蝴蝶兰的观赏与经济价值

蝴蝶兰的观赏与经济价值

蝴蝶兰是兰科的一种蝴蝶兰科植物。它以其独特的花色素质而美丽，花期长，因此被称为“外国兰花女王”。蝴蝶兰原产于缅甸、菲律宾、台湾、马来西亚、印度尼西亚等热带亚洲地区,具有极高的观赏和经济价值,是国际上最具商业价值的四大观赏热带兰之一。蝴蝶兰属单茎性气生兰,再生能力弱,很难进行分株繁殖,且种子无胚乳,自然条件下难以萌发,增殖系数低,难以满足日益增长的市场需求。应用植物组织培养技术进行蝴蝶兰快速繁殖可以缩短繁育周期,获得大量成株,并可以保持优良性状,维护种质资源,是蝴蝶兰快速繁殖的有效途径。1949年Rotor利用无菌技术成功地在试管中培养出了蝴蝶兰的花梗苗,此后国内外学者纷纷对蝴蝶兰的组织培养技术进行了研究。1974年,Intuwong等利用蝴蝶兰茎尖诱导产生了原球茎状体,再由原球茎分化得到了完整的蝴蝶兰植株,科学界掀起了蝴蝶兰的组织培养热。目前蝴蝶兰的组织培养方式主要有3种:(1)利用离体器官诱导产生原球茎,通过原球茎增殖,得到大量蝴蝶兰幼苗;(2)利用各种外植体直接诱导出丛生芽;(3)利用种子无菌播种得到实生苗。笔者就近年来蝴蝶兰组织培养技术的研究现状进行综述,以便为今后的研究提供参考。1依据愈伤组织的诱导诱导原球茎发生原球茎是兰科植物组织培养产生的特有现象。原球茎的发生途径可以由花梗节段、幼叶、根段、茎尖等部位直接产生,也可以通过诱导愈伤组织,再从愈伤组织诱导原球茎产生。不同外植体原球茎的诱导,其特点及培养基的选择各不相同。1.1外植体的选择外植体的来源是决定外植体能否培养成功的重要因素,常用于蝴蝶兰组织培养的外植体有茎尖根、叶片和花梗芽。不同品种、不同器官之间的分化程度和,,植体进行无菌操作才能保证蝴蝶兰组织培养的成功。1.1.1聚合兰的茎段茎尖是最早用于兰花快速繁殖的外植体,较容易诱导培养,是成功率较高的部位。但蝴蝶兰为单茎性植物,摘取其茎尖就有可能损失母株,造成浪费。因此,在实际应用中,应尽量避免利用蝴蝶兰茎尖诱导原球茎。1.1.2培养中心汉球人员,使其培养后的愈伤组织以蝴蝶兰根为外植体诱导原球茎的诱导率相对较低。利用蝴蝶兰实生苗根段在MS培养基上其诱导率仅有9.7%。以蝴蝶兰新发生的根尖段切成0.5~0.8cm接种到培养基上,遮光处理4~5d,14d后可形成愈伤组织。将蝴蝶兰根平放在培养基上经过约50d的培养后,根尖顶端可长出原球茎,其诱导率在75%左右,而根尖分生区以外的根段上却诱导不出原球茎。1.1.3基因原球茎诱导以叶片为外植体诱导原球茎具有取材容易不受季节限制,可减少对母株的伤害,诱导率高等优点。部分学者对叶片部位的选取和切割方式进行了研究。张秀清等选取蝴蝶兰实生苗叶片接种在MS+6-BA3mg/L培养基上进行培养,结果表明,未经切割的幼叶诱导率高达90%叶片的切割方法、叶片大小以及放置方式对类原球茎诱导都有一定影响,切得太小会降低类原球茎诱导率,叶片正放比反放接种效果要好,效果最好的是将叶片切割成1.0cm×0.7cm,并叶面朝上接种处理,其诱导率达60%。叶片的幼嫩程度对类原球茎的形成有影响,叶片越幼嫩,越易形成类原球茎叶片叶基部的诱导率要明显高于叶顶端在以蝴蝶兰根尖、茎尖、叶片和花梗芽为外植体诱导原茎时,由于根尖的诱导率低,摘取茎尖会损失母株等原因,此在蝴蝶兰组织培养中根和茎都不是诱导原球茎的理想料。而蝴蝶兰叶片和花梗芽作为外植体诱导圆球茎时,其导率较高、对母株伤害不大,是较为理想的外植体材料。乔永旭等以蝴蝶兰PRD640的试管苗叶片为试材诱导原球茎,结果表明:1/2MS+6-BA10mg/L+椰子汁10%是蝴蝶兰原球茎诱导的最适宜培养基,较高浓度的6-BA更有利于原球茎的诱导。杨美纯等的研究结果同样表明,6-BA是决定原球茎状体发生的主要因子;苹果汁、香蕉汁和椰子汁明显促进原球茎状体的形成;在MS+6-BA5mg/L+椰子汁15%的培养基中,蝴蝶兰叶片原球茎状体的诱导率可达60%以上。叶片诱导原球茎最佳基本培养基为B5、附加激素6-BA浓度为3~5mg/L时诱导的原球茎最多、速度最快。马杰等取蝴蝶兰幼嫩叶片,采用不同培养基对其进行诱导比较,结果亦表明B5为最佳培养基,香蕉泥和椰乳对蝴蝶兰外植体原球茎的形成具有明显的促进作用。曾宋君等指出MS培养基最适宜蝴蝶兰根尖原球茎诱导,6-BA浓度为5mg/L较好,低浓度(0.5mg/L)的2,4-D可明显促进原球茎形成,NAA则对根原球茎诱导无明显效果。张秀清等取蝴蝶兰实生苗的根尖接种于MS培养基上,也得出最适于根尖的激素种类和浓度是6-BA0.5mg/L。2充增殖剂的研究原球茎的增殖是获得大量蝴蝶兰组培苗的有效途径。目前对蝴蝶兰原球茎增殖的研究已有不少报道。大量研究报道表明,蝴蝶兰原球茎的增殖受培养基的选择、激素及添加物种类的影响。2.1基因组织对原球茎增殖的影响有研究指出基本培养基更适于原球茎的增殖,但部分学者则认为含有较低浓度的无机盐更有利于原球茎的增殖。在MS、1/2MS、KC和VW培养基中,1/2MS对蝴蝶兰原球茎增殖效果最好。陈勇等也认为,1/2MS培养基对原球茎的增殖和分化效果均好于MS培养基。周俊辉等就3种基本培养基(添加1~7mg/L6-BA和1mg/LNAA的MS、1/3MS和改良KC)对蝴蝶兰原球茎增殖的影响进行了研究,结果表明,改良KC的效果最好,1/3MS的效果次之,MS的效果最差。此外,叶小曲曾宋君等以G3培养基为基本培养基添加不同激素也得到较高的增殖效果。2.2植物原球茎的增殖在蝴蝶兰继代增殖中最常用的激素是BA和NAA。Bhattarcharjee认为,蝴蝶兰组织培养中常用的细胞分裂素为6-BA,较高浓度(l.0~5.0mg/L)的6-BA能促进蝴蝶兰原球茎增殖,较低浓度(0.1~0.5mg/L)的6-BA则能促进原球茎分化BA浓度增加,原球茎增殖倍数均有下降趋势,且低浓度的NAA对原球茎增殖和出苗均有促进作用。前人关于NAA浓度水平对类原球茎增殖以及对分化苗生长影响的结论并不完全一致。有研究认为低浓度NAA对类原球茎的增殖和出苗有促进作用,高浓度则不利于类原球茎增殖;也有研究认为高浓度NAA对蝴蝶兰类原球茎增殖有一定的抑制作用。王静等则指出适宜浓度的6-BA与较低浓度的NAA配合,有利于类原球茎的增殖。在培养基中添加一定量的活性炭有利于原球茎的增殖。此外,用花宝l号3g/L+6-BA5~10mg/L+NAA0.2mg/L+肌醇100g+腺嘌呤10g+椰汁10%(V/V)培养基处理,也取得较高的原球茎增殖率。3季节性诱导叶片诱导不经过愈伤组织直接诱导丛生芽是蝴蝶兰的又一种快速、经济、有效的快繁方法。其优点是可以不通过诱导原球茎分化不定芽来达到稳定遗传母本的特征特性,从而达到减少后代发生变异的目的。以蝴蝶兰的叶片、根和花梗节间切片作为外植体诱导丛生芽,诱导时间长,外植体容易褐化,效果不好;而通过诱导花梗芽产生丛生芽,具有繁殖周期短,效果好等特点。祁素萍在试验中运用花梗腋芽诱导丛生芽,结果表明,在MS+6-BA5.0mg/L+NAA1.0mg/L培养基中诱导率最高,达50%左右;但产生的丛生芽均为无根小苗,需要进一步生根壮苗才能移栽。在蝴蝶兰丛生芽的诱导过程中单独使用生长素不能使外植体诱导出丛生芽,只有在生长素和细胞分裂素同时存在时,才能诱导出丛生芽。适当添加椰汁、香蕉汁、苹果汁等果汁有利于丛生芽增殖率的提高,而且长势较好;增加培养室光照并加入香蕉和马铃薯等有机物能促进根系生长,使蝴蝶兰幼苗更加健壮。4种子增殖培养无菌播种(即胚培养)是将兰花种子接种到适宜培养基上,结合一定的培养条件诱导萌发的方法,该方法适于大多数热带附生兰的种子萌发,是一种较为普遍的组织培养方法,并已取得了一定的成果。蝴蝶兰种子细小且无胚乳,在自然条件下难以萌发,但其种子数量较大,容易获得,通过无菌播种不但可以达到增殖的目的,同时还可以利用胚培养技术进行杂交育种,来克服杂交的不亲和性,缩短育种时间从而达到培育新品种的目的。蝴蝶兰种子萌发时宜选择120d以上的蒴果作培养材料,基本培养基采用花宝1号、KC、或1/2MS,添加琼脂9~10mg/L;pH值5.2~5.4,添加香蕉汁、苹果汁和胰蛋白胨对种子萌发及幼苗的生长具有促进作用,活性炭有利于克服外植体褐化,且有利于根的生长。取生长120d的蒴果,播种于MS+6-BA1mg/L+NAA0.1mg/L+AC2mg/L的培养基中,70d左右可出苗,出苗率达100%。丁峰等研究认为最适于种子原球茎产生的培养基为花宝1号+6-BA3mg/L+NAA0.05mg/L+10%~15%香蕉汁,种子萌发率高达95%。5外植体的选择近年来,国内外对蝴蝶兰组织培养的研究报道很多,并取得了一定的进展,但仍然存在一些问题。如在培养过程中繁殖系数偏低,增殖难,继代所需周期偏长等;对于外植体的选择以叶片和花梗居多,以根为外植体进行组织培养时诱导率仍然很低;同时,具有观赏性蝴蝶兰多为杂交种,胚培养会产生性状分离,难以获得整齐均一的试管苗,有些后代甚至会失去观赏价值。所以必须针对上述问题对蝴蝶兰快速繁殖技术进行更加细致的研究,以便建立更加科学和完善的体系,快速、大量地繁殖蝴蝶兰的稀有优良品种,进而保护和维持蝴蝶兰丰富的品种资源。1.1.4不同幼嫩程度财务创植物的诱导率多花梗芽是蝴蝶兰最合适的组培快繁外植体。以蝴蝶兰花梗芽为外植体具有取材容易、对母株伤害较小、消毒容易、诱导率高等优点。从蝴蝶兰有花梗产生开始,到花朵凋谢后,只要花梗尚绿,并未枯黄,均可取材。不同幼嫩程度花梗的类原球茎诱导