花卉繁殖,可分有性繁殖(種子繁殖)和無性繁殖(營養器官繁殖),而近來有不少種花卉已采用組織培養手段,這是一種新的常規繁殖方法。
用組織培養的方法進行繁殖是一項先進技術,可用極少量的繁殖材料,繁殖大量的植株,并可得到去病毒的壯苗,這在某些花卉的商品中已成為極有效的繁殖手段。
組織培養早在20世紀初即已開始,已有80多年的歷史。近年發展很快,并廣泛用于花卉登殖,現在由瓊脂培養轉向液體培養,即用發酵罐深層培養,形成微繁殖工業。目前又在研究人造種子,把用微繁殖技術形成的不定胚和芽條用球形膠囊包裹起來,形成人造種子。這種人造種子能在適宜條件下,生長發育成植物體。但這項技術還有很多問題需要進行研究。
1.培養基和培養條件
(1)培養基成分
培養基的成分主要包括無機鹽類(分大量元素和微量元素)、有機物質(即維生素等)、車長調節物質以及碳源等四大類:
①無機鹽類:植物所需的元素,除碳、氫、氧由水和空氣中供給外,其他氮、磷、焊、硫、鈣、鎂、鐵等七種均需加到培養基中;微量元素有硼、錳、鋅、鑰、鉆、碘、銅等。
②有機物質:主要是維生素和氨基酸,如民和民以及煙酸等。
③生長調節質:主要有細胞分裂素和生長素兩類。目前用得較多的細胞分裂素有:激動素、玉米素乃及異戊烯基腺嘌吟等,能促進芽的分化;生長素有吲跺乙酸、吲哚丁酸、萘乙酸,能促進生長。
④碳源:因組織培養時植物體處于他養情況下,故必須有能源供給,主要是蔗糖。
(2)培養基的種類
培養基的種類很多,采用哪一種培養基,對于培養是否成功有很大的關系,在1950~19艦年初常采用White培養基,但后來有很多新的培養基,其中Ms是Murashige和skoog1962; ER是Erikssonl965; B5是Gambor等1968; SH是shenk和Hildebrandt l972; HE是Heller1953提出來的,見表1表2。
這些培養基中MS培養基應用zui廣泛。ER培養基與MS培養基相似。B5培養基在愈傷組織和懸浮培養方面做了不少試驗,對有些植物很適合,SH培養基與B5相似。HE培養基為歐洲許多實驗室所用,但礦物鹽濃度稍低,應用范圍不太廣。在花卉組織培養中用MS培養基zui多。
(3)引培養條件
培養條件,按培養對象的種類不同而有所不同,溫度條件一般在23~26℃左右的恒溫條件下。光照條件對器官形成有作用,一般范圍是1000~3000勒克司,每日12~16小時,高于3000勒克司有強烈抑制作用。培養室要求清潔衛生,減少污染。
2.花卉組織培養的途徑
在花卉組織培養實踐中,用植物的組織或細胞培養成植株,也就是試管培養,可以通過三條途徑。
(1)通過器官發生
通過由培養的組織,產生芽及根,器官發生由于培養材料的不同又可分為兩方面:一是培養花卉植物的莖尖產生大量芽,再將芽分離轉移培養成植株;二是培養花卉植物器官外植體產生不定芽,發育成植株。
(2)通過煎傷組織分化成株
將花卉植物體的一小片組織培養成愈傷組織,再誘導分化成芽和根,成為完整植株。
(3)通過胚狀體發主
由培養的植株產生愈傷組織,再通過懸浮培養,或直接產生大量的胚狀體,再發育成完整植株。
3.花卉組織墻養的操作方法
花卉組織培養的操作可分為培養基配制、消毒滅菌、接種、培養等幾方面。
(1)培養墓配制
選定培養基以后,需把大量元素、微量元素、有機物都配成母液,擴大倍數為稀釋液,貯存備用。使用時,根據所需配制的量,在稀釋液中加一些肌醇、水解酪蛋白、蔗糖等,再加鐵鹽(需用乙二胺四乙酸二鈉(Na2一EDTA)加硫酸亞鐵配制成螫合鐵)成營養液,然后吸取需用量,加入培養基中,再測其酸堿度(一般pH值在5.5~6.5之間即可),zui后加瓊脂煮沸后分裝入三角瓶或試管中,封口待用。
(2)消毒滅菌
消毒滅菌非常重要,關系到組織培養的成敗。污染的途徑是器皿、用具、材料的帶菌,以及接種室的空氣、墻壁、地板等的不清潔,故必須針對所提及的幾方面,進行嚴密的消毒滅菌。
①培養基消毒:將配制分裝好培養基的三角瓶或其他容器放入高壓滅菌鍋中,在15磅/英寸2的壓力下,經20分鐘高壓滅菌即可。
②器皿與用具的消毒:接種用具及玻璃器皿、洗滌材料用的無菌水,用牛皮紙包好后和培養基一起放在高壓滅菌鍋中消毒滅菌。
③接種室消毒:接種室的地面及墻壁,在接種前后均要用1 :50的新潔爾敏濕性消毒,每次接種前還要用紫外線燈照射消毒30~60分鐘,并用70%的酒精,在室內噴霧,以凈化空氣,zui后是超凈臺臺面消毒,可用新潔爾敏擦襪及70%酒精消毒。
④材料處理及消毒:花卉組織培養取嫩莖、花托、葉柄、葉片均可,取得材料后,需先清理,去掉多余部分,然后沖洗、洗滌劑洗滌、漂清后放入接種室或超凈臺上,用70%的酒精浸泡半分鐘,進行表面消毒,再在10%的漂粉溶液中消毒10分鐘左右,取出后用無菌水沖洗4~5次,即可接種。一般材料的選擇以幼嫩部分為好。草花用嫩莖、花托為好;球根花卉用莖頂、鱗莖盤、鱗葉等為好。
(3)接種
接種用的鉗子、解剖刀、接種針等均需在火焰上消毒后用,用后再消毒。將消毒好的材料置于培養皿中,用解剖刀切去其邊緣,再切成小塊接種在培養基上,使組織塊與培養基密合,不得將材料陷于培養基中,接好后隨即將瓶口封好待培養。
(4)培養
接種完畢后即可置于培養室,在恒溫、加光條件下進行培養,培養一段時間后,根據情況將材料從誘導愈傷組織的培養基轉到分化培養基(也有只用一種培養基就可直接誘導分化成綠苗的),zui后轉移到生根培養基上。
(5)試管苗移栽
試管苗發根后,必須隨即轉移到栽培基質中去,這種基質可以用培養土、蛭石、珍珠巖等配成。將試管苗從瓶中耿出,洗去殘存的培養基,移植到準備好的基質中去,隨即用細噴壺噴水后加玻璃或塑料罩,3~4日內不必澆水,以后澆些清水,1周后見苗已挺直,可去罩澆培養液(過去所用培養基的大量及微量元素減半配成),以利生長,2~4周后可進行常規栽培。