CN110800616B - 一种复苏植物垫状卷柏的珠芽繁殖方法 - Google Patents

Abstract

一种复苏植物垫状卷柏的珠芽繁殖方法，包括：垫状卷柏珠芽的诱导培养、珠芽的穴盘苗培养、珠芽穴盘苗的定植以及定植后的栽培管理。本发明成功以野生垫状卷柏2～3年生植株为材料，通过对栽培基质、光照条件以及水分条件的控制，经过5～6个月的珠芽诱导培养，珠芽诱导率达100％，单个成熟枝条的平均珠芽形成数在20个珠芽以上。定植后的垫状卷柏珠芽在弱光照温室、强光照温室以及露天场地等不同栽培环境中进行分步驯化培养，垫状卷柏珠芽的定植成活率可达93％以上，填补了垫状卷柏人工繁殖技术的空白，对复苏植物垫状卷柏的野生种群保护和资源开发利用具有重要意义。

Description

一种复苏植物垫状卷柏的珠芽繁殖方法

技术领域

本发明属植物繁殖领域，具体涉及一种复苏植物垫状卷柏的珠芽繁殖方法。

背景技术

垫状卷柏[Selaginella pulvinata(Hook.&Grev)Maxim.]，隶属于卷柏科(Selaginellaceae)卷柏属，呈垫状，主茎不呈匍匐状，主要生长于裸露的石灰岩表面或石缝，生长环境较为干旱。垫状卷柏俗称“九死还魂草”，是典型的复苏植物，具有极强的耐脱水特性，能在极端脱水的情况下通过较低的新陈代谢保持长期生存，水分条件适宜时，能迅速恢复正常生长。垫状卷柏因其神奇的复苏特性成为一类特殊的观赏植物资源。同时，垫状卷柏含有黄酮、双黄酮、炔酚等药用成分，具有抗癌、抗病毒、抗氧化和降糖等功效，是重要的药用植物资源。

垫状卷柏为异形孢子蕨类，具有大孢子和小孢子，在湿润环境中，大孢子发育成为具有颈卵器的雌配子体，小孢子发育成为具有精子器的雄配子体，在水环境下，精子器中的精子进入颈卵器中与卵子结合形成受精卵，最终发育成为垫状卷柏幼苗。然而，垫状卷柏的生境较为干旱，仅雨季有短暂的湿润期，不利于垫状卷柏的孢子繁殖，难以形成孢子繁殖后代。连续野外调查发现，垫状卷柏野外种群的自然繁殖率较低，种群内的个体数量没有明显增加。加之垫状卷柏兼具观赏和药用价值，野生资源被大肆采掘，导致垫状卷柏野外种群数量急剧减少，野生资源已经无法满足当前的需求。

卷柏属中，部分主茎匍匐状的种类，如：小翠云，茎节处具有不定根，可以进行扦插繁殖，但垫状卷柏的主茎不呈匍匐状，极难进行扦插繁殖。此外，在野外生境中，垫状卷柏的珠芽发生率极低，野外珠芽繁殖植株极少。目前，尚未见关于复苏植物垫状卷柏相关繁殖技术的报道，亦未见复苏植物垫状卷柏的珠芽繁殖方法。

发明内容

为解决复苏植物垫状卷柏野生种群急剧减少、自然繁殖力低、扦插繁殖极为困难的技术问题，本发明提供一种复苏植物垫状卷柏的珠芽繁殖方法。

本发明提供的一种复苏植物垫状卷柏珠芽繁殖方法，包括以下步骤：

(1)垫状卷柏珠芽的诱导培养

将野生垫状卷柏2～3年生植株种植于装有基质的花盆中进行珠芽诱导培养，基质中添加了2～3kg/m³的缓释肥；种植好垫状卷柏植株的花盆放置于弱光照温室中进行培养，控制弱光照温室内：温度10～30℃，晴天正午的光照强度为150～180μmol·m^-2·s^-1，阴天正午和雨天正午的光照强度为40～60μmol·m^-2·s^-1；每4～5天浇1次水，保持基质含水量为40～45％；每2周浇一次浓度为0.100～0.125％w/v的复合肥溶液，所述复合肥溶液为水与含N 15％w/w，P₂O₅15％w/w，K₂O 15％w/w的复合肥按所述浓度混合配制而成；以质量分数计，所述缓释肥含N 14％，P₂O₅ 14％，K₂O 14％，S 4％；

(2)垫状卷柏珠芽的穴盘苗培养

待步骤(1)中诱导获得的垫状卷柏珠芽开始形成2个以上枝条和2条以上的根，用镊子将珠芽从植株上分离下来种植于装有基质的穴盘中进行穴盘苗培养，将种植好垫状卷柏珠芽的穴盘放置于步骤(1)所述的弱光照温室中进行培养，培养的第1周至第2周，每2天喷1次透水，第3周至第4周，每4～6天喷1次透水；1个月后，每2周喷施1次浓度为0.100～0.125％w/v的复合肥溶液，所述复合肥溶液为水与含N15％w/w，P₂O₅ 15％w/w，K₂O 15％w/w的复合肥按所述浓度混合配制而成；

(3)垫状卷柏珠芽穴盘苗的定植

待步骤(2)中的垫状卷柏珠芽穴盘苗冠幅达2.0cm以上时，将垫状卷柏珠芽穴盘苗定植于装有基质的花盆中，基质中添加了2～3kg/m³的缓释肥，以质量分数计，所述缓释肥含N 14％，P₂O₅ 14％，K₂O 14％，S 4％；

(4)定植后的栽培管理

定植后的第1个月内，花盆放置于步骤(1)所述的弱光照温室中进行定植初期培养，每7～9天浇1次透水；在弱光照温室培养1个月后，将花盆放置于强光照温室中进行培养，控制强光照温室内：温度为10～30℃，晴天正午的光照强度为1500～1700μmol·m^-2·s^-1，阴天正午和雨天正午的光照强度为400～500μmol·m^-2·s^-1，每5～6天浇1次透水，每2周浇一次浓度为0.100～0.125％w/v的复合肥溶液，所述复合肥溶液为水与含N15％w/w，P₂O₅15％w/w，K₂O 15％w/w的复合肥按所述浓度混合配制而成；在强光照温室培养2～3月后，将花盆移至温室外无遮挡的露天场地进行露天培养，每3～5天浇1次透水，每2周浇一次浓度为0.100～0.125％w/v的复合肥溶液，所述复合肥溶液为水与含N15％w/w，P₂O₅ 15％w/w，K₂O 15％w/w的复合肥按所述浓度混合配制而成。

进一步，步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中所述的基质为由草炭和珍珠岩混合组成的混合基质。

进一步，步骤(1)中所述混合基质中草炭:珍珠岩体积比为8～10:1；步骤(2)和步骤(3)所述混合基质中草炭:珍珠岩体积比均为4～5:1。

进一步，步骤(1)和步骤(4)中所述每2周浇一次浓度为0.100～0.125％w/v的复合肥溶液的用量为将花盆内的混合基质浇透；步骤(2)中所述每2周浇一次浓度为0.100～0.125％w/v的复合肥溶液的用量为将穴盘内的混合基质喷透。

进一步，步骤(1)中所述的花盆内径为15～16cm；步骤(2)中穴盘规格为72孔，每孔种植1棵珠芽；步骤(3)中花盆内径为12～13cm。

本发明的主要创新点与有益效果：

1、本发明成功诱导了垫状卷柏的珠芽形成。

本发明筛选出了垫状卷柏珠芽诱导适宜的栽培基质、光照条件以及水分条件，野生垫状卷柏2～3年生植株经过5～6个月的珠芽诱导培养，珠芽诱导率达100％，单个成熟枝条的平均珠芽形成数均在20个珠芽以上。

2、本发明获得较高的垫状卷柏珠芽定植成活率，实现垫状卷柏人工繁殖。

本发明通过对定植后的垫状卷柏珠芽在弱光照温室、强光照温室以及露天场地等不同栽培环境中进行分步驯化培养，垫状卷柏珠芽的定植成活率可达93％以上，填补了垫状卷柏人工繁殖技术的空白。

附图说明

图1：垫状卷柏枝条上诱导产生的珠芽。图1中箭头所示为诱导形成的珠芽。图1中的线段为比例尺，长度为500μm。

图2：垫状卷柏单个枝条上的珠芽开始形成小植株。图2中线段为比例尺，长度为2mm。

具体实施方式

以下的实施例便于更好地理解本发明。下述实施例中的试验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料均为市售，实施例中的定量试验，均设置三次重复试验，结果取三次重复的平均值。

实施例1本发明方法

(1)垫状卷柏珠芽的诱导培养

将野生垫状卷柏3年生的单个植株(带根)种植于装有混合基质的塑料花盆中进行珠芽诱导培养，花盆内径为15～16cm，混合基质由草炭和珍珠岩按体积比＝10:1混合而成，混合基质中添加了2kg/m³的缓释肥，以质量分数计，所述缓释肥含有N14％，P₂O₅ 14％，K₂O14％和S 4％。种植好垫状卷柏植株的花盆放置于设置有遮阳网、补光灯以及温控设备的弱光照温室中培养，控制弱光照温室内：温度10～30℃，晴天正午的光照强度为150～180μmol·m^-2·s^-1，阴天正午和雨天正午的光照强度为40～60μmol·m^-2·s^-1。每4天浇1次水，保持混合基质含水量为40～45％。每2周浇一次浓度为0.100％w/v的复合肥溶液，所述复合肥溶液的用量为能够将花盆中的混合基质浇透；所述复合肥溶液为用水与含N15％w/w，P₂O₅15％w/w，K₂O 15％w/w的复合肥按所述浓度混合配制而成。诱导培养时间为5个月。

珠芽诱导培养的植株数量为30株，诱导培养5个月后对垫状卷柏的珠芽诱导率和单个成熟枝条平均珠芽诱导数进行统计。珠芽诱导率(％)＝[珠芽诱导成功的植株数量/进行珠芽诱导培养的植株总数]×100％，单个垫状卷柏植株上有3个以上的珠芽形成即视为珠芽诱导成功的植株。成熟枝条是指由垫状卷柏中心生长点向外数第5层及以外的枝条，单个成熟枝条包含一个主枝以及主枝上的若干分枝，单个成熟枝条平均珠芽诱导数＝所有成熟枝条上的珠芽总数/成熟枝条总数。

(2)垫状卷柏珠芽的穴盘苗培养

待步骤(1)中的垫状卷柏珠芽开始形成2个以上枝条和2条以上的根，用镊子将垫状卷柏珠芽从植株上分离下来种植于装有混合基质的穴盘中进行穴盘苗培养，混合基质由草炭和珍珠岩按体积比＝5:1混合而成，穴盘规格为72孔，每孔种植1棵珠芽。将种植好垫状卷柏珠芽的穴盘放置于步骤(1)所述的弱光照温室中进行培养(即温室内培养条件与步骤(1)相同)。培养的第1周至第2周，每2天喷1次透水；第3周至第4周，每4天喷1次透水。1个月后，每2周喷施1次浓度为0.100％w/v的复合肥溶液，所述复合肥溶液的用量为能够将穴盘中的混合基质喷透，所述复合肥溶液为用水与含N15％w/w，P₂O₅ 15％w/w，K₂O 15％w/w的复合肥按所述浓度混合配制而成；穴盘苗培养时间2个月。

珠芽穴盘苗培养的总数为200株，穴盘苗培养2个月后，对珠芽穴盘苗的成活率进行统计，珠芽穴盘苗成活率(％)＝[成活的珠芽穴盘苗株数/珠芽穴盘苗培养的总株数]×100％。

(3)垫状卷柏珠芽穴盘苗的定植

待步骤(2)中的垫状卷柏珠芽穴盘苗冠幅达2.0cm以上时，将垫状卷柏珠芽穴盘苗定植于装有混合基质的塑料花盆中进行定植初期培养，花盆内径为12～13cm，混合基质由草炭和珍珠岩按体积比＝5:1混合而成，混合基质中添加了2kg/m³的缓释肥，以质量分数计，所述缓释肥含有N14％，P₂O₅ 14％，K₂O 14％，S 4％。

(4)定植后的栽培管理

定植后的第1个月内，将定植有垫状卷柏珠芽穴盘苗的花盆放置于步骤(1)所述的弱光照温室中进行培养(即温室内培养条件与步骤(1)相同)，每7天浇1次透水。在弱光照温室培养1个月后，将花盆放置于设置有遮阳网、补光灯以及温控设备的强光照温室中进行培养，控制强光照温室内：温度10～30℃，晴天正午的光照强度为1500～1700μmol·m^-2·s^-1，阴天正午和雨天正午的光照强度为400～500μmol·m^-2·s^-1。每5天浇1次透水，每2周浇一次浓度为0.100％w/v的复合肥溶液，所述复合肥溶液的用量为能够将花盆中的混合基质浇透，所述复合肥溶液为用水与含N15％w/w，P₂O₅ 15％w/w，K₂O 15％w/w的复合肥按所述浓度混合配制而成。在强光照温室培养2个月后，将种植有垫状卷柏植株的花盆移至温室外无遮挡的露天场地进行露天培养，每5天浇1次透水，每2周浇一次浓度为0.100％w/v的复合肥溶液，所述复合肥溶液的用量为能够将花盆中的混合基质浇透，所述复合肥溶液为水与含N15％w/w，P₂O₅ 15％w/w，K₂O 15％w/w的复合肥按所述浓度混合配制而成，冬季停止水肥施用，使植株以全脱水休眠状态越冬。

定植的珠芽穴盘苗总数为100株，转入露天培养1个月后，对定植成活率进行统计，定植成活率(％)＝[成活的植株数量/定植的珠芽穴盘苗总数]×100％。

实施例2和实施例3均为本发明方法

实施例2和实施例3除表1所列措施不同外，其余措施与实施例1相同，不再赘述。

表1实施例2-实施例3各步骤与实施例1的区别

表2实施例1-3的繁殖效果

对照

对照为垫状卷柏野生植株在野外生境中的繁殖情况。

(1)观察对象：在野外同一生长区域内，选择长势一致的垫状卷柏2～3年生野生植株30株为观察群体。

(2)野外生境：裸露的石灰岩表面，土层极薄；旱季和雨季分明，年平均降水量约为600～800mm，其中，旱季降水量占10～12％；晴天正午光照强度为1700～2000μmol·m^-2·s^-1，阴天正午和雨天正午的光照强度为600～800μmol·m^-2·s^-1。

(3)观察周期：2年。

(4)数据统计：在观察期满第1年和满第2年时，对群体中的珠芽繁殖发生率和单个植株的珠芽繁殖后代数量进行统计。珠芽繁殖发生率(％)＝[观察群体中发生珠芽繁殖的植株数量/观察群体的植株总数]×100％，发生珠芽繁殖的植株是指单个植株上形成1个以上的珠芽。单个植株的珠芽繁殖后代平均数量＝发生珠芽繁殖植株的后代总数/发生珠芽繁殖的植株总数。

(5)垫状卷柏野外植株繁殖效果见表3。

表3垫状卷柏野外植株繁殖效果

上述实施例1至实施例3表明：本发明以野生垫状卷柏2～3年生植株为材料，实现了垫状卷柏珠芽诱导率100％，单个成熟枝条平均珠芽诱导数达20个以上，珠芽穴盘苗成活率达91％以上，定植成活率达93％以上，实现了垫状卷柏人工繁育。而对照表明：垫状卷柏在野外生境中的珠芽形成率极低，单个植株的珠芽繁殖后代数量极少，自然繁殖效率极低。

Claims (5)

1.一种复苏植物垫状卷柏的珠芽繁殖方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)垫状卷柏珠芽的诱导培养

将野生垫状卷柏2～3年生植株种植于装有基质的花盆中进行珠芽诱导培养，基质中添加了2～3kg/m³的缓释肥；种植好垫状卷柏植株的花盆放置于弱光照温室中进行培养，控制弱光照温室内：温度10～30℃，晴天正午的光照强度为150～180μmol·m^-2·s^-1，阴天正午和雨天正午的光照强度为40～60μmol·m^-2·s^-1；每4～5天浇1次水，保持基质含水量为40～45％；每2周浇一次浓度为0.100～0.125％w/v的复合肥溶液，所述复合肥溶液为水与复合肥配制而成，所述复合肥中N 15％w/w，P₂O₅ 15％w/w，K₂O 15％w/w；以质量分数计，所述缓释肥中N 14％，P₂O₅ 14％，K₂O 14％，S 4％；

(2)垫状卷柏珠芽的穴盘苗培养

待步骤(1)中诱导获得的垫状卷柏珠芽开始形成2个以上枝条和2条以上的根，用镊子将珠芽从植株上分离下来，种植于装有基质的穴盘中进行穴盘苗培养，将种植好垫状卷柏珠芽的穴盘放置于步骤(1)所述的弱光照温室中进行培养，培养的第1周至第2周，每2天喷1次透水，第3周至第4周，每4～6天喷1次透水；1个月后，每2周喷施1次浓度为0.100～0.125％w/v的复合肥溶液，所述复合肥溶液为水与复合肥配制而成，所述复合肥中N 15％w/w，P₂O₅ 15％w/w，K₂O 15％w/w；

(3)垫状卷柏珠芽穴盘苗的定植

待步骤(2)中的垫状卷柏珠芽穴盘苗冠幅达2.0cm以上时，将垫状卷柏珠芽穴盘苗定植于装有基质的花盆中，基质中添加了2～3kg/m³的缓释肥，以质量分数计，所述缓释肥中N14％，P₂O₅ 14％，K₂O 14％，S 4％；

(4)定植后的栽培管理

定植后的第1个月内，花盆放置于步骤(1)所述的弱光照温室中进行定植初期培养，每7～9天浇1次透水；在弱光照温室培养1个月后，将花盆放置于强光照温室中进行培养，控制强光照温室内：温度为10～30℃，晴天正午的光照强度为1500～1700μmol·m^-2·s^-1，阴天正午和雨天正午的光照强度为400～500μmol·m^-2·s^-1，每5～6天浇1次透水，每2周浇一次浓度为0.100～0.125％w/v的复合肥溶液，所述复合肥溶液为水与复合肥混合配制而成，所述复合肥中N 15％w/w，P₂O₅ 15％w/w，K₂O 15％w/w；在强光照温室培养2～3月后，将花盆移至温室外无遮挡的露天场地进行露天培养，每3～5天浇1次透水，每2周浇一次浓度为0.100～0.125％w/v的复合肥溶液，所述复合肥溶液为水与复合肥配制而成，所述复合肥中N15％w/w，P₂O₅ 15％w/w，K₂O 15％w/w。

2.根据权利要求1所述的一种复苏植物垫状卷柏的珠芽繁殖方法，其特征在于：

步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中所述的基质为由草炭和珍珠岩混合组成的混合基质。

3.根据权利要求2所述的一种复苏植物垫状卷柏的珠芽繁殖方法，其特征在于：

步骤(1)所述混合基质中草炭:珍珠岩体积比为8～10:1；步骤(2)和步骤(3)所述混合基质中草炭:珍珠岩体积比均为4～5:1。

4.根据权利要求1所述的一种复苏植物垫状卷柏的珠芽繁殖方法，其特征在于：

步骤(1)和步骤(4)中所述每2周浇一次浓度为0.100～0.125％w/v的复合肥溶液的用量为将花盆内的混合基质浇透；步骤(2)中所述每2周浇一次浓度为0.100～0.125％w/v的复合肥溶液的用量为将穴盘内的混合基质喷透。

5.根据权利要求1所述的一种复苏植物垫状卷柏的珠芽繁殖方法，其特征在于：

步骤(1)中所述的花盆内径为15～16cm；步骤(2)中穴盘规格为72孔，每孔种植1棵珠芽；步骤(3)中花盆内径为12～13cm。

Images