蕙兰（Cymbidium faberi Rolfe）离体快繁及四倍体培育研究

蕙兰(Cymbidium faberi Rolfe)为兰科(Orchidaceae)兰属(Cymbidum Sw.)多年生草本花卉,具有很高的观赏价值,也是经济价值最高的兰花之一。兰花主要靠分株繁殖,生长速度慢,繁殖系数低,另外兰花种子没有胚乳和子叶,常规播种难以萌发。兰花育种的主要方法是杂交育种,但由于兰花种子发育不全,杂交育种很繁琐。冈此,繁殖和育种是兰花的主要问题。迄今为止,有关兰花的研究主要集中于洋半和国兰中的墨兰,而蕙兰的相关研究很少。通过组织培养进行多倍体的诱导是进行快速繁殖和品种改良的有效途径。为此,本文对蕙兰组织培养中多倍体诱导进行了研究,以期为蕙兰新品种的选育奠定基础。 蕙兰离体再生体系的研究结果表明:最佳外植体消毒方式是以洗涤剂浸泡10 min,自来水冲洗30 min,75%乙醇消毒60 s,0.1%升汞消毒10 min(加数滴吐温-20).无菌水冲洗4-6次为宜。初代诱导芽分化的适宜培养基为MS+1.5 mg/L6-BA+0.2 mg/LNAA,诱导率达93.3%:其继代增殖的适宜培养基为MS+1.0 mg/L6-BA+0.1 mg/LNAA,增殖系数为4.8;适宜的生根培养基为MS,植株和根系生长状况良好,生根率为100%,移栽成活率为85%。 在建立离体再生体系基础上,利用秋水仙素溶液为诱变剂,采用浸泡法和混培法对蕙兰进行多倍体诱导,结果表明:两种方法中以浸泡法处理效果较好,以0.5%秋水仙素溶液浸泡处理48 h为佳,诱变产生的植株经染色体鉴定,其染色体数目为2n=4x=88,属四倍体类型,诱导率高达13.3%。四倍体蕙兰在二倍体的适宜增殖培养基上增殖,在MS+1.0 mg/LIBA的生根培养基上生根,增殖与生根情况良好,移栽成活率为60%。 对诱导获得的四倍体蕙兰新种质与二倍体植株进行了外部形态和细胞学的比较观察,结果表明:在同一生长阶段和环境条件下,四倍体植株叶片形态充分体现了器官的巨人性。叶厚和叶宽分别是二倍体的185.7%和143.7%,而叶长和叶形指数均变小,分别为二倍体的83.5%和58.1%,方差分析差异达到极显著水平;叶片颜色加深,叶脉明显:植株较二倍体粗壮,根系较二倍体的肥人。对获得的四倍体与二倍体进行了气孔特征的比较,结果表明:四倍体气孔密度明显下降,为二倍体的55.2%:四倍体保卫细胞明显增大,长度利宽度分别为二倍体的146.5%和140.5%;保卫细胞内叶绿体数目增多,约为二倍体数目的142.6%;气孔增大,长度和宽度分别为二倍体的157.6%和128.4%,经方著分析上述各项指标均达到了极显著水平。因此,叶片厚度、叶片宽度、叶形指数、气孔密度、保卫细胞的大小和保卫细胞内叶绿体数目等可作为鉴别二倍体和四倍体蕙兰的重要指标。 对四倍体和二倍体蕙兰植株进行低温处理后,比较电解质外渗率和细胞膜损伤率。结果表明:在相同的低温下,四倍体植株比二倍体植株的电解质外渗率和细胞膜损伤率低,说明耐寒性和抗旱性均四倍体较强,充分体现了多倍体抗逆性增强的优势。另外,试验测定结果还发现,叶绿素含量随倍性的增加而增加,这些为指导兰花的栽培生产和选育品种提供重要数据。