我国杜鹃传统种的繁殖与种间的关系

我国杜鹃传统种的繁殖与种间的关系

杜鹃花是杜鹃科的多年生或落叶灌木。只有少数云南品种。杜鹃花是我国的十大传统名花之一,是世界著名的观赏花卉。全世界约有杜鹃原种900多种,其中我国有600余种,占世界杜鹃原种的60%,被世界公认为杜鹃花的故乡。在西方,有这样一句话,“没有中国的杜鹃,就没有西方的园林”。杜鹃花花色娇艳,成团成簇开于枝头,十分热烈,可园林种植,也可盆栽供屋前或室内美化。其中映山红为亲本的西洋杜鹃群,植株矮小,分枝细密,叶片小,花色艳丽,并镶有其它颜色,具极高的观赏价值,近年在我国春节花卉市场上十分走俏。杜鹃花通常采用扦插、嫁接繁殖,但名贵品种难以生根,同时受季节、母株材料等限制,不宜进行大量的商业化生产。杜鹃的种子极小,最大的杜鹃种子千粒重为1.4g(克),最小的杜鹃种子千粒重为0.05g(克),种子对土壤条件要求严格,要求微酸性,疏松透气,排水性能好;环境的温度、湿度如控制不好,就会影响发芽率及幼苗的生长状况;并且,幼苗的管理、病虫害防治的问题也不是件容易的事;有少数重瓣品种杜鹃花,得不到成熟种子。另外,有些珍贵稀有的杜鹃分布地区较窄,如号称“杜鹃之王”的大树杜鹃,面临濒危,现已被列入《中国植物红皮书》,仅产云南腾冲县高黎贡山海拔2400m～2600m(米)山地常绿季雨林中。分布地区比较窄的杜鹃,靠常规繁殖会受母株材料及地理环境条件的限制。随着组培技术的发展,杜鹃花的试管繁殖已成为可能,特别是木本植物培养基(WPM)的研制,对培养杜鹃花科植物非常有效,国内国外对杜鹃花的组织培养进行了一定的研究,取得了一定进展。1影响试验成功的因素一般取茎尖或带有侧芽的嫩茎作为外植体,这样可直接得到大量的丛芽,进而得到小植株,但因芽有细小绒毛,消毒困难,污染问题成为影响试验成功的主要因素。以叶片为外植体,秦静远通过脱分化、再分化途径获得了完整植株,而JohnE.Preece和MilesR.Imel直接从叶片上得到丛生芽。以花芽、子房、上胚轴为外植体都已获得植株再生。至于细胞的培养及原生质体的培养,至今没人作过研究。2基因组织培养基1975年Anderson等人首次对杜鹃花进行组培研究,总结出可广泛应用于杜鹃花属组培的Anderson培养基,随后他发现这种培养基的高盐对某些杜鹃有毒害作用,于是他用一种生物测试系统修改了Ms培养基中的盐分比例,研制出新的配比,称之为Anderson的改良Ms培养基,陈云志等人用这种培养基培养春夏鹃的上胚轴,获得成功。Read(1982)培养耐寒落叶杜鹃时,采用的是Read培养基,这种培养基元素含量约为Ms的1/4,并减少NH4NO3和KNO3用量,加入(NH4)2SO4,使NH4+:NO3-为1∶1,除去KI,pH降至5.0。董春芝等用Read培养基培养锦秀杜鹃、映山红、迎红杜鹃的茎尖,成功获得再生植株;钟宇用这种培养基成功培养了西洋杜鹃。Lloyd与McCown(1980)研制出木本培养基(woodyplantmedium)缩写为WPM,这种培养基对培养杜鹃花科的一些木本植物非常奏效。秦静远用WPM培养基诱导(R.simsii)一品种的叶片,获得再生植株。Economon和Read分析发现杜鹃花连同其它木本植物在组织培养中对矿物盐的需求量都很低。杨乃博选用1/4MS,培养春夏鹃。邓百万培养比利时杜鹃选用N6培养基。宗宪春用B5培养基培养毛叶杜鹃与比利时杜鹃。到目前为止,培养杜鹃花广泛选用这7种培养基。选用何种培养基,因杜鹃的种、品种及外植体而异,需要试验来确定。3用数字指导下的体制或说一些人选用2iP作为嫩茎增值的主要细胞分裂素,而有人认为ZT更好,有人甚至指出6-BA有害于杜鹃的生长增殖,其中差异主要是培养的杜鹃种和品种不同造成的,因此在培养中应当仔细观察比较,选定适宜的细胞分裂素。我国以采用ZT、6-BA较多,如杨乃博培养毛叶杜鹃叶片,用ZT2mg/L(毫克/升),诱导叶片出苗;另外如阙国宁、钟宇、李俊强用ZT、6-BA培养杜鹃;宗宪春培养毛叶杜鹃与比利时杜鹃,用ZT、6-BA诱导出了愈伤组织,但没有发生再分化,用ZT时,有腋芽及丛生芽产生。1975年,Anderson培养山杜鹃时,2iP是最好的细胞分裂素,而6-BA有害;Hannapel(1981)培养几个当地的杜鹃种和杂种(R.cauescens,R.ChopTank,R.prounifolium,R.prounifolium×arborescens),发现BA不但抑制侧芽萌发,也抑制增值,当采用2iP时,有两个种6周内可增值3～4倍;在用6-BA、KT并附加一定的生长素培养大树杜鹃(R.protistum)时,发现叶片逐渐变黄死亡,最后导致材料的整体死亡,因此,认为6-BA、KT至少其中的一种对大树杜鹃有毒害作用。而选用TDZ附加IBA或NAA时,大树杜鹃的腋芽萌发且有丛生芽产生。在国外,TDZ被广泛应用于杜鹃的离体培养,JohnE.Preece和MilesR.Imel用TDZ诱导一杜鹃杂种的叶片产生丛芽,但芽极短。秦静远用一定浓度的TDZ和NAA,在WPM培养基上诱导(R.simsii)一品种的叶片产生愈伤组织,再在TDZ0.5的WPM培养基上,发生再分化产生许多小芽。A.Shevade、John.E.Preece进行了(R.‘P.J.M.Hybrids’)花芽内的雄蕊诱导植株及花器官发生的实验。外植体在10μm/LIAA和不同浓度TDZ和2iP的Anderson培养基上,经16周的培养后长出不定芽。将不定芽转入含有1μMIBA、25μM或50μM2iP的生根培养基上进行生根诱导,经3～4周的培养即长出根。许多研究表明,TDZ诱导的芽多但极短,有的苗畸形、密集紧凑、出现玻璃苗。用Anderson的改良Ms+TDZ0.2～0.3mg/L(毫克/升)+IBA(NAA)0.05mg/L(毫克/升)培养大萼杜鹃(R.Megacalyx),出现了低质苗,用同样的培养基培养杜鹃(R.spp)的茎段、茎尖,一个月产生了大量丛生芽;而用6-BA、KT时,只出现腋芽萌发,顶芽伸长,无丛生芽产生。由此看来,TDZ对诱导丛生芽很有效,但不会使芽伸长,有研究表明,需将TDZ诱导产生的丛生芽转移到2iP的培养基上以利于芽的伸长。以本试验结果,如6-BA、KT对所培养的杜鹃无害,可先用TDZ诱导产生丛生芽,然后将芽转入含有6-BA、KT并附加1mg/L～5mg/L(毫克/升)GA3的培养基上,芽开始伸长生长,质量也较高。4玫瑰花组织培养中的问题国内外通过对杜鹃花组培近几十年的研究