中国兰组织培养研究进展

中国兰组织培养研究进展

[摘 要]对中国兰种子萌发和茎尖培养两种发生途径及影响中国兰组织培养的几个主要因素作介绍。

[关键词]中国兰 组织培养 发生途径 影响因素

中国兰又称东洋兰，是指兰属植物中的一部分地生种，主要包括春兰、蕙兰、建兰、墨兰、寒兰等。有别于以花大色艳而著称的西洋兰，中国兰具有叶姿优美、花色淡雅且幽香清远的特点，在东方国家倍受推崇，栽培历史悠久，品种繁多。但由于长期沿用分株的方式进行繁殖，增殖系数低、扩繁速度慢，每年一般只能增殖13倍，还造成带病毒的植株日益增多，引起品种退化，影响其正常生长和观赏价值。因此，利用组织培养技术在加快中国兰优良品种的培育与繁殖、复壮传统名优品种、挽救珍稀濒危种类等方面都具有重要意义。

一、中国兰组织培养的途径

目前，所有成熟的兰花组织培养技术都是通过原球茎或类原球茎形式实现快速繁殖的。中国兰的组织培养途径与西洋兰相比最大的区别在于许多种类还要经过根状茎阶段，才能形成完整植株。由于所选用的外植体不同，其培养的途径也有所差异。

（一）种子萌发途径

Noel Bernard指出，自然条件下兰科植物的种子萌发需要适宜真菌的感染，真菌得到了萌发所需要的养分[1]。根据这一理论创立了共生萌发法，但由于共生萌发需先分离出相应的真菌，分离程序繁杂，目前在中国兰的种子离体萌发上多采用同是由Bemard创立的非共萌发法[2]，又称无菌播种法。随着对兰科植物的菌根和共生真菌研究的不断深入，筛选出分别适宜不同种类地生兰种子萌发的真菌，进行共生培养，从而缩短萌发时间、提高萌发率也并非全不可行。

（二）茎尖培养途径

1960年，Morel采用大花蕙兰的茎尖进行组织培养，成功地获得了无病毒植株[3]。此后，这一技术在得到了广泛应用，引起了兰花栽培的变革，并以此为基础建立了现代兰花工业，实现了兰花生产的工业化与商品化。我国学者在中国兰的茎尖培养方面也取得了一定的成就，已成功地建立起了几十个品种的快速繁殖体系。

二、影响中国兰组织培养的主要因素

（一）外植体的消毒和前处理

培养材料的消毒程序和接种防氧化等前处理措施是组培繁殖中国兰的关键性因素之一。

（1）外植体消毒一般采用次氯酸纳、次氯酸钙、升汞、乙醇、过氧化氢等消毒剂对外植体材料进行消毒。若以兰花种子作为外植体，则应在蒴果表面呈黄褐色、尚未开裂时就进行采收，以减小消毒难度，降低污染率。若以茎尖作为外植体，采取任何单一的消毒剂的消毒效果都不理想。因此，较为行之有效的方法是采用多种消毒剂进行多次消毒。

（2）外植体的前处理对种子进行前处理的目的是为了软化种皮、去除抑制萌发的物质，以提高萌发率。用剪破种皮或0.1mol.L-1的NaOH溶液处理1030分钟可明显提高寒兰种子的萌发率[4]。据杨宁生等[5]的研究表明，40C低温储藏60天有利于蕙兰种子的萌发。这可能是因为低温预处理起到了自然越冬时的低温作用，而延长播种时间可使种子充分完成后熟作用，因而有助于种子萌发。

（二）基本培养基

目前，已有许多种基本培养基用于中国兰的组织培养，如最早采用的KnudsonC（附加细菌胰蛋白胨）以及后来的MS、White、Kyoto等基本培养基。一般用于无菌播种的基本培养基有KundosC、MS、ZW等[5，6]，用于原球茎诱导增殖的培养基则多采用White、VW、Kyoto和改良的MS[2，7]。多年组织培养的实践表明，不同兰花品种的最适基本培养基有所差异。对于多数中国兰而言，MS仍然是应用最为广泛的基本培养基。

（三）生长调节剂

生长调节剂是诱导中国兰原球茎形成和幼苗再生以及部分品种种子萌发所必需的。由于种类和品种间的差异，不同中国兰所适合的生长调节剂在种类、浓度和配比上差异较大。段金玉、谢亚红[4]对十种兰属植物种子萌发的研究结果表明：生长调节剂并非为所有的萌发阶段的地生兰种子所必需，但适宜浓度和配比可明显促进某些中国兰种子的萌发。

（四）活性炭

在组织培养中，活性炭具有多种作用。适宜浓度的活性炭可吸附培养过程中外植体所产生的酚类和醌类等有害物质，降低褐化率。活性炭可促进原球茎与根状茎的增殖，而明显抑制芽的分化[8]。一般认为这是由于活性炭吸附了培养基中的生长调节物质，使培养基中的外源激素含量低至不足以启动和引发芽分化的水平[7-9]。

（五）天然提取物

在培养基中添加某些适宜浓度的天然提取物可以对兰花种子的萌发，原球茎的增殖及分化产生不同程度的促进作用，但不同种类的中国兰对同一天然提取物的表现并不完全一致。椰子汁能明显提高墨兰种子的萌发率，香蕉汁和马铃薯汁能加速原球茎分化成根状茎并促进根状茎增殖增粗[2，3]。

（六）培养方式

中国兰常用的培养方式有固体培养，液体振荡培养，液体浅层静止培养和固体液体双层培养。一般认为，在原球茎的增殖阶段，以液体振荡培养增殖率较高，这是由于振荡培养有利于培养物的通气和改善营养物质吸收的缘故[10]；在根状茎的分枝及增殖阶段则多采用固体培养，以提高分化率；在诱导根状茎分化成完整植株阶段，则以采用液体静止培养和固体液体双层培养的方式为宜，以缩短培养时间，提高幼苗的整齐度。目前，在大规模生产中多采用固体培养方式，或者采用液体培养和固体培养交替进行的方法。

参考文献

[1]Bernard N. Sur la germination du neottia nidus-avis[J].Compt Rend Acad Sci Paris，1899，128:12531255

[2]Bernard N. Levolution dans la symbiose les orchidees et leurs champignons commensaux[J] .Ann Sci Nat Bot Ser， 1909，9（9）:1196

[3]Morel G. M， Producing virus-free Cymbidium.Amer Orchid Soc. Bull， 1960，29:495497

[4]段金玉、谢亚红，在无菌条件下，激素和种子处理对兰属十种植物种子萌发的影响.云南植物研究，1982，4（2）：197201

[5]杨宁生、杨柏云、钟青萍，蕙兰（Cymbidium faberi Rolfe.）种子无菌培养的研究.江西科学，1994，12（2）：8084

[6]鲁雪华、郭文杰、林勇，墨兰的无菌播种和植株再生，亚热带植物通讯，1999，28（1）：3437

[7]张志胜、欧秀娟，墨兰的组织培养.园艺学报，1995，22（3）：303304

[8]刘用生、李友勇，植物组织培养中活性炭的作用，植物生理学通讯，1994，30（3）：214217

[9]傅雪琳、张志胜，何平等，墨兰根状茎绿芽分化的研究，华南农业大学学报，2000，21（3）：5355

[10]彭晓明、曾宋君、张京丽等，三种墨兰的瓶播培养，热带亚热带植物学报，2000，8（1）：6062