xiàn)杜鵑花工廠化育苗的有效措施。下面將其簡(jiǎn)單介紹如下:
一、杜鵑花組培的基本技術(shù)環(huán)節(jié)
杜鵑花組織培養(yǎng),通常使用的外植體為莖尖、莖節(jié)和花蕾等。因花蕾的分化較為困難,周期長(zhǎng);莖尖的取材受到一定限制,故國(guó)內(nèi)多采用莖節(jié)為初代培養(yǎng)的外植體。
殺菌處理時(shí),殺菌能力較強(qiáng)的升汞(氯化汞)易造成外植體材料的褐變死亡,不宜使用。試驗(yàn)表明,采用飽和的次氯酸鈣液上清液或5%的次氯酸鈉液作為滅菌劑,效果較好,處理時(shí)間為15至20分鐘。為加強(qiáng)滅菌效果,還可加入1%的克菌丹或0.1%的吐溫-20(山梨糖醇)配合使用。材料滅菌前的預(yù)處理,通常采用70%酒精浸泡,不超過(guò)30秒。此外,用中性洗滌劑進(jìn)行材料的預(yù)處理,亦可有效降低其滅菌后的污染率。外植材料滅菌流程為:洗衣粉液浸泡20分鐘?流水沖洗至清?70%酒精浸泡30秒?滅菌水沖洗1分鐘?5%次氯酸鈉浸泡15分鐘?滅菌水漂洗3次,每次1分鐘。如此,可將外植體污染率降低到15%以下。
杜鵑花組培所用培養(yǎng)基,為andeson改良ms培養(yǎng)基:將ms培養(yǎng)基中的硝酸銨和硝酸鉀用量分別減至1/4,取消了碘化鉀成分,鐵鹽的用量增加一倍。因杜鵑花科植物原產(chǎn)于高山酸性土壤,培養(yǎng)基的ph值宜為5.0至5.4。培養(yǎng)室溫度25℃,光照強(qiáng)度3000勒克斯,光照時(shí)間12至14小時(shí)。
杜鵑花在誘芽培養(yǎng)中使用的激素較一般植物有異,需要活性較強(qiáng)的細(xì)胞激動(dòng)素類物質(zhì),才能達(dá)到滿意的效果。試驗(yàn)表明,使用zt的誘芽效應(yīng)最為顯著;添加kt的處理幾乎無(wú)叢芽或側(cè)芽發(fā)生,僅是原莖尖的伸長(zhǎng);而選用6-ba處理,則導(dǎo)致培養(yǎng)材料的褐變加劇,效果反不如對(duì)照。此外,在其后的增殖培養(yǎng)中,杜鵑花對(duì)細(xì)胞激動(dòng)素種類的要求,仍以添加zt為好。
國(guó)外在杜鵑花的組培中多使用2ip作為外源細(xì)胞激動(dòng)素,效果較zt好。但從經(jīng)濟(jì)的角度考慮,仍推薦使用zt。
二、杜鵑花的初代和繼代增殖培養(yǎng)
杜鵑花初代誘芽培養(yǎng),naa濃度不得超過(guò)0.1mg/l,zt用量的增大對(duì)誘芽效應(yīng)有明顯促進(jìn)作用。但提高zt濃度時(shí),naa濃度不宜同步增加,zt/naa值較大為好。從經(jīng)濟(jì)培養(yǎng)的意義出發(fā),初代培養(yǎng)的激素配比以zt5+naa0.01(mg/l)為宜,培養(yǎng)1個(gè)月左右時(shí),誘芽率即可達(dá)100%,誘芽系數(shù)6.5。
杜鵑花繼代增殖培養(yǎng),對(duì)細(xì)胞激動(dòng)素要求比初代培養(yǎng)有所下降。雖然增殖效應(yīng)仍隨zt用量的增加而上升,但已不如初代培養(yǎng)時(shí)那么明顯。此外,用于增殖培養(yǎng)的材料性質(zhì)不同,其增殖效應(yīng)也不盡相同,品種間亦存在顯著的差異性。供試品種中,‘小桃紅’以采用叢芽為增殖培養(yǎng)體時(shí)的增殖系數(shù)較高(7.6);而‘花春雨’則反之,以取用芽條時(shí)的反應(yīng)為佳(7.5)。
杜鵑花組織培養(yǎng),從接種到誘芽產(chǎn)生,所需的時(shí)間明顯長(zhǎng)于月季和菊花等,故其繼代增殖培養(yǎng)的周期也較長(zhǎng)。試驗(yàn)中分別以30天和45天為培養(yǎng)周期進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),在各激素水平配比處理中,其增殖芽總數(shù),培養(yǎng)45天要比培養(yǎng)30天的高出50%至80%。所以,杜鵑花組培過(guò)程中,過(guò)于頻繁地切割、轉(zhuǎn)換培養(yǎng),反達(dá)不到快繁的目的。
[page] 三、試管苗的生根培養(yǎng)及移栽
杜鵑花的生根培養(yǎng)雖不十分困難,但對(duì)培養(yǎng)基的要求仍與一般植物不同。其一,基本培養(yǎng)中無(wú)機(jī)鹽大量元素的用量不能減半;其二,蔗糖的用量仍為30g/l,生長(zhǎng)素naa的添加量以1.5至2.0mg/l為好,培養(yǎng)45天時(shí)的生根率為60%左右。
供生根培養(yǎng)的試管苗,要求高15厘米以上,具7片以上真葉,發(fā)育健壯。生根培養(yǎng)2周后始見(jiàn)發(fā)根,6周時(shí)達(dá)最高生根率。試驗(yàn)中曾發(fā)現(xiàn),在增殖培養(yǎng)過(guò)程中用kt或6-ba取代zt時(shí),雖誘芽、增殖效應(yīng)較差,但芽條發(fā)育較粗壯。因此,在增殖培養(yǎng)達(dá)到一定群體數(shù)量后,用kt或6?ba進(jìn)行繼代培養(yǎng)處理,可使生根率和移栽成活率明顯提高。此外,在生根培養(yǎng)基中添加2g/l的活性炭,可使試管苗個(gè)體發(fā)育顯著增強(qiáng),1個(gè)月后生根率可達(dá)到90%以上。
國(guó)外的研究資料表明,某些常規(guī)繁殖(扦插)極難生根的植物,經(jīng)組織培養(yǎng)后獲得的試管苗,生根會(huì)容易很多。有些可不經(jīng)生根培養(yǎng)直接移植到生根介質(zhì)中,生根率可達(dá)100%,3至4周后即可移入溫室進(jìn)行盆栽。這種生根介質(zhì)為泥炭土、蛭石、珍珠巖的混合物,ph以4至4.5為宜。
生根試管苗的移栽入土,栽培基質(zhì)為1∶1的泥炭生+蛭石混合物。表層要求過(guò)篩,以利根系附著;下層鋪粗粒,以利基質(zhì)滲水。移栽時(shí)用鑷子去掉根部附著的培養(yǎng)基(不可損傷根系)。用鑷尖將基質(zhì)撥一小洞,把根系放入,覆土,輕輕壓實(shí),澆足水。試管苗移栽成活的關(guān)鍵是保證一定的溫、濕條件,移栽環(huán)境和試管培養(yǎng)時(shí)的條件相差懸殊,常造成移栽苗生長(zhǎng)不適或死亡。
試管生根苗的移栽雖然在全年均可進(jìn)行,但在不具備生根室的情況下,仍以春、秋兩季進(jìn)行較為穩(wěn)妥方便。
四、組培技術(shù)在杜鵑花新品種選育中的應(yīng)用
試驗(yàn)初期,鑒于杜鵑花外植體滅菌困難,可供試驗(yàn)的接種群體太小,不能滿足正常試驗(yàn)的進(jìn)行。為盡快篩選出合適的培養(yǎng)基配方及相應(yīng)的培養(yǎng)條件,筆者結(jié)合雜交育種,采用雜交種子試管發(fā)芽的方法,再用試管實(shí)生苗的上胚軸為外植體進(jìn)行研究,取得了事半功倍的效果。筆者發(fā)現(xiàn),杜鵑花的雜種實(shí)生苗常規(guī)播種繁殖需3至5年才能開(kāi)花,而經(jīng)上胚軸培養(yǎng)的雜種實(shí)生苗,移栽后第二年即可開(kāi)花,大大縮短了雜種實(shí)生苗的童期,對(duì)加快顯花、結(jié)果類植物的育種進(jìn)程具有重要意義。
一般來(lái)說(shuō),種子的滅菌處理較其他器官或組織容易得多。杜鵑花雜交種子的滅菌處理為:70%酒精表面浸泡1分鐘,滅菌水漂洗后轉(zhuǎn)0.1%升汞液浸泡10分鐘,滅菌水漂洗3次,每次1分鐘以上。滅菌后再剖實(shí)取籽、接種培養(yǎng),接種兩周始見(jiàn)發(fā)芽。出苗后取用上胚軸進(jìn)行誘芽快繁,繁殖系數(shù)較高。成苗后,可取莖尖或莖節(jié)再培養(yǎng),培養(yǎng)條件和方法同前。國(guó)內(nèi)組織培養(yǎng)涉及新品種選育的不多,特別是在觀賞園藝植物方面。從發(fā)展的角度看,組培技術(shù)要保持較強(qiáng)的生命力,就不該離開(kāi)新品種的選育。因此,有機(jī)地將組培技術(shù)與杜鵑花新品種選育結(jié)合起來(lái),對(duì)提高綠地植物景觀的建設(shè)水平、促進(jìn)杜鵑花的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,都是十分有益的。