中国兰花无性快繁技术现状及工厂化商品生产实践
发布时间:2010-10-07
兰花是我国传统的十大名花之一,高雅幽香,素有“花中君子”之称,又以其无与伦比的芳香而享有“国香”、“天下第一香”、“王者香”的美名。长期以来一直深受世界各国人民的喜爱, 具有很高的观赏价值和经济价值。
兰科植物的种子大多小而难以萌发,过去一直沿用传统分株繁殖的方法,繁殖系数极低,品种退化严重。与此同时,随着市场经济的发展,花卉市场的开拓,人们对兰花的需求越来越多,这种繁殖方法已经远远不能满足市场需求,迫切需要开发高新技术来提高繁殖系数和扩大生产。组培快繁技术的发展为此提供钥赡芎图际趸础,带动了兰花产业的兴起。
自1946年Kunudson发展了兰花种子非共生萌发的方法以来,组织培养技术已被广泛用于实现多种兰花及其杂交种的大规模增殖和生产中。1960年Morel利用组织培养技术将兰花茎尖分生组织诱导形成原球茎并分化成植株,缘贾吕蓟ú业的变革,建立了兰花工业,实现了兰花生产的工厂化与产业化,是组织培养技术应用于生产的先驱性工作。目前,发展兰花商业生产较早的欧洲、美国、日本、新加坡等地的兰花商业生产已有很大的规模,但主要是对热带兰及其杂交品种的繁育、生产和销售,如卡特兰、蝴蝶浴⒍道肌⑹斛等,兰属植物的工业化生产也多为兰属中的大花型腐生种类,而对中国兰,尤其是具有素雅花色和清淡香味的中国栽培品种则研究较少。我国栽培兰花虽然有悠久的历史,但70年代才开始对国兰无性快速繁殖技术进行研究,对中国兰的生长发育规律和影响其原球茎增殖和分化岳砘因素作了初步的探讨,但对国兰的大规模工业化商品生产还研究较少。
成都同心科技有限公司郭卫红硕士及公司科研人员,从90年代初期开始,对国兰组培进行了广泛的研究,特别是对国兰工厂化繁育技术和工艺流程做了较为系统的研究开发工作,现已初具阅#拥有兔耳兰、碧玉兰、墨兰、独占春、珍珠矮、莲瓣兰、寒兰、建兰、春兰、蕙兰、邱北冬蕙兰等20多个国兰种类和建兰、春兰、蕙兰的几十个品系的大量原球茎和试管苗。其中有不少为国兰的名贵品种,如隆昌素、大富贵、珍蝶、逸品等等。其中选育的春兰新种―红玉素现已蜚声大阅媳薄
经过10多年的发展,目前成都国兰同心国兰科技有限公司的国兰组培快繁的一整套培养和管理技术已日臻完善,在此基础上还根据目前兰花市场上主要以名品、新颖和规模取胜的特点,对国兰开展了细胞遗传学基础、指纹图谱及诱变育种研究。本文就是根怨司多年的实践经验和目前国兰组培快繁技术的研究现状,综述了国兰在组培中的个体发生途径以及影响其无性快速繁殖的理化因素,以期为中国兰花的工厂化商品生产的实践提供有意义的参考。同时,也为国兰开展以组培为主要手段的多途径综合育种研究提供有参考价值的依据。
1.中国兰无性繁殖的个体发生途径
在茎尖和侧芽的组培过程中,兰花的个体发生途径主要是通过诱导,由薄壁细胞脱分化、分裂形成胚性细胞,进一步胚性细胞团形成,再分化发育成体细胞胚,由体细胞胚发育形成原球茎,通过原球茎的增殖、分化,最后形成完整植株。因此,原球茎的诱导、增殖、分化、壮苗培养和移栽养护便构成了兰花组织培养的完整技术体系。原球茎阶段是兰花组培的主要和关键阶段,也是兰花大量繁殖的有利阶段,因此,改善兰花原球茎增殖和分化的条件,提高原球茎的繁殖系数是兰花无性快速繁殖的⒓和核心, 是工厂化产业开发的前提。凡是影响原球茎诱导、增殖、分化的因素都必将影响兰花无性快速繁殖的速度和进程。
2. 影响国兰无性快速繁殖的因素
在组培快繁的兰花个体发育过程中,存在着原球茎诱导启动能否成功,形成的原球茎是否会褐化死亡,以及原球茎生长和分化的速度缓慢、成苗率和成活率较低等问题,所以要利用组织培养技术实现兰花的工业化生产,提高原球茎的诱导启动成功率、增殖率、成苗率及移栽成活率便成为重要的前提和关键。
在兰花的无性快速繁殖过程中,南炱浣程的主要因素有植物种类、发育状况及遗传背景、外植体材料的优劣,培养基成分和培养条件这三大因素。其中外植体材料的质量是组培快繁的首要条件,是组培快繁的基础。培养基成分则是影响组培快繁的重要条件,尤其是基本培养基种类与激素的适宜浓度和配比,对原球茎的诱摹⒃鲋场⒎只方向以及成苗的质量起重要的调控作用。蔗糖、光照、椰乳、活性炭、培养方式等因素则起调节作用,在不同品种或同一品种的不同生长阶段添加这些物质对原球茎的生长和分化有促进作用。pH值、光和温度等培养条件对国兰的快速繁殖也起一定的调节作用,培养条件不合适拿飨砸种圃球茎的生长。因此,在兰花的无性快速繁殖过程中,首先要根据各个种类的特点找出适宜其生长的基本培养基、不同时期适宜的激素浓度和配比、以及最适的pH值,然后再根据情况在不同的培养阶段添加适宜浓度的活性炭、椰乳或其它添加物,并在适宜的温度、光照条件下培养木湍芙立起一个良好的无性繁殖系,短期内获得大量的原球茎,大大提高兰花的繁殖系数。
纵观人们对中国兰的研究可以看出,目前在该领域多集中于组织培养以及激素在组培中应用的研究上,而且研究已进入细胞水平,正向分子水平迈进。遗憾的是,尽管国兰呐嗫旆奔际醯姆⒄勾蟠筇岣吡酥泄兰花的繁殖系数,国兰作为一种产业也已开始崭露头角,但由于与洋兰相比,国兰组培快繁技术难度仍相对较大,增殖速度缓慢,生长周期仍相对较长,导致产业界对此缺乏信心,不能意识到组培快繁技术发展兰花产业的巨大潜力、长远收益和广阔的市场木岸不愿投资。从而使技术创新体系和资金、管理不能很好合拍共同开拓新市场。所以,尽管国兰组培快繁技术的发展已日臻完善,目前国内对国兰仍主要处于实验室研究和小规模生产阶段,而未能像洋兰那样迅速发展为大规模生产。同时,与此不相协调的是,中国兰由于清香脱俗,在国耐庖恢毕碛谐绺叩纳誉,随着市场经济的发展,人们生活水平的提高,国内外市场对中国兰花的需求却日益增加。目前,兰花市场上主要以新颖和数量取胜,因此,中国兰花要想走向世界,特别是占领城市阳台,必须立足育种和开发新的技术体系,实现国兰的大规模生产,提高繁殖速度,挠出大花、绚丽、幽香和抗逆的优良品种。
我国养兰已有悠久的历史并驯化出许多名贵兰花,但自古至今国兰的优良品种多是从自然变异中选择,很少是通过有性杂交得到的,品种改良慢,而且多用传统分株繁殖的方法,难以达到一定的数量并推广,长期以来限牧宋夜优质兰花资源的应用。园艺事业发展到现在,现代育种手段几乎改变了所有花卉的面貌,而惟独在国兰中尚未被广泛应用。热带兰如蝴蝶兰和卡特兰等在东南亚各国和台湾地区,已经利用组织培养和杂交育种等技术形成了生产规模和产业,国兰如果能借鉴洋兰的发展道路,对其中一恼涔笙∮衅分掷用组织培养等技术进行大规模推广并育出价值更高的新品种将具有广阔的前景。
近年来,随着现代基因工程技术的发展和日益成熟,转基因技术已被用于很多种植物的育种和品种改良中。但兰花作为一种名贵而极具观赏价值的花卉,一直深受人们南舶。目前,由于采用常规的方法对国兰进行育种、选种,一种优良的兰花品种的育成,周期太长,成本较高,不易管理等,对规模化兰花产业和生产十分不利,而且用杂交的方法也很难获得抗病毒、抗细菌、抗真菌以及改变花色花香的新品种。因此,利用现代基因工程技术和传统杂交的姆ㄏ嘟岷匣竦眯缕分窒缘煤苡斜匾。目前,基因枪转化法已在四个属的兰科植物的转化有过报道,而随着技术的成熟,在更多种的兰花中利用转基因技术实现品种改良也必将具有广阔的前景和巨大的经济价值。
俗话说:“观花一时,赏叶经年”。兰花作为观赏花模其叶的观赏价值也是勿庸质疑的。因此,通过化学物质、辐射等人工诱变方法使兰花的遗传结构发生改变,培育出具有叶艺价值的兰花也同样具有重要的经济和园艺价值。
国兰科技,博大而神奇,国兰产业,一片光明,让我们同心协力,共创广阔的国兰天地。