一种百子莲组织培养种苗繁育方法
技术领域
本发明涉及植物培养繁殖领域,特别涉及一种百子莲组织培养种苗繁育方法。
背景技术
百子莲,学名:Agapanthus又名:紫君子兰、蓝花君子兰,为石蒜科百子莲属植物。宿根植物。盛夏至初秋开花,花色深蓝色或白色。有根状茎;叶线状披针形,近革质;花茎直立,高20~80厘米;伞形花序,有花10朵~50朵,花漏斗状,深蓝色或白色,花药最初为黄色,后变成黑色;花期5月~7月。喜温暖、湿润和充足的阳光。相对休眠期的冬季盆土应保持稍干燥;越冬温度不低于0℃。北方需温室越冬。温暖地区可庭园种植。
原产南非,中国各地多有引种栽培,云南昆明等地有做切花种植。是国外比较流行的庭院林下地被植物和盆栽、切花植物。常用播种或分株法繁殖。播种繁殖周期漫长,幼苗到开化需3~4年,且花期性状不一致;分株繁殖系数较低,繁殖速度慢,无法满足大规模园艺、工程用苗需求。
目前,公布号为CN101869066A的中国专利公开了一种百子莲的组织培养方法,它包括无菌材料的获得,球茎的分化和增值,球茎壮苗培养,生根培养,炼苗与移栽等步骤。
这种百子莲的组织培养方法虽然与现有技术相比,通过在百子莲开花过程中,对未开花的花苞进行培养,从而进行繁育,但是其具有一定的局限性,百子莲开花时期才能获取到花苞用于培养,同时单个花苞只能培育单株百子莲,且用花苞培养获得的个体存在明显的性状分离,植株开花花色不一致,无法达到商业化对品种性状一致性的要求从而无法成规模的大量培育。
发明内容
本发明的目的是提供一种百子莲组织培养种苗繁育方法,其具有可有效大规模培育繁殖百子莲,一方面在外植体启动培养过程中将外植体切段培养,并将培养出的腋芽进行增殖培养,增殖出的团芽继续分割为单芽,再进行壮叶生根培育,从而可以快速繁育,具有可工厂化、规模化培养的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种百子莲组织培养种苗繁育方法,包括如下培养步骤:
S1:外植体选择:选用植株健壮、无病虫害的百子莲,脱盆切除所有根系,用水冲洗根部沙土,切除全部叶片,留取基部长2~3cm根状茎,作为外植体;
S2:外植体消毒:将外植体用吸水纸吸干水流冲洗时残留的水分,并在无菌操作台上使用医用酒精棉对外植体表面进行擦拭,并将其放入消毒液中消毒30~60分钟,浸泡期间轻轻摇晃外植体3~5次,然后放入无菌水中漂洗2~4次,静置1~5分钟后,使用无菌滤纸吸干表面的水分,完成消毒;
S3:启动培养,将消毒完毕的外植体沿叶边纵切成两半,并分别横切成3~6mm的横切段,分别种接于启动培养基中,并转移到培养室中,进行启动培养8周,使得外植体上腋芽萌发,完成启动培养;
S4:增殖培养:将萌发的腋芽切除顶部叶片,并将腋芽切成直径为1~2cm的茎端,接种于固定增殖培养基内,培养4周,获得增殖出的团芽,每隔4周将增殖出的团芽分割成单个芽,并重新增殖于培养基中,进行扩量增殖;
S5:壮苗培养,在增殖培养基中增殖出的团芽,经过分割后转移到壮苗培养基内,培养3周,使得单芽生长健壮,高度达到3cm,从而获得壮苗培养的组培苗;
S6:生根培养,将经过壮苗培养的组培苗,竖直插入生根培养基8~10mm,在一定环境下进行培养8周,使得每株植株具有有效健壮的根健2~5条,根长20~40mm。
通过采用上述技术方案,外植体的选择主要是选用春季4月份,植株健壮、性状纯正、无病虫害的百子莲,脱盆并切除所有根系,自来水流水冲洗干净基部沙土,切除全部叶片,留取基部长2~3cm根状茎,作为外植体。对外植体进行消毒,减少病菌对于根状茎的入侵,减少出现影响实验效果的可能,同时对外植体进行切段培养,可切成多干段进行同时培养,在增殖培养过程中,由于根状茎上的腋芽生长出团芽,从而对团芽再进行分割,形成单芽继续培养,进一步扩量增殖,从而可以大量快速繁殖百子莲,形成规模化种植,在单芽茁壮成长后,高度达到3cm时可以将其作为组培苗转移到生根培养基内进行生根,从而完成快速、规模化的繁殖,整个繁育方法具有多次分裂培育,从而达到规模化的繁殖效果,同时生根率也达到100%。
进一步设置:所述启动培养基包括以下组份:每升水中添加花宝一号:1.0~2.0g;花多多1号:1.0~2.0g;椰子汁:50~100ml;6-苄氨基腺嘌呤:0.5~6.0mg;萘乙酸:0.5~3.5mg;蔗糖:15~60g;琼脂:5.5~7.0g。
通过采用上述技术方案,该配方能够快速打破腋芽休眠,促进腋芽萌发,同时能够有效促进愈伤组织的产生,其中花宝一号使用市售进口分装美国花宝公司的速效肥花宝一号成品,花宝一号含各种化学营养成分和微量元素,包括硝态氮、氧化磷及氧化钾,但不含蔗糖及琼脂,适合一般植物成长及根、茎强壮用。花多多1号使用美国peters品牌20-20-20水溶性均衡肥,俗称花多多1号,椰子汁来源于市售泰国进口纯椰子汁无菌包装成品,规格为5KG/ 袋,常温储存,椰汁含有多种氨基酸,如赖氨酸、旦氨酸,维生素等,用来提供植物所需的营养,萘乙酸,简称NAA,是一种有机化合物,是一种易溶于有机溶剂的无色固体。它的结构为萘的1号位置以羧甲基取代。它是植物生长调节剂中的生长素类似物,常用于商用的发根粉或发根剂中,NAA来源于市售的进口分装萘乙酸,是人工合成植物生长调节剂的一种,6- 苄氨基腺嘌呤简称6-BA是一种高效、稳定的细胞分裂素。6-BA的主要作用是促进芽的形成,也可以诱导愈伤组织发生。用于提高植物的质量及产量,因此在多种激素以及调节剂的作用下,可以快速促进腋芽萌发,从而使腋芽快速生长出团芽,蔗糖则是主要作为碳源和能源物质,除供能之外,还能诱导愈伤组织组织的再分化,培养基高温灭菌时,蔗糖更稳定,不容易碳化,而琼脂主要起到固定作用,并为植物组织提供养料。
进一步设置:所述增殖培养基包括以下组份:每升水中添加MS培养基2.35g;噻苯隆 TDZ:0.0025~0.03mg;吲哚乙酸:0.1~0.5mg;6-苄氨基腺嘌呤:0.5~2.5mg;蔗糖:20~30g;琼脂:5.0~7.0g。
通过采用上述技术方案,方能够保障腋芽增殖人为可控,增殖倍率为3--4倍,且芽体健壮,MS培养基,作为增殖培养基的一种基础培养基使用。TDZ是一种新型植物生长调节剂,具有很强的细胞分裂素活性,它的细胞分裂素活性要比一般植物生长调节剂高几十倍至几百倍,可以促进植物芽的再生和繁殖,打破芽的休眼,促进种子萌发,促进愈伤组织生长,延缓植物衰老。并且可以对其它的植物激素和生理活性物质的作用来调节植物的生长发育过程,是一个作用力很强的植物生长调节剂。吲哚乙酸则是一种植物生长素。植物体内普遍存在的天然生长素是吲哚乙酸。因此,通过在增殖培养基内添加吲哚乙酸,使其对植物抽枝或芽、苗等的顶部芽端形成有促进作用。
进一步设置:所述壮苗培养基包括以下组份:每升水中添加MS培养基2.35g;蔗糖:20~30g;琼脂:5.0~7.0g;活性炭0.5~1.0g。
通过采用上述技术方案,在继代培养过程中,细胞分裂素浓度的增加有助于增殖系数的提高。但伴随着增殖系数的提高,增殖的芽往往出现生长势减弱,出现芽苗短小、细弱,无法进行生根培养的现象;即使能够生根,移栽成活率也不高,因此必须经过壮苗培养。而活性炭主要用其吸附作用,减少一些有害物质的影响,同时对形态发生和器官形成有良好效应,有效缓解和减少植物的褐变现象,褐变现象是由于植物组织中多酚氧化酶被激活,使细胞酚类物质被氧化而产生棕褐色醌类物质,其对外植体有毒害作用,严重影响外植体的分化及生长。
进一步设置:所述生根培养基包括以下组份:每升水中添加MS培养基2.35g;吲哚丁酸:0.5~2.0mg;萘乙酸:0.5~5.0mg;活性炭:0.5~1.0mg;蔗糖:15~30g;琼脂:5.0~7.0g。
通过采用上述技术方案,能够促进植物产生的根与植物体结构相连,且生长出的根粗壮,能够在移栽时降低损伤、快速成活,其中吲哚丁酸IBA主要促进植物主根生长,提高发芽率,成活率。
进一步设置:所述培养室内环境温度25℃;暗培养4天;然后给予光照强度为2000LUX 的光培养,光周期每天在16小时。
通过采用上述技术方案,在启动培养阶段,需要将通过合适的环境打破腋芽的休眠,通过光照作用使得腋芽进行光合作用,而暗培养则是腋芽进行呼吸作用,从而通过控制光周期的时间以及光照强度,选择最为合适腋芽生长萌发的光周期,从而使得腋芽萌发。
进一步设置:所述增殖培养时所需环境为温度在25℃,暗培养4天;然后给予光照强度为2000LUX的光培养,光周期每天在16小时。
通过采用上述技术方案,在增殖培养阶段需要给予合适的环境温度,以及同样需要进行合理的光周期培养,使得腋芽快速增殖出团芽,从而进行分割,进而继续增殖。
进一步设置:所述壮苗培养所需环境为温度在25℃,给予光照强度为2500LUX的光培养,光周期每天在16小时。
通过采用上述技术方案,而壮苗阶段,由于苗叶的生长,为了促进其生长,通过合理的光周期培养,进而促进单芽生长成苗。
进一步设置:所述S6生根培养过程中,对组培苗进行驯化:将进行生根培养3周的组培苗转移到温室中,覆盖85%遮光率遮阳网,覆盖两层,保持14天,然后遮盖1层85%遮光率遮阳网14天,使组培苗适应变温及自然光照环境,即可获得驯化好的种苗。
通过采用上述技术方案,通过驯化可以调整植物生态环境因子调整植物生长耐受范围程度。植物长期待在它最合适的生存范围中,长时间便会导致该物种的耐受环境位置移动。人工环境一般只需要较短的时间进行,而在自然环境中,这个调整恢复变化的过程,通常要较长的时间。因此通过驯化使得组培苗可以更好的适应当下的环境。
进一步设置:所述S6生根培养过程中,将驯化的组织培养种苗移栽于育苗穴盘,移栽介质配置为1份蛭石及1份珍珠岩,移栽完成后,立即使用600目喷头浇水,浇水后覆盖塑料薄膜和95%遮光率的遮阳网3天,移除塑料薄膜,覆盖单层95%遮光率的遮阳网再培养5天,然后移除遮阳网,600目喷头补肥水进行叶面施肥。
通过采用上述技术方案,由于组织培养种苗虽然具有一定的光合能力,但是其处于高湿、弱光、低二氧化碳、恒温、异氧的条件下生长,其组织分化不完善,光合自养能力较差,气孔多而且不易关闭,叶绿素少,根毛少,因此在移栽过程中,需要逐步改变生长条件,促进组织发育完全,从而适应外界生活,同时使得叶绿素增多,改善气孔的调节功能,使得蒸腾下降,根毛发育完善,提高对环境的适应能力。
综上所述,本发明具有以下有益效果:其具有可提供一种快速、规模化繁育百子莲的方法,且使用材料配方经济可行,百子莲生长性状稳定,种苗整齐,可以应用于大规模商业生产的植物组织培养,能够满足商业化种苗生产的需求。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细说明。
实施例1:一种百子莲组织培养种苗繁育方法,包括如下培养步骤:
S1:外植体选择:选用植株健壮、无病虫害的百子莲,脱盆切除所有根系,用水冲洗根部沙土,切除全部叶片,留取基部长2~3cm根状茎,作为外植体。
S2:外植体消毒:将外植体用吸水纸吸干水流冲洗时残留的水分,并在无菌操作台上使用医用酒精棉对外植体表面进行擦拭,并将其放入消毒液中消毒30~60分钟,消毒液主要组分包括1份白猫漂白水和4份无菌水的混合液,浸泡期间轻轻摇晃外植体3~5次,然后放入无菌水中漂洗2~4次,静置1~5分钟后,使用无菌滤纸吸干表面的水分,完成消毒。
S3:启动培养,将消毒完毕的外植体沿叶边纵切成两半,并分别横切成4mm的横切段,分别种接于启动培养基中,并转移到培养室中,进行启动培养8周,使得外植体上腋芽萌发,完成启动培养;启动培养基包括以下组份:每升水中添加花宝一号:1.5g;花多多号:1.5g;椰子汁:75ml;6-苄氨基腺嘌呤:4.0mg;萘乙酸:2.0mg;蔗糖:40g;琼脂:6.0g。培养室内环境温度25℃;暗培养4天;然后给予光照强度为2000LUX的光培养,光周期每天在16小时.
S4:增殖培养:将萌发的腋芽切除顶部叶片,并将腋芽切成直径为1cm的茎端,接种于固定增殖培养基内,培养4周,获得增殖出的团芽,每隔4周将增殖出的团芽分割成单个芽,并重新增殖于培养基中,进行扩量增殖;增殖培养基包括以下组份:每升水中添加MS培养基2.35g;噻苯隆TDZ:0.0027mg;吲哚乙酸:0.3mg;6-苄氨基腺嘌呤:1.5mg;蔗糖:25g;琼脂:6.0g。增殖培养时所需环境为温度在25℃,暗培养4天;然后给予光照强度为2000LUX 的光培养,光周期每天在16小时。
S5:壮苗培养,在增殖培养基中增殖出的团芽,经过分割后转移到壮苗培养基内,培养3周,使得单芽生长健壮,高度达到3cm,从而获得壮苗培养的组培苗;壮苗培养基包括以下组份:每升水中添加MS培养基2.35g;蔗糖:20g;琼脂:5.0g;活性炭0.5g。壮苗培养所需环境为温度在25℃,给予光照强度为2500LUX的光培养,光周期每天在16小时。
S6:生根培养,将经过壮苗培养的组培苗,竖直插入生根培养基8~10mm,在一定环境下进行培养8周。生根培养基包括以下组份:每升水中添加MS培养基2.35g;吲哚丁酸:1.0mg;萘乙酸:3.0mg;活性炭:0.7mg;蔗糖:20g;琼脂:6.0g。将进行生根培养3周的组培苗转移到温室中,覆盖85%遮光率遮阳网,覆盖两层,保持14天,然后遮盖1层85%遮光率遮阳网 14天,使组培苗适应变温及自然光照环境,即可获得驯化好的种苗。完成生根培养后,将驯化的组织培养种苗移栽于72穴育苗穴盘中,移栽介质配置为1份蛭石及1份珍珠岩,移栽完成后,立即使用600目喷头浇水,浇水后覆盖塑料薄膜和95%遮光率的遮阳网3天,移除塑料薄膜,覆盖单层90%遮光率的遮阳网再培养5天,然后移除遮阳网,600目喷头补肥水进行叶面施肥。叶面肥用20-20-20水溶性均衡肥,晴天每天上午10点喷施一次,半个月后正常养护。
实施例2:一种百子莲组织培养种苗繁育方法,包括如下培养步骤:
S1:外植体选择:选用植株健壮、无病虫害的百子莲,脱盆切除所有根系,用水冲洗根部沙土,切除全部叶片,留取基部长2~3cm根状茎,作为外植体。
S2:外植体消毒:将外植体用吸水纸吸干水流冲洗时残留的水分,并在无菌操作台上使用医用酒精棉对外植体表面进行擦拭,并将其放入消毒液中消毒30~60分钟,消毒液主要组分包括1份白猫漂白水和4份无菌水的混合液,浸泡期间轻轻摇晃外植体3~5次,然后放入无菌水中漂洗2~4次,静置1~5分钟后,使用无菌滤纸吸干表面的水分,完成消毒。
S3:启动培养,将消毒完毕的外植体沿叶边纵切成两半,并分别横切成4mm的横切段,分别种接于启动培养基中,并转移到培养室中,进行启动培养8周,使得外植体上腋芽萌发,完成启动培养;启动培养基包括以下组份:每升水中添加花宝一号:1.0g;花多多1号:1.0g;椰子汁:50ml;6-苄氨基腺嘌呤:0.5mg;萘乙酸:0.5mg;蔗糖:15g;琼脂:5.5g。培养室内环境温度25℃;暗培养4天;然后给予光照强度为2000LUX的光培养,光周期每天在16小时.
S4:增殖培养:将萌发的腋芽切除顶部叶片,并将腋芽切成直径为1cm的茎端,接种于固定增殖培养基内,培养4周,获得增殖出的团芽,每隔4周将增殖出的团芽分割成单个芽,并重新增殖于培养基中,进行扩量增殖;增殖培养基包括以下组份:每升水中添加MS培养基2.35g;噻苯隆TDZ:0.0025;吲哚乙酸:0.1mg;6-苄氨基腺嘌呤:0.5mg;蔗糖:20g;琼脂:5.0g。增殖培养时所需环境为温度在25℃,暗培养4天;然后给予光照强度为2000LUX的光培养,光周期每天在16小时。
S5:壮苗培养,在增殖培养基中增殖出的团芽,经过分割后转移到壮苗培养基内,培养3周,使得单芽生长健壮,高度达到3cm,从而获得壮苗培养的组培苗;壮苗培养基包括以下组份:每升水中添加MS培养基2.35g;蔗糖:20g;琼脂:5.0g;活性炭0.5g。壮苗培养所需环境为温度在25℃,给予光照强度为2500LUX的光培养,光周期每天在16小时。
S6:生根培养,将经过壮苗培养的组培苗,竖直插入生根培养基8~10mm,在一定环境下进行培养8周。生根培养基包括以下组份:每升水中添加MS培养基2.35g;吲哚丁酸:0.5mg;萘乙酸:0.5mg;活性炭:0.5mg;蔗糖:15g;琼脂:5.0g。将进行生根培养3周的组培苗转移到温室中,覆盖85%遮光率遮阳网,覆盖两层,保持14天,然后遮盖1层85%遮光率遮阳网 14天,使组培苗适应变温及自然光照环境,即可获得驯化好的种苗。完成生根培养后,将驯化的组织培养种苗移栽于72穴育苗穴盘中,移栽介质配置为1份蛭石及1份珍珠岩,移栽完成后,立即使用600目喷头浇水,浇水后覆盖塑料薄膜和95%遮光率的遮阳网3天,移除塑料薄膜,覆盖单层90%遮光率的遮阳网再培养5天,然后移除遮阳网,600目喷头补肥水进行叶面施肥。叶面肥用20-20-20水溶性均衡肥,晴天每天上午10点喷施一次,半个月后正常养护。
实施例3:一种百子莲组织培养种苗繁育方法,包括如下培养步骤:
S1:外植体选择:选用植株健壮、无病虫害的百子莲,脱盆切除所有根系,用水冲洗根部沙土,切除全部叶片,留取基部长2~3cm根状茎,作为外植体。
S2:外植体消毒:将外植体用吸水纸吸干水流冲洗时残留的水分,并在无菌操作台上使用医用酒精棉对外植体表面进行擦拭,并将其放入消毒液中消毒30~60分钟,消毒液主要组分包括1份白猫漂白水和4份无菌水的混合液,浸泡期间轻轻摇晃外植体3~5次,然后放入无菌水中漂洗2~4次,静置1~5分钟后,使用无菌滤纸吸干表面的水分,完成消毒。
S3:启动培养,将消毒完毕的外植体沿叶边纵切成两半,并分别横切成4mm的横切段,分别种接于启动培养基中,并转移到培养室中,进行启动培养8周,使得外植体上腋芽萌发,完成启动培养;启动培养基包括以下组份:每升水中添加花宝一号:2.0g;花多多1号:2.0g;椰子汁:100ml;6-苄氨基腺嘌呤:6.0mg;萘乙酸:3.5mg;蔗糖:60g;琼脂:7.0g。培养室内环境温度25℃;暗培养4天;然后给予光照强度为2000LUX的光培养,光周期每天在16 小时.
S4:增殖培养:将萌发的腋芽切除顶部叶片,并将腋芽切成直径为1cm的茎端,接种于固定增殖培养基内,培养4周,获得增殖出的团芽,每隔4周将增殖出的团芽分割成单个芽,并重新增殖于培养基中,进行扩量增殖;增殖培养基包括以下组份:每升水中添加MS培养基2.35g;噻苯隆TDZ:0.03mg;吲哚乙酸:0.5mg;6-苄氨基腺嘌呤:2.5mg;蔗糖:30g;琼脂:7.0g。增殖培养时所需环境为温度在25℃,暗培养4天;然后给予光照强度为2000LUX的光培养,光周期每天在16小时。
S5:壮苗培养,在增殖培养基中增殖出的团芽,经过分割后转移到壮苗培养基内,培养3周,使得单芽生长健壮,高度达到3cm,从而获得壮苗培养的组培苗;壮苗培养基包括以下组份:每升水中添加MS培养基2.35g;蔗糖:30g;琼脂:7.0g;活性炭1.0g。壮苗培养所需环境为温度在25℃,给予光照强度为2500LUX的光培养,光周期每天在16小时。
S6:生根培养,将经过壮苗培养的组培苗,竖直插入生根培养基8~10mm,在一定环境下进行培养8周。生根培养基包括以下组份:每升水中添加MS培养基2.35g;吲哚丁酸:2.0mg;萘乙酸:5.0mg;活性炭:1.0mg;蔗糖:30g;琼脂:7.0g。将进行生根培养3周的组培苗转移到温室中,覆盖85%遮光率遮阳网,覆盖两层,保持14天,然后遮盖1层85%遮光率遮阳网 14天,使组培苗适应变温及自然光照环境,即可获得驯化好的种苗。完成生根培养后,将驯化的组织培养种苗移栽于72穴育苗穴盘中,移栽介质配置为1份蛭石及1份珍珠岩,移栽完成后,立即使用600目喷头浇水,浇水后覆盖塑料薄膜和95%遮光率的遮阳网3天,移除塑料薄膜,覆盖单层90%遮光率的遮阳网再培养5天,然后移除遮阳网,600目喷头补肥水进行叶面施肥。叶面肥用20-20-20水溶性均衡肥,晴天每天上午10点喷施一次,半个月后正常养护。
对上述实施例1至实施例3观察增殖倍率、单个芽高度、生根率、生根后有效健壮根数及根长,如下表所示:
由上表可以得知,在繁育百子莲的过程中,通过运用合适启动培养基、增殖培养基、壮苗培养基及生根培养基,可以快速繁殖百子莲,增殖倍率大大提高,可以快速的、规模化、工厂化培育百子莲。
上述的实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。