兰花的组织培养

兰花的组织培养

张婷婷20081070175

摘要: 对兰花的组织培养进行了综述。着重阐述了兰花组织培养中组织培养程序、外植体的选择、培养基与激素的选择、培养方式和培养条件的研究进展情况。

关键词: 兰花; 组织培养; 外植体; 培养基

兰科(Orchidaceae) 是有花植物中最大的一个科, 约有800 属, 25 000～30 000 种, 广泛分布于全球各地。兰花是整个兰科植物的总称, 常见的有春兰、蕙兰、建兰、蝴蝶兰、石斛、卡特兰, 文心等, 其花具有极高的欣赏价值和经济价值。有些种类如天麻等则具有极高的药用价值。兰花的组织培养始于20世纪60 年代。Morel[1]采用大花蕙兰的茎尖, 在含有细胞分裂素的KC 培养基上进行培养, 茎尖分生组织膨大形成原球茎, 并分化出根和叶, 首次获得兰花无病毒小植株。目前大约已有60 余属数百种兰花可以用组织培养的方法进行繁殖。

1 组织培养程序与外植体选择

种子、胚形态建成途径

用于兰花离体繁殖的外植体材料很多, 通常选择有新芽、幼叶、茎尖等。茎尖是最早用于兰花快速繁殖的外植体。大花蕙兰(Cymbidium) 、嘉德丽亚兰(Cattleya) 、石斛兰(Dendrobim) 蝴蝶兰( Phalaeanopsis) 、文心兰(Oncidium) 等首先在茎尖培养中取得成功[2]。侧芽的应用也很广泛, 一般认为带1～2 个叶原基的茎原椎成活率高, 中间部位侧芽成活率及生长率较高。但因为有的兰花只生一茎,摘取茎尖就有可能丧失母株, 因此, 人们在更大范围内寻找外植体。用叶片作外植体可以减轻或避免对母株的伤害。大多数以叶片为外植体的成功报道是取试管苗的幼叶为培养材料, 从成熟植株上取幼叶为外植体培养成功的报道不多。有研究指出: 蝴蝶兰试管苗幼叶原球茎发生率可达90%, 而成熟叶对诱导反应极弱[。这可能是由于成熟植物组织向培养基中释放高浓度的抑制生长物质, 严重影响兰花组织的存活。现已报道的蝴蝶兰外植体材料各异, 不同的外植体其诱导的效率也不同

表1 不同外植体原球茎的诱导效率

外植体最高诱导率/% 特点( 见参考文献)

子100 产生性状分离, 可用于育种

胚80 产生性状分离, 可用于育种

花梗节间88 保持母株性状, 取材受时间限制

花梗腋芽94 保持母株性状, 取材受时间限制[

叶片( 未切割) 90 保持母株性状, 对母株伤害不大

叶片( 切割) 61 保持母株性状, 对母株伤害不大[

根尖75 保持母株性状, 对母株无影响

茎尖100 保持母株性状, 损伤母株

原球茎( Protocorm-likebody) 是兰科植物组织培养产生的特有现象, 是兰花组织培养的

重要形式之一。自1960 年Morel 由惠兰属的象牙色惠兰、罗式惠兰、显花惠兰、达式惠兰等的茎尖培养获得无病毒兰花植株以来 , 多年来经过大量的试验与研究,得出影响原球茎

诱导的原因有: ( 1) 不同外植体间的诱导差异。如以叶尖、根尖、花梗芽等不同外植体来诱导原球茎, 其诱导率有所不同; 即使是同一叶片,采自不同部位的诱导率也不同。( 2) 不同培养基和不同激素种类及配比的影响, 从MS 和KC 培养基上均能诱导出原球茎。由MS 培养基诱导出的原球茎生长迅速, 有利于增殖, 而KC 培养基则有利于芽的分化。供试外植体在无激素空白培养基上均未诱导出原球茎, 在其他培养基上亦存在着诱导差异。最适于叶片培养的搭配是MS+ 6-BA3. 0mg/ L, 适于根尖和茎尖的激素浓度是6-BA0. 5mg/ L。NAA 对蝴蝶兰原球茎的产生无促进作用。( 3) 不同浓度的6-BA和NAA 组合对蝴蝶兰原球茎诱导率的影响。原球茎的诱导不仅取决于6-BA 和NAA 的绝对数量, 而且取决于二者的相对比例。在

6-BA/ NAA 比值最大的条件下, 诱导率处于最低状态; 在6-BA/ NAA 比值最小的条件下, 诱导率也接近最低。当6-BA/NAA 比值接近10∶1 时诱导率较大。

2 培养基与激素

适量的提取物，如在培养基中添加番茄汁、蛋白胨、酵母提取液、水解蛋白、苹果汁、香蕉汁等可促进兰花种子的萌发。附加香蕉泥对原球茎的增殖有明显的促进作用。香蕉匀浆物在KC培养基和White培养基是最适合原球茎增殖的添加物。水解酪蛋白对于原球茎的增殖有明显的促进作用。81。另外，胰蛋A胨、酵母提取物和KC培养基一起使用对原球茎的增殖有促进作用，但酵母提取物在White培养基上使用，对原球茎的增殖却有抑制作用用于兰花组织培养的培养基种类繁多, 常用培养基有: KC、MS、VW、BM及改良型。周俊辉等在对蝴蝶兰的研究中表明: 改良KC 对原球茎的增殖效果最好, 其次为1 /3MS, 原球茎增殖应以较低的无机盐浓度为好; 并且在培养中, 添加一定浓度( 2～3 g·L- 1) 活性炭时, 对原球茎的增殖有促进作用。何松林指出: 蝴蝶兰在生根过程中对矿物质盐的需求量较小, 而在长苗过程中则对微量元素和有机成分的需求量稍高一些。目前常使用的外源激素主要是生长素类( 如

IAA、2, 4- D 和NAA) 和细胞分裂素类( 如BA、ZT 和KT) 。一种认为激素能够诱导胚发育形成原球茎, 还可大大加快个体发生和形态建成的速度; 在原球茎的诱导阶段, 加生长素

如NAA 和细胞分裂素对原球茎的诱导有利, 加细胞分裂素对原球茎的分化有促进作用; 生

根诱导时只需生长素即可。Seeni 等提出, BA 在兰花组织培养中对叶诱导与芽增殖起着重要作用。何子育等则认为在增殖生根与壮苗阶段不需加任何激素。

组织培养中常用的有机添加物如椰子汁、香蕉和马铃薯等是一类含有氨基酸、激素和酶等有机成分较为复杂的天然复合物。多数研究证明, 它们对细胞和组织的增殖与分化有明显的促进作用。在对蝴蝶兰的叶片诱导原球茎的研究中发现: 添加18%的椰子汁时, 每个外植体叶块上产生的原球茎颗粒既多又健壮。Mao 等研究了建兰原球茎的增殖和分化的影响因素, 发现在液体培养基中添加活性炭、苹果汁、香蕉汁和椰子汁进行悬浮培养, 建兰原球茎的生长和发育状态可达到最佳。蔗糖作为培养基的能源物质和渗透调节剂, 对原球茎的生长影响较大, 不同浓度对兰花组培的作用不同。2%的蔗糖有利于兰属原球茎的生长; 2%～3%的蔗糖促进芽的形成, 而根的分化和生长则以5%蔗糖最适合。活性炭可减少污染, 抑制离子的吸收