CN107750947A - 一种调节杏黄兜兰有性繁殖和无性繁殖效率的方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种调节杏黄兜兰有性繁殖和无性繁殖效率的方法，在杏黄兜兰花期去除植株一半叶片或给果实遮光的方法提高杏黄兜兰的有性繁殖或无性繁殖效率。本发明为一种较可靠的调节有性繁殖和无性繁殖的技术，该技术在花葶抽出基部10cm时去除一半叶片可获得较高的种子萌发率，而在授粉后每天用锡箔纸对果实遮光12小时，可增加侧芽数和侧芽大小。本发明可提高杏黄兜兰有性繁殖和无性繁殖效率，根据需求提高后代的成活率，方法可操作性强，可做为杏黄兜兰针对不同繁殖目标的人工繁殖技术。

Description

一种调节杏黄兜兰有性繁殖和无性繁殖效率的方法
技术领域
本发明属于生物技术领域，具体地，涉及调节一种杏黄兜兰有性繁殖和无性繁殖效率的方法。
背景技术
兜兰属(Paphiopedilum)，隶属于兰科(Orchidaceae)杓兰亚科(SubfamilyCypripedioideae)。大多为地生、半附生或附生的多年生草本植物，其株形娟秀，开花时花葶从基生叶丛中抽出，花大而色泽艳丽，唇瓣特化成兜状或深囊状，形状奇特，花期短则数周，长达数月(郎楷永等，1999)。是兰科中具有很高观赏价值的类群之一，被誉为“拖鞋兰”或“仙履兰”，受到兰花爱好者及园艺学家的广泛关注与喜爱，在植物界和园艺界中享有盛誉(Cribb，1998)。
兜兰属在全世界约有80余种，主要分布在热带和亚热带地区。中国是世界兜兰属植物最为丰富的国家，总种类达到27个种(王贞等，2006)，主要分布于西南和南部的热带与亚热带南缘地区，以云南、广西、贵州分布最多。
杏黄兜兰(Paphiopedilum armeniacum)是兜兰属最具观赏价值的种类之一，花单生，金黄色，花瓣大，唇瓣囊状，常称之为“金兜”，曾多次获国际花展和兰展金奖和一级证书等最高奖，和硬叶兜兰一起被誉为兜兰属的“金童玉女”。近年来，由于市场对于杏黄兜兰的需求日益增加，野外资源近乎濒危，进行产业化栽培生产已经成为满足市场需求的重要途径(刘仲健等，2006)。
杏黄兜兰在生长发育过程中，既有有性繁殖又有无性繁殖，产生的后代包括种子苗和侧芽，二者都是物种延续的个体。杏黄兜兰植株通常需要人工授粉才能产生种子，对种子苗而言，传粉技术，母株营养状况，结实率，种子活力及萌发率都会影响其存活与生长，且种子苗在适宜生长条件下长成为开花植株还需要长达5-7年的时间。因此，杏黄兜兰从授粉到产生种子，再到发育为开花植株要经历多个阶段，任何一个环节出现不足都会使繁殖成效降低。但另一方面，有性繁殖的种子苗个体具有两个亲本共同的遗传特性，且兰科植物果实中的种子数量多，有利于大批量繁殖幼苗，特别是在遗传育种中产生新品种这一点上，比无性繁殖更有优势。
杏黄兜兰无性繁殖产生的后代我们通常叫做侧芽，侧芽是从母株基部发出，以缩短的茎与母株相连，直到侧芽生根成为独立的个体，这种方式可以与母株进行水分，养分的交流交换，这种优势在侧芽还尚未具备自养能力时的生长初期尤为重要。杏黄兜兰母株对外界环境变化耐受性较高，可以在环境变化较大的条件下稳定地为侧芽供应水分和养分，因此无性繁殖产生侧芽可以在母株的保护下有更大几率生长为开花植株且时间多为3-4年。但无性繁殖的子代个体的遗传特性与母株完全一致，不利于获得父本的遗传特性，对于筛选或获取新品种有一定局限性。
目前为止，现有技术中未见有在对杏黄兜兰人工繁殖过程中，如何根据繁殖的目标，有效的调节其有性繁殖和无性繁殖的报道。
发明内容
本发明的目有是针对现有技术存在的上述不足之处，在对杏黄兜兰人工繁殖过程中，根据繁殖的目标，提供有效的调节其有性繁殖和无性繁殖的方法。这一实用技术在人工栽培工作中尤为重要。本发明通过去叶或者果实遮光等技术增加种子萌发率或者增加无性繁殖侧芽数和侧芽大小，获得了较为可靠的调节杏黄兜兰有性繁殖和无性繁殖策略的方法，为建立杏黄兜兰明确高效的人工繁殖技术体系提供了技术基础。
为了实现本发明的上述目的，本发明提供了如下的技术方案：
一种调节杏黄兜兰有性繁殖和无性繁殖效率的方法，在杏黄兜兰花期，用花期去除植株一半叶片或给果实遮光方法提高杏黄兜兰的有性繁殖或无性繁殖效率。
如所述的一种调节杏黄兜兰有性繁殖和无性繁殖效率的方法，杏黄兜兰先在温室内栽培，条件为日温25℃，夜温18℃，光照强度300μmolm-2s-1，光照时间12h，相对湿度为60％。每10天浇一次水，同时每30天施以自配的含有氮、磷、钾1∶1∶1的营养液一次；然后在每年3月底，在温室中选取花葶抽出叶基部8-12厘米，花蕾尚未开放，无侧芽，具4片叶的杏黄兜兰植株，随机分成6组，进行以下处理：(1)不去叶+果全光(2)去一半叶+果全光(3)不去叶+果遮光(4)去一半叶+果遮光，所有植株在花蕾完全开放后第5天进行自花人工授粉，果遮光处理的植株在授粉后从每天的7∶00-19∶00用6×4厘米锡箔纸袋罩住果实，晚上移去纸袋防止果实发霉腐烂，直至采收。
如所述的一种提高杏黄兜兰有性繁殖和无性繁殖效率的方法，对花期去除植株一半叶片或给果实遮光的植株，进一步进行种子萌发实验，先进行种子消毒处理，再进行种子无菌萌发，最后进行萌发率统计，
所述的种子消毒处理是取杏黄兜兰蒴果，自来水冲洗3min，用滤纸吸干水分，于无菌操作台中用1％的HgCl浸泡10min，再用无菌水冲洗7-8次。于75％的酒精中浸泡15min后取出。无菌条件下，用解剖刀划开蒴果，取出种子，播种在无菌培养基上，每个蒴果播种2瓶；
所述的种子无菌萌发是杏黄兜兰蒴果在种子无菌萌发培养基上培养，培养基为：基本培养基的1/4MS培养基，添加0.3g L-1活性炭，20g L-1蔗糖，8g L-1琼脂，0.25g L-16-BA,30g L-1土豆泥，所有培养基用1mol/L的HCL或KOH调节至pH 5.8后，121℃灭菌20min，种子置于25±1℃的暗培养室中培养90天后，统计萌发率。
本发明此外还提供了一种提高杏黄兜兰有性繁殖效率的方法，将杏黄兜兰先在温室内栽培，每年3月底，在温室中选取花葶抽出叶基部8-12厘米，花蕾尚未开放，无侧芽，具4片叶的杏黄兜兰植株，采用去除植株一半叶片，果实不遮光处理。
以及，一种提高杏黄兜兰无性繁殖效率的方法，先在温室内栽培杏黄兜兰，每年3月底，在温室中选取花葶抽出叶基部8-12厘米，花蕾尚未开放，无侧芽，具4片叶的杏黄兜兰植株，在花蕾完全开放后5天进行人工授粉，采纳不去叶、果遮光处理，在授粉后果实子房微微膨大时，每天的7∶00-19∶00用锡箔纸袋罩住果实，晚上移去纸袋防止果实发霉腐烂，直至采收。
与现有技术相比，本发明具备如下的优益性：
杏黄兜兰是极具观赏价值的一种兜兰，其花单生，色金黄，常被称为“金兜”或“金童”，受到园艺爱好者的追捧，市场对其的需求日益增加，因此进行产业化栽培已成为满足市场需求的重要途径。杏黄兜兰的繁殖方式包括无性繁殖和有性(种子)繁殖两种方式，在规模化生产中，有时生产过程需要获得较大的侧芽，并通过地下根茎与母株相连，获取营养的交换，提高成活率，缩短植株营养生长的时间；而有时为满足遗传育种的需要，需通过有性繁殖使子代个体具备两个亲本共同的遗传特性，增加繁殖后代的数量。本发明为一种较可靠的调节有性繁殖和无性繁殖的技术，该技术在花葶抽出基部10cm时去除一半叶片可获得较高的种子萌发率，而在授粉后每天用锡箔纸对果实遮光12小时，可增加侧芽数和侧芽大小。本发明可调节杏黄兜兰有性繁殖和无性繁殖策略，根据需求提高后代的成活率，方法可操作性强，可做为杏黄兜兰针对不同繁殖目标的人工繁殖技术。
具体实施方式
下面用本发明的实施例来进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此来限定本发明。
实施例1
材料和方法：
研究材料：
杏黄兜兰(P.armeniacum S.C.Chen et F.Y.Liu)：分布在云南西部，生于海拔1400－2100米的石灰岩壁积土处或多石而排水良好的草坡上。具细长而横走的地下根状茎，直径2－3mm，5－7枚叶，花纯黄色，花葶15－28cm，唇瓣深囊状，近椭圆状球形或宽椭圆形，花期2～4月，果实成熟期为8-9月。其种植于中国科学院昆明植物所兰花温室内。温室内栽培条件为日温25℃，夜温18℃，光照强度300μmolm-2s-1，光照时间12h，相对湿度为60％。每10天浇一次水，同时每30天施以自配的含有氮、磷、钾(1∶1∶1)的营养液一次。
实验处理
每年3月底，在温室中选取花葶抽出叶基部8-12厘米尚未开花，无侧芽，具4片叶的杏黄兜兰植株40株，随机分成6组，进行以下处理：(1)不去叶+果全光(2)去一半叶+果全光(3)不去叶+果遮光(4)去一半叶+果遮光。所有植株在开花后第5天进行自花人工授粉。果遮光处理的植株在授粉后从每天的7∶00-19∶00用6×4厘米锡箔纸袋罩住果实，晚上移去纸袋防止果实发霉腐烂，直至采收。
取样时间和测量指标
记录开花时间(从处理到开花的间隔天数)，用游标卡尺记录唇瓣直径、侧萼片直径，中萼片直径，测量花葶长度。在授粉60天后统计各处理的结实率，在授粉后第120天采收果实，称量鲜重，并准备培养基进行无菌播种。在收获蒴果时，统计植株存活率，侧芽发生率，侧芽数和侧芽长。
种子萌发实验：
种子消毒处理：
取杏黄兜兰蒴果，自来水冲洗3min，用滤纸吸干水分，于无菌操作台中用1％的HgCl浸泡10min，再用无菌水冲洗7-8次。于75％的酒精中浸泡15min后取出。无菌条件下，用解剖刀划开蒴果，取出种子，播种在无菌培养基上，每个蒴果播种2瓶。
种子无菌萌发培养基：
基本培养基为1/4MS培养基，添加0.3g L-1活性炭，20g L-1蔗糖，8g L-1琼脂，0.25gL-16-BA,30g L-1土豆泥。所有培养基用1mol/L的HCL或KOH调节至pH 5.8后，121℃灭菌20min。种子置于25±1℃的暗培养室中培养90天后，统计萌发率。
统计分析：
用卡方检验分析实验处理对死亡率、侧芽发生率和结实率的影响，并用分割法确定各处理间差异显著性。用独立样本t检验检测叶处理对花期、唇瓣直径、中萼片直径、侧萼片直径和花葶长度的影响。用one-way ANOVA对以上各指标进行分析，用Duncan法检验各处理间差异显著性。
研究结果：
花蕾期去叶对杏黄兜兰开花的影响：
花蕾期是否去叶对杏黄兜兰的花期，唇瓣直径、中萼片面积、侧萼片面积和花葶长度的影响很小(表1)，各处理间差异不显著。
表1花蕾期去叶对杏黄兜兰开花的影响
z叶处理的t检验显著性，NS为没有显著性差异
去叶或果遮光对杏黄兜兰有性繁殖和无性繁殖的影响：
在对去叶，去蕾及果遮光三种情况下杏黄兜兰繁殖情况的研究结果见表2。几种实验处理并不影响植株的存活率。其中侧芽发生率最高的是不去叶+去蕾的杏黄兜兰植株。而侧芽长度最长的是不去叶+果遮光这种处理，其侧芽发生率也和不去叶+去蕾的植株没有显著性差异，因此，要最大程度提高杏黄兜兰的无性繁殖效率，需采纳不去叶+果遮光这种人工处理方法。
另外，从杏黄兜兰的有性繁殖来看，不同处理植株的座果率和蒴果鲜重相似，没有显著性差异。而比较它们的种子萌发率，本发明发现，去1/2叶+果全光的处理植株的萌发率最高，且与其它三种处理方法有显著差异。因此，提高杏黄兜兰的有性繁殖效率，需采纳去1/2叶+果全光的人工处理方法。
表2去叶及果遮光对杏黄兜兰有性繁殖和无性繁殖的影响
z死亡率、侧芽率、座果率和萌发率采用卡方检验，**为极显著差异(P≤0.01)，*为显著差异(P≤0.05)，NS为不显著
y果遮光处理于子房刚开始膨大时进行侧芽数，侧芽长及蒴果鲜重采用ANOVA检验，**为极显著差异(P≤0.01)，*为显著差异(P≤0.05)，NS为不显著。
技术概览：
本技术是通过在杏黄兜兰花期去除植株一半叶片或给果实遮光的方法提高杏黄兜兰的有性繁殖或无性繁殖效率。该技术发明是在花葶抽出基部10cm时去除植株一半叶片，果实不遮光可获得较高的种子萌发率，提高杏黄兜兰的有性繁殖效率。另外，可利用对果实的遮光处理来提高杏黄兜兰植株无性繁殖的效率，具体方法是在果实授粉后子房微微膨大时开始，每天的7∶00-19∶00用6×4厘米锡箔纸袋罩住果实，晚上移去纸袋防止果实发霉腐烂，直至采收，这一方法可显著提高侧芽发生率和侧芽的大小，让杏黄兜兰无性繁殖更为有效。

Claims (5)

1.一种调节杏黄兜兰有性繁殖和无性繁殖效率的方法，其特征在于在杏黄兜兰花期，用花期去除植株一半叶片或给果实遮光方法提高杏黄兜兰的有性繁殖或无性繁殖效率。
2.如权利要求1所述的一种调节杏黄兜兰有性繁殖和无性繁殖效率的方法，其特征在于杏黄兜兰先在温室内栽培，条件为日温25℃，夜温18℃，光照强度300μmolm-2s-1，光照时间12h，相对湿度为60％。每10天浇一次水，同时每30天施以自配的含有氮、磷、钾1∶1∶1的营养液一次；然后在每年3月底，在温室中选取花葶抽出叶基部8-12厘米，花蕾尚未开放，无侧芽，具4片叶的杏黄兜兰植株，随机分成6组，进行以下处理：(1)不去叶+果全光(2)去一半叶+果全光(3)不去叶+果遮光(4)去一半叶+果遮光，所有植株在花蕾完全开放后第5天进行自花人工授粉，果遮光处理的植株在授粉后从每天的7∶00-19∶00用6×4厘米锡箔纸袋罩住果实，晚上移去纸袋防止果实发霉腐烂，直至采收。
3.如权利要求2所述的一种提高杏黄兜兰有性繁殖和无性繁殖效率的方法，其特征在于对花期去除植株一半叶片或给果实遮光的植株，进一步进行种子萌发实验，先进行种子消毒处理，再进行种子无菌萌发，最后进行萌发率统计，
所述的种子消毒处理是取杏黄兜兰蒴果，自来水冲洗3min，用滤纸吸干水分，于无菌操作台中用1％的HgCl浸泡10min，再用无菌水冲洗7-8次。于75％的酒精中浸泡15min后取出。无菌条件下，用解剖刀划开蒴果，取出种子，播种在无菌培养基上，每个蒴果播种2瓶；
所述的种子无菌萌发是杏黄兜兰蒴果在种子无菌萌发培养基上培养，培养基为：基本培养基的1/4MS培养基，添加0.3g L-1活性炭，20g L-1蔗糖，8g L-1琼脂，0.25g L-16-BA,30gL-1土豆泥，所有培养基用1mol/L的HCL或KOH调节至pH 5.8后，121℃灭菌20min，种子置于25±1℃的暗培养室中培养90天后，统计萌发率。
4.一种提高杏黄兜兰有性繁殖效率的方法，其特征在于将杏黄兜兰先在温室内栽培，每年3月底，在温室中选取花葶抽出叶基部8-12厘米，花蕾尚未开放，无侧芽，具4片叶的杏黄兜兰植株，采用去除植株一半叶片，果实不遮光处理。
5.一种提高杏黄兜兰无性繁殖效率的方法，其特征在于先在温室内栽培杏黄兜兰，每年3月底，在温室中选取花葶抽出叶基部8-12厘米，花蕾尚未开放，无侧芽，具4片叶的杏黄兜兰植株，在花蕾完全开放后5天进行人工授粉，采纳不去叶、果遮光处理，在授粉后果实子房微微膨大时，每天的7∶00-19∶00用锡箔纸袋罩住果实，晚上移去纸袋防止果实发霉腐烂，直至采收。
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