高品质铁皮石斛工厂化育苗关键技术研究

时间:2022-10-23 09:33:40

高品质铁皮石斛工厂化育苗关键技术研究

摘 要:采用铁皮石斛“鲜食一号”为试材,经过母株的确定、外植体的选择、培养基的筛选以及培养条件的确定4个方面展开试验,得到外植体消毒措施、原球茎诱导培养基、丛生芽增殖培养基、幼苗生根培养方法,以及瓶苗出瓶培养及基质选择技术流程,试验结果直接应用于生产,为规模化、产业化发展提供技术支持,形成了铁皮石斛工厂化育苗技术体系。

关键词:铁皮石斛;工厂化育苗;诱导率;增殖率

中图分类号:R282.71 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20160732004

铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)是兰科石斛属的珍稀药用及观赏兰花[1],其种子非常细小,没有胚乳,不含可供幼苗萌发和生长的营养成分,因此,在自然条件下种子的繁殖率很低。加之掠夺性采挖,其野生资源日益减少,远远不能满足国内外市场经济发展和医药的需要。由于铁皮石斛优异的药用价值和保健作用,近年来其种植和加工产业发展迅速,种苗需求量很大,优质铁皮石斛种苗供不应求。通过组织培养进行种苗快速繁殖技术在许多名贵花木上卓有成效,是珍稀花木种苗产业化的主要趋势,推动着种苗产业的升级换代。研究表明,铁皮石斛种子的年龄、茎段部位、放置方式、接种密度、继代周期、培养基的配方等均对组培快繁效果产生重要的影响[2]。此外,培养室的条件也会对组培苗的生长产生影响[3]。因此,有必要探索铁皮石斛最优的实用生产技术流程,建立优质铁皮石斛的种苗繁育体系,从而制定铁皮石斛健康种苗的工厂化生产标准,规范生产流程,缩短生产周期。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料采自浙江农林大学铁皮石斛种质资源圃,品种为“鲜食一号”,选用当年新发出的高度在15cm左右的铁皮石斛嫩芽为外植体。

1.2 操作方法

1.2.1 外植体消毒及原球茎的诱导

先将采回来的外植体在自来水下冲洗25min,再转入无菌条件下,用70%酒精消毒30s,然后将整个嫩茎浸入0.1%升汞溶液中,设计13、15、17、20、25min时间梯度进行灭菌,无菌水冲洗3次,吸干表面水分。在无菌条件下,用手术刀将外植体按照顶芽、中段和基部的顺序切成1.5cm左右的茎段,顶芽剥离成2~3mm的块,分别接种在不同激素水平和有机添加物的MS改良培养基表面。接种后45d观察消毒效果和萌况,统计萌发率。

1.2.2 原球茎增殖

将正常诱导获得的原球茎接种在含有不同激素水平组合和不同有机添加物的1/2MS培养基中,观察不同植物激素和有机添加物对原球茎生长状况和增殖的影响。每种培养基接种20瓶,每瓶接种16块原球茎,在接种30、40、50d后统计其增殖情况。

1.2.3 生根培养

选取高度在2.0~4.5cm的分化苗,并根据苗的大小分成两级,去除基部老化组织,接入生根培养基,每瓶的接种数量为20株。放置于 25±2℃温度下进行生根培养,40d后观察生根、小苗分化及苗高[4]。

1.2.4 炼苗移栽

将高度≥3cm的已生根瓶苗移到温室炼苗,前5d需要遮光保护,之后再逐渐使之适应正常光照。温度保证夜温不低于15℃,白天不高于30℃为宜。炼苗20~35d,叶色为深绿色时即可出瓶移栽。按每丛3~5株,株距10cm、行距13cm的规格种植在无土基质中,深度以根部被基质完全覆盖为宜[5]。控制栽培环境的光照在1000~13000Lux;温度在15~30℃之间。空气相对湿度以80%为佳,基质要处在潮湿状态但不积水;水的pH值在5.5左右;定植7d后,施用1~2次氮、磷、钾配比为10:30:20,浓度为1000倍的高磷钾肥促其生根[6]。

2 结果与分析

2.1 不同处理对外植体消毒及原球茎诱导效果的比较

通过观测外植体消毒处理方法的污染率及嫩芽萌况,统计结果见表1。

由表1中可知,在自来水冲洗和酒精消毒时间一致情况下,当升汞消毒13min时污染率最高,达到85%,只剩余3瓶萌发;当消毒时间在25min时污染率最低为5%,但只有10瓶正常萌发,可以认为消毒时间相对较长,明显影响了外植体的诱导萌发;而消毒时间为17min,污染率在15%的水平,正常萌发的瓶数有17瓶。从而可以得出在5个处理之中,处理3是较为理想的。

不同激素的组合对外植体诱导萌发的影响有较大差异,通过观测7个组合40d诱导情况,统计结果见表2。

由表2的数据可知,利用6-BA、NAA和2.4-D进行组合,并设定不同的水平,在NAA用量一定的情况下,随着6-BA的用量逐渐增加,诱导率呈现上升的趋势,配合一定量的2.4-D,其作用的趋势与6-BA相似。在7个处理中,处理5的效果相对明显。

2.2 生长调节剂及添加物对丛生芽增殖的影响

在NAA的用量一定的情况下(0.2mg/L),不同的6-BA的水平对铁皮石斛丛生芽分化的影响有明显的区别,统计各组合的丛生芽增殖倍数,结果见表3。

从表3可以看出,当6-BA的水平在0.5mg.L-1的情况下,丛生芽的增殖倍率最高,且生长势相对最好,过高或过低都不利于增殖倍数提高。

在1/2MS基础养基中添加有机物,观测有机物对增殖的影响,不同添加物对铁皮石斛丛生芽分化也有不同的表现,统计结果见表4。

在基础增殖培养基中分别添加马铃薯泥、香蕉泥和椰子水进行培养,对铁皮石斛丛生芽分化有明显的影响。其中椰子水的表现最好,增殖倍率能够达到484%,香蕉泥,增殖倍率是470%;马铃薯泥,增殖倍率在358%。但马铃薯泥和CK 2组处理,当培养时间超过30d,均出现不同程度的黄化现象。

2.3 不同处理对铁皮石斛生根的影响

通过观测不同水平NAA和香蕉泥的添加组合诱导生根条数及生根率,组合间差异显著,结果见表5。

由表5可见,随着NAA的用量增加,生根率有所提高,同时,香蕉泥的用量在低水平NAA条件下能促进生根率,但当NAA超过0.3 mg/L后,效果不明显。当NAA的用量为0.3 mg/L,香蕉泥60g/L和80g/L的情况下,生根效果最为显著,根系平均数量为6条,且粗壮,生根率达到100%。

2.4 炼苗移栽效果及技术关键

炼苗:要根据瓶苗的实际生长高度进行分级,注意控制光照及温湿度,待植株的叶片全部打开,颜色趋于正常的深绿色就可以种植。

种植:选择无病、健壮、大小均匀的苗进行定植,注意栽植深度,如果栽种过深,基部的叶子容易腐烂引起病害,栽种过浅,根基部生长暴露在空气中,不利于新根、新芽的生长。

光照:栽种初期光照应该控制在1000~13000Lux为佳,遮光率在70%左右。

温度:定植已经驯化好的苗,一般温度不低于10℃,但快速生长的适温为15~30℃之间。

湿度:空气相对湿度以80%为佳,基质要“间干间湿”即浇上时基质要湿透,但保证当天基质可呈“干”的状态[8]。水的pH值在5.5左右为好,不要超过6.5。

肥料:定植7d内不宜施肥,7d后,慢慢有新根长出,可使用1~2次氮、磷、 钾配比为10:30:20浓度为1000倍的高磷钾肥促其生根。

生长期管理:生长期光照应控制在15000Lux左右;温度在16~21℃,昼夜温差在10~15℃时,茎的生长最快。空气相对湿度早晚应保持在80%左右。冬季温度低,应减少给水量,只要保持空气相对湿度在60%~80%即可,尽量在太阳升起时浇水,杜绝叶面带水或者基质内有积水过夜,以免产生冻害。春季或新芽初期,轮换每7d喷施1次氮、磷、 钾配比为30:10:10浓度为2g/L的高磷钾肥和1次氮、磷、 钾配比为1:1:1浓度为2g/L的平衡肥,提高苗的生长速度。

3 结论与讨论

通过试验研究,铁皮石斛工厂化关键技术环节得到明确,基本结论如下:

外植体相对最适合的消毒处理是外植体先在自来水中冲洗25min,75%酒精消毒30s,升汞消毒17min,无菌水冲洗3次,萌发率最高,污染率相对较低。

原球茎诱导相对较适合的培养基是处理5:MS+6-BA5+NAA0.3+2.4-D0.3,外植体的诱导率达到了90%的明显效果。

丛生芽增殖相对较为明显的处理是6-BA0.5的水平并结合椰子水的使用效果更佳,1/2MS+6-BA0.5+NAA0.3+椰子水,增殖倍率可以达到5倍的显著效果。

在生根培养中不使用激素,相对NAA水平在0.3时,香蕉泥的用量在80时效果差异不明显,所以1/2MS+香蕉泥80g的培养基配方,完全达到了生根不加激素的目的。

炼苗要注意控制光照度,逐渐正常光照,一般不可超过8000lux。温度保证夜温不低于15℃,白天不高于30℃为宜。一般炼苗20~35d,植株的叶片可以全部打开,颜色趋于正常的深绿色就可以种植。

种植基质选用松树皮和小石子7:3的比例混合。温度在15~30℃,昼夜温差在10~13℃时生长速度最为理想。光照以不超过15000lux为宜。湿度保持在60%~80%较为理想。肥料使用以薄肥勤施为原则,平时使用氮磷钾均衡的配料为主,间隔使用高磷钾肥。

本研究筛选出“鲜食一号”铁皮石斛最适合的原球茎诱导、丛生芽增殖及生根苗培养的培养基配方,通过植株的茎尖、茎段诱导原球茎,最后通过原球茎途径分化成植株,实现种苗的快速繁殖,探索了铁皮石斛工厂化育苗的关键技术环节,结合生产应用,编制了铁皮石斛健康种苗生产技术执行标准,已应用于生产企业。如何通过控制环境因子来调控组培苗长势尚需深入探索。

参考文献

[1]杨一令,来平凡,蒋士鹏.铁皮石斛的研究进展[J].山东中医药大学学报,2008,32(1):82-84.

[2]蒋慧萍,庾韦花,张向军,等.铁皮石斛种子胚培养的产业化研究[J].江苏农业科学,2009(2):72-75.

[3]吴志刚,刘贤旺,张寿文.石斛属植物组织培养研究进展[J].中药研究与信息,2005,7(11):23-25.

[4]王丽斌,孔祥莹,戈振扬.铁皮石斛原球茎的增殖培养研究[J].贵州农业科学,2009,37(11):27-29.

[5]龚建英,余雪标,徐大平.石斛兰无土栽培基质优化筛选研究[J].广西林业科学,2007,36(2):82-85.

[6]郑勇平,王春,余继英,等.铁皮石斛试管苗移栽技术[J].林业科技开发,2006,20(6):56-58.

[7]李进进,廖俊杰,许继勇,等.铁皮石斛试管苗栽培技术研究[J].中药材,2006,29(11):1133-1134.

[8]邓君浪,郑宽瑜,赵辉,等.铁皮石斛集约化栽培管理技术[J].云南农业科技,2005(1):33-34.

作者简介:胡金全(1979-),男,工程师。

上一篇:马铃薯黄萎病田间药剂防治试验报告 下一篇:九台地区玉米精量施肥技术