杜鹃花为杜鹃花科杜鹃花属常绿或落叶小灌木,具有品系多、开花早、花色充沛、花期长等特性。近几年,由于扦插繁育技术的扩展,我国杜鹃花产量有了提升。但是,名贵品类因母本少、繁育系数低,仍不能满意社会需要。而组织培养正是实现杜鹃花工厂化育苗的有用方法。下面将其简单介绍如下:
一、杜鹃花组培的基本技术环节
杜鹃花组织培养,通常应用的外植体为茎尖、茎节和花蕾等。因花蕾的分化较为困难,周期长;茎尖的取材受到一定制约,故国内多采用茎节为初代培养的外植体。
杀菌处理时,杀菌能力较强的升汞(氯化汞)易酿成外植体材料的褐变死亡,不宜应用。试验表明,采用饱和的次氯酸钙液上清液或5%的次氯酸钠液作为灭菌剂,成效较好,处理时间为15至20分钟。为增加灭菌成效,还可加入1%的克菌丹或0.1%的吐温-20(山梨糖醇)配合利用。材料灭菌前的预处理,通常采用70%酒精浸泡,不超过30秒。此外,用中性洗涤剂进行材料的预处理,亦可有用下降其灭菌后的污染率。外植材料灭菌流程为:洗衣粉液浸泡20分钟?流水冲洗至清?70%酒精浸泡30秒?灭菌水冲洗1分钟?5%次氯酸钠浸泡15分钟?灭菌水漂洗3次,每次1分钟。如此,可将外植体污染率下降到15%以下。
杜鹃花组培所用培养基,为Andeson改良MS培养基:将MS培养基中的硝酸铵和硝酸钾用量分别减至1/4,取消了碘化钾成分,铁盐的用量加强一倍。因杜鹃花科植物原产于高山酸性土壤,培养基的pH值宜为5.0至5.4。培养室温度25摄氏度,光照强度3000勒克斯,光照时间12至14小时。
杜鹃花在诱芽培养中利用的激素较一般植物有异,需要活性较强的细胞激动素类物质,才能达到满足的成效。试验表明,应用ZT的诱芽效应最为明显;添加KT的处理几乎无丛芽或侧芽产生,仅是原茎尖的伸长;而选用6-BA处理,则引起培养材料的褐变加剧,成效反不如对照。此外,在其后的增殖培养中,杜鹃花对细胞激动素种类的要求,仍以添加ZT为好。
国外在杜鹃花的组培中多应用2ip作为外源细胞激动素,成效较ZT好。但从经济的角度考虑,仍推荐利用ZT。
二、杜鹃花的初代和继代增殖培养
杜鹃花初代诱芽培养,NAA浓度不得超过0.1mg/L,ZT用量的增大对诱芽效应有显著促使作用。但提升ZT浓度时,NAA浓度不宜同步加强,ZT/NAA值较大为好。从经济培养的意义出发,初代培养的激素配比以ZT5+NAA0.01(mg/L)为宜,培养1个月左右时,诱芽率即可达100%,诱芽系数6.5。
杜鹃花继代增殖培养,对细胞激动素要求比初代培养有所降低。尽管增殖效应仍随ZT用量的加强而上升,但已不如初代培养时那么显著。此外,用于增殖培养的材料性质差别,其增殖效应也不尽相同,品系间亦存在明显的差异性。供试品系中,‘小桃红’以采用丛芽为增殖培养体时的增殖系数较高(7.6);而‘花春雨’则反之,以取用芽条时的反应为佳(7.5)。
杜鹃花组织培养,从接种到诱芽出现,所需的时间显著长于月季和菊花等,故其继代增殖培养的周期也较长。试验中分别以30天和45天为培养周期进行了统计,在各激素水平配比处理中,其增殖芽总数,培养45天要比培养30天的高出50%至80%。所以,杜鹃花组培过程中,过于频繁地切割、转换培养,反达不到快繁的目的。
三、试管苗的生根培养及移栽
杜鹃花的生根培养虽不十分困难,但对培养基的要求仍与一般植物差别。其一,基本培养中无机盐大量元素的用量不能减半;其二,蔗糖的用量仍为30g/L,成长素NAA的添加量以1.5至2.0mg/L为好,培养45天时的生根率为60%左右。
供生根培养的试管苗,要求高15厘米以上,具7片以上真叶,发育健壮。生根培养2周后始见发根,6周时达最高生根率。试验中曾发现,在增殖培养过程中用KT或6-BA取代ZT时,虽诱芽、增殖效应较差,但芽条发育较粗壮。因此,在增殖培养达到一定群体数量后,用KT或6?BA进行继代培养处理,可使生根率和移栽成活率显著提升。此外,在生根培养基中添加2g/L的活性炭,可使试管苗个体发育明显增强,1个月后生根率可达到90%以上。
国外的研究资料表明,某些通例繁育(扦插)极难生根的植物,经组织培养后获得的试管苗,生根会容易许多。有些可不经生根培养直接移植到生根介质中,生根率可达100%,3至4周后即可移入温室进行盆栽。此类生根介质为草炭土、蛭石、珍珠岩的混在一起物,pH以4至4.5为宜。
生根试管苗的移栽入土,种植基质为1∶1的草炭生+蛭石混在一起物。表层要求过筛,以利根系附着;下层铺粗粒,以利基质渗水。移栽时用镊子去除根部附着的培养基(不可伤害根系)。用镊尖将基质拨一小洞,把根系放入,盖土,轻轻压实,浇足水。试管苗移栽成活的关键是保证一定的温、湿条件,移栽环境和试管培养时的条件相差悬殊,常酿成移栽苗成长不适或死亡。
试管生根苗的移栽纵然在全年均可进行,但在不具备生根室的状况下,仍以春、秋两季进行较为稳妥方便。
四、组培技术在杜鹃花新品类选育中的利用
试验初期,鉴于杜鹃花外植体灭菌困难,可供试验的接种群体太小,不能满意正常试验的进行。为尽快筛选出合适的培养基配方及相应的培养条件,笔者结合杂交育种,采用杂交种子试管发芽的措施,再用试管实生苗的上胚轴为外植体进行研究,取得了事半功倍的成效。笔者发现,杜鹃花的杂种实生苗通例播种繁育需3至5年才能开花,而经上胚轴培养的杂种实生苗,移栽后第二年即可开花,大大缩短了杂种实生苗的童期,对加速显花、结果类植物的育种进程具有主要意义。
一般来说,种子的灭菌处理较其他器官或组织容易得多。杜鹃花杂交种子的灭菌处理为:70%酒精表面浸泡1分钟,灭菌水漂洗后转0.1%升汞液浸泡10分钟,灭菌水漂洗3次,每次1分钟以上。灭菌后再剖实取籽、接种培养,接种两周始见发芽。出苗后取用上胚轴进行诱芽快繁,繁育系数较高。成苗后,可取茎尖或茎节再培养,培养条件和办法同前。国内组织培养涉及新品系选育的不多,特别是在观赏园艺植物方面。从扩展的角度看,组培技术要坚持较强的生命力,就不该离开新品类的选育。因此,有机地将组培技术与杜鹃花新品类选育结合起来,对提升绿地植物景观的建设水平、促使杜鹃花的产业化扩展,均是十分有益的。