陳 霜
(漯河市城市建設(shè)投資有限公司,河南 漯河 462000)
苗木的快速繁殖是組織培養(yǎng)的主要用途之一。試管苗的生產(chǎn)性能和主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與采用其他無性繁殖方法的幼苗差異不大,并且具有繁殖速度快、成本低、易于批量生產(chǎn),苗木一致,管理方便等優(yōu)點(diǎn),故廣泛用于觀賞植物商品化苗木的生產(chǎn),如蘭花、香石竹、鳳梨和安祖花等。南亞許多國家和地區(qū)用組織培養(yǎng)方法大量繁殖生產(chǎn)蘭花,成為聞名于世的“蘭花工業(yè)”。
在染病毒植株體內(nèi),病毒分布是不均勻的。在生長點(diǎn)處病毒含量最低,而在較老的組織中,病毒較多。其原因可能是病毒通過維管束移動,在分生區(qū)內(nèi)無維管束,所以病毒擴(kuò)散慢,再加上植物細(xì)胞不斷分裂增生,在新生的細(xì)胞中病毒還沒來得及復(fù)制或因?yàn)槠渲懈叩纳L素含量抑制了病毒的復(fù)制,因而病毒含量少,在莖尖生長點(diǎn)幾乎檢測不到病毒。因此,可以在無菌的條件下,以植物的生長點(diǎn)為外植體培養(yǎng)形成脫毒苗,也稱為無毒苗。
脫毒苗的生產(chǎn)通常采用莖尖培養(yǎng)。切取的莖尖越小越好,但太小不易成活,過大則不能去毒。通常切取0.1~0.3mm的莖尖(或根尖)進(jìn)行培養(yǎng)。在生產(chǎn)上為了能更好地獲得無毒苗,還可以采用熱處理的辦法使寄主的病毒鈍化。采用這種方法生產(chǎn)的苗木并非一定是無毒的,后期還需檢測。無毒的苗木可直接用于生產(chǎn)或進(jìn)一步擴(kuò)大繁殖。脫毒苗的生產(chǎn)要求較高的技術(shù)水平,并需做大量的組織培養(yǎng)以從中篩選出無毒苗木。許多觀賞植物均受到y(tǒng)一種或幾種病毒或類病毒的侵染危害,使其生長變慢,花朵變小,品質(zhì)下降,甚至死亡。無毒苗已在許多觀賞植物,如蘭花、香石竹、大麗花、芋、花葉芋、水仙、菊花、風(fēng)信子的生產(chǎn)上應(yīng)用。
人工種子是以人工手段,將植物離體細(xì)胞產(chǎn)生的胚狀體或其他組織、器官等包裹在一層高分子物質(zhì)組成的膠囊中所形成的種子。也稱合成種子、無性種子和人造種子。
人工種子具有與自然種子類似的結(jié)構(gòu),也可直接播種于大田,所不同的是,它不是由胚珠發(fā)育而成的,也不具有自然種子的胚乳和種皮。一般是由體細(xì)胞誘導(dǎo)形成的胚狀體外加人工合成的膠囊狀的包被構(gòu)成的。
人工種子的膠囊狀包被使其具有自然種子的胚乳貯藏、發(fā)育所需的營養(yǎng)和種皮的保護(hù)功能。另外,有目的地在其中加入植物生長調(diào)節(jié)劑、有用微生物和抗病蟲藥劑,可控制植物的生長發(fā)育,增強(qiáng)植物體的生機(jī)和活力,提高抗旱、抗寒、抗病蟲能力;還可利用轉(zhuǎn)基因的方式,使其具備某些性狀,這是自然種子不可能達(dá)到的。人工種子的胚狀體是由無性繁殖產(chǎn)生的,因而能保持品種優(yōu)良特性,可以固定雜種優(yōu)勢;人工種子的生產(chǎn)不受自然環(huán)境影響,可以工廠化大批量周年生產(chǎn)。人工種子增殖快、生產(chǎn)周期短、提高了育種效率,縮短了育種年限,加速良種的繁育過程;種子外形均勻一致,播種時(shí)下種均勻,出苗整齊;人工種子制作成本低,貯存運(yùn)輸都很方便??梢灶A(yù)測,將來傳統(tǒng)種子生產(chǎn)方式將會發(fā)生重大變革。
人工種子的制作有兩個關(guān)鍵技術(shù):一是胚狀體的誘導(dǎo)與形成;二是人工種皮的制作與裝配。高質(zhì)量的體細(xì)胞胚形態(tài)上類似于天然的合子胚,萌發(fā)出的幼苗既有根又有葉;產(chǎn)生的健壯植株在表型上形似于親本;人工種子應(yīng)耐干燥并能長期保存。配制的人工種皮對胚無損傷,具有一定硬度,能保持分生組織生存所必需的水分及早期發(fā)育所需要的養(yǎng)分;不影響胚突破種皮和胚的生長。目前使用的主要材料是水凝膠類物質(zhì),最理想的是藻盶酸鈣。
人工種子已成為許多國家研究和開發(fā)的熱點(diǎn)。目前能成功地大量產(chǎn)生胚狀體的植物有90多個屬,100多個種。我國從1987年開始“人工種子”的研制工作,通過10年的研究和探索,已獲得胡蘿卜、苜蓿、芹菜、黃連、西洋參、云杉、水稻等植物的人工種子。當(dāng)前在人工種子的研究中還需要進(jìn)一步探索獲取體細(xì)胞胚的途徑,尋求理想的包裝材料,防止或減少微生物的污染和提高發(fā)芽及成苗率。目前為止已誘導(dǎo)成功許多花卉的不定胚,但形成人工種子的種類還很有限,主要有工藝、技術(shù)和成本方面的問題。
種子的無菌培養(yǎng)常用于蘭花與蕨類植物。蘭花的果實(shí)為蒴果,形狀大小不一。每個果實(shí)中含種子幾千至幾百萬個。種子非常小,在顯微鏡下才能看清。將蘭花種子接種到培養(yǎng)基中,在適宜的溫度和光照下培養(yǎng),可以大量繁殖。因?yàn)椴シN密,通常在長出第一個葉片時(shí)分瓶,分瓶后以每瓶幼苗20株左右為宜。小苗長到3~5em高時(shí)、有2~3條根時(shí),可將幼苗移出瓶,栽到盆中。而后放在適宜溫度、濕度和光照條件下,每周施1次液體肥料,并噴抗菌劑,1個月后移植到光線較強(qiáng)的地方,隨著植株長大及時(shí)換盆,經(jīng)過幾個月至幾年可以開花。
蕨類植物孢子的無菌培養(yǎng)是指在無菌的條件下,在人工合成的培養(yǎng)基上,給予適當(dāng)?shù)臏囟取穸群凸庹眨咦用劝l(fā)生長,產(chǎn)生的精子和卵子結(jié)合后成為合子,最后發(fā)育成孢子體的過程。
通過無菌培養(yǎng)的方式,蕨類植物的孢子比播種培養(yǎng)獲得更高的成活率和更快的繁殖速度。使用的培養(yǎng)基有營養(yǎng)液培養(yǎng)基與固體培養(yǎng)基。固體培養(yǎng)基主要用于繁殖孢子數(shù)量少或極其難得到的蕨類。具體播種與幼苗的培養(yǎng)方法與蘭花的無菌播種類似。蕨類的種類多種多樣,孢子萌發(fā)生長所需的條件及難易程度不同。
我國組培苗的工廠化生產(chǎn)還有很廣闊的應(yīng)用前景。園藝工作者應(yīng)順應(yīng)我國的國情,在我國現(xiàn)有的觀賞植物資源基礎(chǔ)上,進(jìn)一步篩選和培育出名、特、優(yōu)品種,探索組培苗工廠化生產(chǎn)的系列技術(shù),不斷降低生產(chǎn)成本,推動組培苗的工廠化生產(chǎn)。