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花卉无性系的快速繁殖
2008/6/1 11:55:59
较高的增殖倍数、较短的增殖周期和周年生产构成了快速繁殖的高效率,省时、省工、节约土地是其另一优点,针对目前花卉快速繁殖中操作人员理论知识与实践不能很好结合导致种苗成活率降低的现状,现以理论、实践相结合的方式,从品种选择开始至种苗销售进行总结,以期更好地为业内人士提供帮助。
第一阶段:品种选育与外植体选择新品种引进与自行育种是相辅相成的两条路径,经过几年实践经验,本人认为作为种苗生产公司应采取引进为主、自行小量育种为辅的策略。针对快速繁殖来说,无论以哪种方式繁殖,我们以得到表现优秀、性状突出的花卉植株为目的,以期待其作为外植体生产优秀种苗。
本人在红掌、非洲菊、蝴蝶兰三个品种上均进行了以杂交育种为主,离子束照射、转基因为辅的品种选育尝试,但除了在非洲菊上有2至3个表现较好的单株应用于生产外,其他方面均无很好的表现型出现,红掌、蝴蝶兰育种周期长很大程度上制约了选育进程。在育种过程中首先要依据播种计划确定授粉日期,在授粉时对优选出的单株性状进行定性、定量描述、照相,授粉后经常观察花朵、果实、种子长势,准确把握播种日期,以免果实过度成熟开裂造成表面消毒上的困难。注意对母株的保存及对后代的优良性状单株的保存,对于表现出众的单株,可用组培方式先生产部分种苗,进入中间实验阶段。
当我们拿到表现优秀的单株后,就要进入快繁的第一步———
外植体的选择。组织培养上所说的外植体简单来说就是指采来组培的叶、芽、根、茎等植株的一部分。在外植体选择方面,应首先考虑植物种类,因为不同植物种类有不同的无性繁殖能力,通常木本植物及较大的草本植物较难繁殖,一些草本植物比较容易繁殖;其次,我们要重点考虑外植体的大小,过大外植体易于污染,过小外植体成活率低;再次,我们要考虑外植体的来源,不同的来源对应着不同的激素用量,包括不同的个体、不同的器官或器官上的一定部位,尤其是一些较难培养的种类,需要仔细考虑外植体的来源;最后,我们要考虑外植体生理学上的年龄,其影响到后面的形态发生类型,按植物生理学的观点来说,沿植物体的主茎来说,越向上的部位越易形成花器官。一般情况下,幼年的组织都比老年的组织具有更高的形态发生能力。在日常实践中,我们还要注意外植体的栽培环境(温室内或大田栽培)、取材之日前后天气状况、前次浇水、施肥情况等。采用不适宜的外植体在限定的条件下,可能会使培养失败。
第二阶段:初代培养阶段1.外植体的表面灭菌在采样前应预先制备并灭菌好用于初代接种的培养基,携带刀、剪、广口瓶,到栽培场所选取洁净、无病虫伤害的健壮植株,摘取比较幼嫩、生长能力强的部位,注意,过嫩部分会难以承受表面灭菌。
若大田内材料污染过于严重,可将其单独挖出盆栽管理,喷、灌杀菌、杀虫剂,不便移栽的,可套塑料袋,隔离灰尘和昆虫。
初代接种材料直接来自温室或田间,我们要获得有活力的材料,第一次灭菌措施不可能很彻底,污染率一般在30%至75%,严重时达100%,实践表明,用试管之类的小容器应尽量分散、互相隔离,效果较好。
2.诱导外植体生长与分化从理论上,我们应认识植物再生的四个途径,然后在诱导之初就应当确定选择哪种途径。
(1)顶芽与腋芽发育途径与大田栽培不同,在无菌培养中,单个的芽不仅可以长大,而且还会出现长出多个芽的情况,芽逐渐长成枝条,枝条上再长出小芽,把小芽切下,使之萌发出新的枝条,重复这种“芽———枝条”的过程,便会取得大量繁殖的效果。
此种途径中最常见的便是常说的微型扦插与茎尖脱毒两种,举例来说,葡萄、红叶石楠的繁殖就是采用微型扦插的途径;茎尖脱毒一般在马铃薯上应用广泛,但针对花卉来说,有些独特的花色是由病毒引起的,通过茎尖培养可能使病毒脱除,以致失去观赏价值,此种表现在天竺葵某些品种上已被证实。
(2)不定芽发育途径不定芽途径多从诱导外植体产生愈伤组织开始,而后从愈伤组织上分化出芽,这其中又分为两种类型,即器官发生型的再生方式(愈伤组织旺盛生长型)与器官型的再生方式(较少愈伤组织型)。旺盛生长型最合适的代表就是国内多数厂家用叶片作为外植体生产出来的红掌,基本上是通过愈伤组织的增殖而得到苗子,从而进行增殖的。较少愈伤组织型如常见的非洲菊,在非洲菊表面几乎不生长愈伤组织,不定芽就从其短茎四周分化出来,愈伤组织途径容易产生变异是众所周知的事情,这也是生产中红掌变异率高于非洲菊的理论基础。
我们应当认识到,不定芽途径普遍经历着我们常说的脱分化与再分化过程,因此,诸如非洲菊之类的较少愈伤组织型并非毫无变异,其可能通过长期的积累在后代表现出来。
同时,通过不定芽途径可使嵌合体发生性状分离,这在我们日常的花卉生产中必须引起重视,最常见的如金边黄杨、金边巴西铁树等,经不定芽途径繁殖后,金边消失。
(3)体细胞胚状体发生途径胚状体是组织培养上的专用术语,是由体细胞形成的,类似于合子胚发育过程的发生途径,一般经历球形、心形、鱼雷形、子叶形的胚胎发育时期。蝴蝶兰的无菌播种实际上是合子胚发生途径,但由于其过程相似,从中我们可以理解体细胞胚状体的发育过程。与其他途径区别之处在于,一方面胚状体在发育早期就有了明显的根端与苗段的分化,换句话说,应该可以在一种培养基上长苗、生根。另一方面,由胚状体发育来的小植株彼此之间互不粘连,换句话说,我们在接种过程中只用镊子不用刀便可以轻易将其分离。
总体上说,由于体细胞胚状体发生途径的过程复杂,理论研究尚未深入,在整个组培领域应用范围较小,因此还需对胚状体的各个发育时期有更为深入的理论探讨。
(4)原球茎发育途径这种途径的突出代表就是蝴蝶兰组培苗的生产,原球茎与种子的不同之处在于生长初期并不出现胚根,只是胚逐渐膨大,之后种皮的一端破裂,涨大的胚呈小圆锥形。蝴蝶兰生产上一般用顶芽或侧芽或根诱导出原球茎,而后,通过原球茎增殖,等达到需要数量时,换培养基使其长苗、生根。
以上介绍的四种途径,基本包括了目前可再生的所有植物,但是,我们不能用孤立的眼光看待它们,因为本身在生产实践中,这几种方式往往结合在一起应用,我们可以根据目的综合利用,只是在培养之初,我们要定下一个主要途径,然后按照目标努力实验。
第三阶段:增殖培养阶段一般情况下,在第二阶段通过各种方式得到的芽、苗、胚状体、原球茎数量不能满足大量生产的要求,需要进一步培养增殖,这就进入我们通常所说的增殖阶段。其实在诱导阶段介绍中已经说出了各种类型的增殖方法,以上面提到的几种产品为例,非洲菊主要通过不定芽增殖,倍数以控制在3至5倍为宜。通过将红掌愈伤组织切块,同时伴随着愈伤组织上的小芽长成3至5厘米小苗,在分离愈伤组织的同时将达到要求高度的小苗转入生根,倍数一般控制在2至4倍。蝴蝶兰实生苗是简单的分离,因其每颗苗之间并无粘连,不过在转瓶过程中要淘汰部分小苗。红叶石楠、泡桐、葡萄实际是不定芽与微型扦插的结合体,两种方式得到的苗都可以用,实际应用中的倍数一般控制在6倍左右。
需要知道的是,诱导阶段并不是必须的,但增殖阶段是必作的,例如我们给别人代繁种苗时,一般接受的是其提供的瓶苗,然后只做增殖及生根即可。同时我们也要提前计划好在增殖初期预留储备“母瓶”,母瓶可放置在10℃至15℃的低温下,延缓继代周期,随时调用。
第四阶段:生根培养阶段当繁殖材料达到一定量后,需要对其中一部分继续增殖,另外一部分生根,这就进入了通常所说的生根阶段。
应当知道,经历生根阶段的目的是为了成功移植到试管外的环境做准备,通常要配合减少糖量及提高光照等手段为瓶苗适应外部环境做准备。我们通常在生产中生根培养基用糖少于增殖阶段的原因即在此。
事实表明,若生根阶段便进入自然光条件下,植株可能表现出生长延缓和轻微失绿,但是,与低光照下浓绿的苗相比,移栽成活率会更高。
结合本人试验过的几个品种,下面讨论植株生根的难易问题。众所周知,在大田的扦插繁殖中就存在植株之间的生根难易不同的现象,相对应,在瓶苗生根阶段,也存在差异。对于容易生根的品种(比如非洲菊的多数品种、蝴蝶兰实生苗等),我们可用少量生长素或直接瓶外生根即可。
对于难生根的品种,我们可以通过减少增殖阶段激素浓度、转移两次生根培养基等来实现生根率的提高。
对于红掌来说,小苗在愈伤组织上未切分之时,也可有根长出,但是,我们最好再经过一次生根培养基,因为可以看到这些根以须根为主,颜色浅黄、独根,且往往是在茎的中部长出,在栽盆时容易造成麻烦,同时试验证明此类根成活率低。
当然,对一些品种来说,从嫩茎上切取插条,用生根粉采取泡或沾的方式进行试管外生根也是一种节省成本的方法,但所用浓度及成活率必须提前进行试验。
第五阶段:试管苗出瓶驯化及苗期管理试管苗在培养室的优良环境下,基本以培养基中的糖为原料进行异养生长,而出瓶之后,迫切需要使其利用太阳光进行光合作用而自养生长,因此,这个转化阶段非常重要,直接影响着将来的瓶苗成活率。我们一般形象地把这一阶段称作种苗的“驯化”过程。
总的来说,在驯化过程中,要在初期保持较高的空气湿度,减少叶面蒸腾;选择疏松透气的种植基质,并伴以杀菌、杀虫剂;初期以漫射光为主,光照应逐渐增强;视植物类型调节环境温度,要求基质温度略高于空气温度2℃至3℃。
当然,在设备、设施达到要求的前提下,最重要的应是管理人员的责任心与积极的工作态度。种苗最终的出售规格,种苗生产公司自身应制定一个最低标准,兼顾客户要求,在条件允许的情况下,应坚持种苗预订制度。
以上是花卉快繁生产的基本流程,在认识到其对种苗生产的巨大推动作用的同时,我们还要看到组培快繁的局限性:市场需求是影响快繁的第一大因素。在有市场需求的前提下,我们就要结合生产量仔细周密估算成本,适当的参照,可行的成活率应是成本核算准确的关键。另外,如一些植物在培养过程中出现的变异,培养技术的不成熟,诸如褐化、玻璃化等问题,都需要我们在实践中进一步研究和解决。
(本版图片由濮阳市世锦现代农业发展有限公司提供)
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