营林型月季栽培技术

营林型月季栽培技术

0生物组织培养技术玫瑰是中国四大著名花之一，被称为“花卉皇后”，具有很高的观赏价值和商业价值。月季具有花色多、花期长、枝叶繁茂、抗寒、抗旱、适应性强、管理容易等特点,是园林绿化和鲜花市场上十分重要的材料,商业价值较高。目前世界各地栽培的月季,大多以中国月季为亲本,经长期不断地选育和反复杂交而成,部分杂交后代存在观赏价值高,但种子萌发率低的现象。有性杂交育种和芽变选种也是月季较为常用的育种方法,但因月季基因组的复杂性和远缘杂交的不亲和性,加大了杂交育种的难度,而使组织培养成为月季较为有效的育种手段。植物组织培养技术是花卉新品种培育的一种必不可少的手段,用组织培养方法可大大提高部分茶香和藤本月季的繁殖速度,且植株根系发达、生长健壮、苗木整齐,是批量繁殖生产月季商品苗的一种重要途径。一方面,组织培养可有效地保持母株的优良性状;而另一方面,在组织培养过程中常常伴随着体细胞无性系变异,这种变异远远高于自然突变频率,对植物品种改良和选育新品种具有重要意义。1玫瑰育种研究1.17年至1979年的杂交育种月季育种和品种演化基本过程:第一个时期是种间杂交是自然发生的过程,新品种的产生只来源于自然授粉。利用杂交遗传规律,育种学家开始从质量遗传的角度来考虑月季育种;第二个时期开始于定向育种技术的应用;第三个时期是1967年至今,1967年英国人Hill以藤本杂种茶香月季为试验材料。成功地从愈伤组织中诱导出体胚,是生物技术真正应用到月季育种中的标志。此时期的关键是引入有利于改变内在品质的基因。月季的杂交育种有2种方式,即传统的品种间杂交和种间或变种间进行远缘杂交。随着科学的发展人们对月季育种提出了新的更高的要求,由原来的以品种外在特征为主转变到更加注重其内在品质,如抗病虫害、抗旱、抗寒、耐热性的提高等,这些是品种间杂交难以解决的。近年来随着分子生物学的迅猛发展,生物技术作为月季育种的新方法已经起步,在花色、抗病、鲜切花保鲜等领域的育种上取得一些进展。1.2抗黑斑病基因的研究在国外,自17—18世纪月季传入英、法后,欧洲人才迅速用之作为杂交育种的重要亲本。他们用中国月季、蔷薇与欧洲原有的蔷薇杂交并多次回交,最终创造出许多优秀的月季新类型,新品种、是世界杂交育种史上两大奇迹之一。现在已经培育出2万多个园艺品种,遍布世界各地。国外月季育种研究较为深入,尤其是法国、德国、西班牙、美国、加拿大、英国、以色列、墨西哥等国家。德国栽培植物育种研究联合中心、观赏植物育种研究所(IOPB)是著名的月季研究中心,以Debener博士为主的实验室在过去的10多年间开展了大量的有关月季蔷薇类植物的遗传育种方面的研究工作,主要包括月季重要性状的遗传研究和分子标记分析等,成功构建了玫瑰的细菌人工染色体(BAC)文库。而且筛选出了28种对黑斑病有高抗性的基因型,同时绘制出抗黑斑病基因的精细物理图谱。目前进行中的8个研究项目主要集中在以下几个方面:蔷薇野生种重要基因的分离;通过转基因、原生质培养等技术培育抗真菌、霉菌病害新品种;野蔷薇抗黑斑病基因的遗传和分子描述及作为抗黑斑病育种资源的评价等。法国的InstitutMeditetTaneend_EcologieetdePaJeoeIogie(IMEP),以Gudin教授为主的月季育种组在月季育种方面开展大量的研究,进行了杂交关键技术的研究,包括各种条件下花粉的育性、花粉和柱头的不亲和性、月季杂交种种子的处理及萌发的合适条件等,并开展了月季胚培养的研究工作。美国Clemson大学的Ballard等构建了较好的月季连锁图谱,而且对月季四季开花基因开展了研究。新中国成立后,中国园艺工作者开始在月季资源收集、保护、育种等方面做出很大的努力并取得了阶段性的成绩,为干旱寒冷地区选育了露地栽培的月季新品种。中国农科院培育出抗寒、抗旱性均强,连续开花性好的野生种弯刺蔷薇、疏花蔷薇等参与现代月季杂交,培育出了耐低温、抗病性强、生长健壮的优良品种。河南焦作市培育的白色无刺品种‘挚友’可与德国法兰克福培育的无刺红玫瑰相媲美。新疆石河子地区园林科研所用高度耐寒的宽刺蔷薇、弯刺蔷薇与130个优良的现代月季品种杂交,选育出能在-32℃低温下自然露地越冬、一年三季开花的月季新品系。北京林业大学张启翔教授等近年来开展了月季抗黑斑病转基因育种研究;赵梁军等用中国的荷花蔷薇与无刺蔷薇等进行杂交有望选育出新的优良品种;刘青林博士开展了月季切花衰老相关基因遗传分析、遗传转化及育种研究;中国科学院华南植物研究所李美茹等综述了月季的组织培养和基因转化研究进展,并开展了有关的花色育种研究;北京市园林科学研究所勇伟等进行了大量的杂交育种研究并和中国科学院遗传研究所合作进行了月季种质的鉴定和多样性分析;北京植物园搜集了大量的野生种、古老品种和现代品种并开始了杂交育种工作;江苏省农科院的王国良收集了大量品种及各品种的相应变种,借助遗传标记进行特异性位点的分析研究。现在还有很多蔷薇属种质资源迄今尚未在国内外应用于月季育种,大量的基因资源还没有(或很少)得到开发利用,如将这些各具特色的遗传资源应用于现代月季的育种,必将在培育月季新品种方面产生新的突破。1.3“玫瑰”与“月季”的形态特征不同月季是中国的专用名词,在国外蔷薇属花卉植物通称“rose”,译成汉语为“玫瑰”。而在中国,根据刺、叶、花等形态特征,将国外所谓的“玫瑰”又细分为“玫瑰”、“蔷薇”和“月季”3大类。而月季又依据其花形、叶形、茎干直立性等形态特征,再细分为大花茶香月季(HybridTeaRoses)、丰花月季(FloribundaRoses)、藤本月季(Climbingroses)、地被月季(ShrubRoses)和微形月季(MiniatureRoses)等。通过若干年的不断努力,人们已培育出的月季品种2万多个。2组培再生系统组织培养技术具有可人工控制生长条件,不受地区、季节和灾害性气候等自然条件的限制,繁殖速度快,可全年连续生产等优点。在组织培养过程中常常伴随着体细胞无性系变异,对植物品种改良和选育新品种具有重要的意义。为了进行基因转化、突变育种、快速繁殖和品种保存,必须建立植株的再生系统。1967年Hill首次报道月季的组培再生器官研究,随后又有多篇论文报道:在‘Soraya’、‘Baccara’等品种上实现了通过体细胞胚状体发生和器官发生途径再生完整植株直至开花。刘会超等从影响植株快繁、愈伤诱导、体细胞胚状体和器官发生、植株再生等方面阐述月季的组织培养研究进展。2.1通过腋芽发芽路径建立月植物群落体系2.1.1外植体培养周期对芽增殖的影响(1)外植体取材部位。月季的腋芽萌发受多种因子的影响,主要与供试材料的基因型有关,同时还与外植体的取材部位有关。将切花月季的枝条均匀地分成7段(含腋芽)进行培养,结果发现顶部和基部的芽萌发生长较慢,需11~13天,而中部的芽萌发较快,仅需5天;以丰花月季品种的侧芽,微型月季品种和地被月季品种的顶芽为外植体,则每个培养周期其平均芽的增殖数分别为5.1,3.1,1.3,2.5。(2)培养基。适宜的激素种类和浓度配比是月季腋芽萌发和丛生芽增殖的关键。苯脲型细胞分裂素(CPPU)有助于提高月季品种的芽增殖系数,且能克服IBA对芽生长的阻碍作用;细胞分裂素可有效诱导芽的萌发生长,且与一定浓度生长素适当配比,可有效提高芽的增殖倍数;加入低浓度的GA3能进一步改善芽的增殖,95%的外植体能产生7个以上的小芽。蔗糖、Fe-EDDHA对某些月季腋芽的萌发和丛生芽的增殖也起着非常重要的影响。月季培养基中添加蔗糖有增加芽数量的作用;Fe-EDDHA代替Fe-EDTA能提高月季丛生芽叶绿素的含量,减少萎黄病的发生,从而促进芽体的生长。Kapchina等认为细胞分裂素CPPU有助于提高月季品种芽增殖系数,且能克服IBA对芽生长的阻碍作用。Bredmose等发现细胞分裂素可有效诱导芽的萌发生长,且其与一定浓度的生长素适当配比,可有效提高芽的增殖倍数。(3)外植体处理。Hal等对诱导24h的离体芽尖实行冷藏处理,发现其能有效提高芽的再生率。2.1.2诱导根的形成(1)培养基。月季嫩芽长到一定程度时,将其接种到生根培养基上,在切花月季的生根培养基中添加IAA、IBA和NAA均可有效诱导根的形成,其结果说明低盐分的培养基和低浓度的生长素有利于诱导根的形成。(2)培养条件。一定强度的光照能增强生根阶段月季小植株的光合作用,对光化学过程也没有影响,但当光强达到一定强度时,则会造成光抑制,影响植物的生长。液体培养能有效提高香水月季品种的生长和发育,对其生根率有显著效果。2.2采用器官移植法建立每月集体培训体系2.2.1-ba和naa对愈伤组织诱导率的影响适宜的激素种类和浓度配比是诱导月季不定芽再生的关键。以月季的叶片为外植体,通过直接器官发生途径建立月季植株再生体系。刘军等研究发现,添加了生长素2,4-D的培养基比只有6-BA和NAA2种激素的组合的其叶片愈伤组织诱导率要高,并且愈伤组织也比后者的大。2,4-D与细胞分裂素6-BA共同作用的效果明显好于单独使用的效果。在添加6-BA和NAA、2,4-D的MS培养基上,外植体叶在接种的7~12天后,在近轴面的叶柄和中脉处产生愈伤,愈伤组织诱导频率高达92%。马纯艳等比较培养基的成分时发现,加了水解乳蛋白的培养基比没有添加此物质的培养基,保持活性时间后者的长,愈伤组织比较大,且诱导率高。2.2.2bap、naa、bap对难以诱导奏长物物质诱导中不够的培养基和培养基对儿童地质异常的人工林生物诱导中中方两种培养基的支持以月季离体叶、根和愈伤组织为外植体诱导不定芽,结果发现添加适当浓度的BAP和NAA的培养基均能诱导不定芽发生,但随着继代次数的增加,不定芽发生能力降低,且继代12周后,终止产生不定芽。林娅等研究发现,月季不同品种之间愈伤组织诱导率和诱导数量差异显著。2.2.3暗培养对过程中不断发挥作用的影响以杂交月季的离体叶为外植体,通过间接器官发生途径诱导不定芽,结果发现X射线的照射对不定芽的发生有明显的抑制作用;一定时间的暗培养对某些月季品种不定芽的发生有显著的促进作用。张常青等在叶柄再生芽的诱导中发现,经一定黑暗条件的诱导培养和光周期再生培养,不定芽再生可以同时通过愈伤组织发生和器官直接发生得到。在植物组织培养中,外植体愈伤组织的形成与外源激素的作用密不可分,多种激素的综合使用时,其组合比例、浓度是组培成功最基本的条件。2.3通过建立月经期间的胚胎培养体系，有必要建立山羊群培体系2.3.1-ba和甲基月桂酸酯对愈伤组织分离的影响研究发现,适宜的激素种类和浓度配比是诱导月季愈伤组织形成及体细胞胚胎发生的关键。诱导愈伤组织的激素有6-BA、NAA、2,4-D、ZT等。愈伤组织诱导过程中,单独使用细胞分裂素,不易形成愈伤组织,加入NAA或2,4-D易形成愈伤组织。单独使用2,4-D时,浓度太大,愈伤组织发生率下降。若在2,4-D中添加低浓度的6-BA有利于愈伤组织的诱导,但6-BA浓度过高,则抑制愈伤组织的形成。细胞分裂素/生长素比值高,有利于愈伤组织分化体细胞胚,比值低有利于保持脆的体细胞基因型组织,但细胞分裂素用量太高,易引起愈伤组织的褐化。研究发现甲基月桂酸酯和6-BA能够促进杂交月季品种体细胞胚不定芽的发生。通过控制不同种类和浓度的外源植物生长调节剂诱导月季栽培种的体细胞胚胎发生,结果发现胚性愈伤的形成率不同。2.3.2冷藏体胚的生长外植体处理对植物体细胞胚胎的诱导也有不同的影响。低温冷藏对植物叶片胚性愈伤形成及其乙烯散发的影响,结果发现,4℃冷藏的叶片更有利于体胚的形成,且减少了乙烯的散发。试验将叶片从4℃低温转移至21℃的培养条件下,30min内即伴随有乙烯散发的增多,但20M或40M的乙烯生物合成抑制剂氨基氧乙酸(AOA)虽减少了乙烯的散发,但并不刺激体胚的生成,表明低温对体胚生物合成的刺激很可能通过影响其他影响因子而并非乙烯生物合成最终导致体细胞胚的生成。3对材料的生长和生物学研究尽管月季再生体系的建立和遗传转化的研究在国外有不少报道,国内外在月季组培方面也取得了一定进展,但由于月季不同品种在愈伤诱导、胚状体及芽器官等发生方面差异很大,且明显受基因型的控制,体细胞胚植株再生率和遗传转化率都很低,只有少数品种能获得相对高频率的再生植株。月季继代增殖系数低同样一直是困扰月季繁殖的主要问题。月季原产中国,且拥有许多优良种质资源和基因资源,通过建立月季再生体系,利用遗传转化技术进行月季遗传改良。因此,以后的研究重点