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大花萱草,又名金針花、忘憂草,屬百合科萱草屬多年生草本植物,是人工誘導(dǎo)培育成功的多倍體植株,廣泛栽種,是優(yōu)良的園林宿根花卉,是園林布置的重要材料,是高寒地區(qū)園林綠化重要種類之一,現(xiàn)被全世界廣為栽植。目前對(duì)大花萱草繁殖方法研究多集中于分株與栽培。播種繁殖是目前應(yīng)用最為廣泛的。但由于其自然結(jié)實(shí)率低,大部分品種還不易結(jié)實(shí),且有繁殖時(shí)間長(zhǎng),植株長(zhǎng)勢(shì)不一致。因此,本實(shí)驗(yàn)擬對(duì)大花萱草分株繁殖和組培研究,得出一套大花萱草快繁方法,指導(dǎo)在北方地區(qū)引種生產(chǎn)與應(yīng)用,從而使大花萱草在北方園林綠地中發(fā)揮更大作用。在結(jié)果中,認(rèn)為分株和組培均可達(dá)到繁殖要求,但組培要求過高,實(shí)驗(yàn)儀器精密,需要專業(yè)人員操作,而且耗費(fèi)太大。對(duì)于一些稀有品種或結(jié)實(shí)率不高的品種,可以采用組培達(dá)到目的,以保存物種;對(duì)于普通品種,分株即可達(dá)到擴(kuò)繁目的。
【關(guān)鍵詞】大花萱草;擴(kuò)繁;分株;組織培養(yǎng)
0 前言
1)大花萱草無(wú)性繁殖技術(shù)研究狀況
(1)大花萱草簡(jiǎn)介
大花萱草根分為肉質(zhì)根和須根,肉質(zhì)根呈紡錘狀,須根多生長(zhǎng)在肉質(zhì)根上。具短根狀莖,葉翠綠狹長(zhǎng),基生呈帶狀排成兩列;ㄌ闹胁砍槌觯菪隣罹蹅慊ㄐ,每個(gè)花絮可著花數(shù)十朵;ɡ偎启,開如漏斗,裂片翻卷,為百合形花冠,花瓣先端裂開;ū换亢仙释矤睿廴6枚,3長(zhǎng)3短,花藥呈丁字形背著在花絲頂端,除藍(lán)色和純白色以外其余花色均有栽培品種;◤阶兓螅ㄐ胃鳟,花期從晚春一直到秋季。大多數(shù)品種的花只開一天,但盛花期可以延續(xù)幾周甚至幾個(gè)月,有些品種單花壽命可超過24小時(shí)。蒴果,黑褐色、多棱形、有光澤,自然結(jié)實(shí)率低,但大部分品種不結(jié)實(shí)。
大花萱草抗旱能力強(qiáng),耐高溫,抗低寒,適應(yīng)溫度范圍廣,在我國(guó)從南到北均可種植?共⌒詮(qiáng),對(duì)土壤的適應(yīng)性廣,除過酸、過堿、過沙、過粘的土壤外一般都能栽培,PH值以6.5至7.5之間為好。
該類花卉對(duì)堿性土具有特別的耐性,是油田及灘涂地帶不可多得的綠化材料?捎脕(lái)布置各式花壇、馬路隔離帶、疏林草坡等。亦可利用其矮生特性做地被植物。其中有數(shù)個(gè)品種為“冬青”型,種植在南國(guó),可四季常綠,是優(yōu)秀的園林綠地花卉。
。2)繁殖方法
分株分割萱草叢塊是最常用的繁殖方法。該方法操作簡(jiǎn)單,植株容易存活,長(zhǎng)勢(shì)比較一致。分株可將母株叢全部挖出,重新分栽;或者是由母株叢一側(cè)挖出一部分植株做種苗,留下的繼續(xù)生長(zhǎng)。
分株多在春季萌芽前或秋季落葉后進(jìn)行。春季分株移栽,當(dāng)年即可抽苔開花;秋季分株移栽,翌年才能抽苔開花。移栽時(shí)應(yīng)選用生長(zhǎng)旺盛、花蕾多、品質(zhì)好、無(wú)病蟲害的植株。
分株時(shí)挖取株叢的一部分分蘗作為種苗,挖取部分要帶根,從短縮莖處割開,將老根、朽根和病根剪除,盡量保留肉質(zhì)根,適當(dāng)剪短(約留10厘米)后即可栽植。栽植應(yīng)選在晴天進(jìn)行,邊挖苗,邊分苗,邊栽苗,盡量少傷根,這樣緩苗快。一般2-3年分株一次,以保證植株旺盛的生長(zhǎng)勢(shì)。
組培用幼嫩葉片、花絲和花苔等器官培養(yǎng)成植株。方法是先誘導(dǎo)幼嫩器官產(chǎn)生愈傷組織,然后用適當(dāng)培養(yǎng)基在適宜的溫濕光氣等條件下培養(yǎng)成幼小植株。再將小苗假植于營(yíng)養(yǎng)缽,經(jīng)一段時(shí)間培養(yǎng)成植株幼苗,之后定植。但這種方法還沒有被廣泛接受。
植物的組織培養(yǎng)是利用無(wú)性生殖原理,使植物組織在人工控制的條件下,通過細(xì)胞的增殖和分化,快速發(fā)育成新植株的高新技術(shù)手段。近年來(lái),隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,植物組織培養(yǎng)技術(shù)已進(jìn)入生產(chǎn)應(yīng)用階段。利用這種技術(shù),可以將植物的莖尖、葉片、莖段等切成小片,或用花藥、花粉等在無(wú)菌條件下,在玻璃器皿中人工配制的培養(yǎng)基上培養(yǎng),使它們發(fā)育成完整的植物體。利用植物組織培養(yǎng)的方法,只需要用少量植物材料,就可以在短期內(nèi)誘導(dǎo)出大量“試管苗”。
這種方法不僅繁殖速度快,受季節(jié)影響小,而且誘導(dǎo)變異也比較容易,為科研和生產(chǎn)帶來(lái)了很大方便。此外,由于植物的生長(zhǎng)點(diǎn)細(xì)胞分裂速度快,很少感染病毒。因此,采用莖尖培養(yǎng)還可以有效地脫去病毒,從而獲得更加健壯的植株。植物基因工程技術(shù)的發(fā)展也借助了植物組織培養(yǎng)技術(shù)。培養(yǎng)中的植物組織或細(xì)胞為外源基因的導(dǎo)入提供了便利;轉(zhuǎn)基因植物的實(shí)驗(yàn)室篩選和大量繁殖也離不開植物的組織培養(yǎng)。由于植物的組織培養(yǎng)技術(shù)科技含量高,繁殖速度快,在農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)中已獲得廣泛應(yīng)用。
2)研究的目的與意義
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,物質(zhì)文化生活水平的提高,我國(guó)城鄉(xiāng)園林綠化得到了飛速發(fā)展,這對(duì)美化生活、減少環(huán)境污染、改善生態(tài)環(huán)境起到了很大的促進(jìn)作用,但是,我們也應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到目前我國(guó)城市綠地建設(shè)中已存在不少問題,城市園林植物種類較為單一,城市生物多樣性建設(shè)受到影響,特別是地被植物材料嚴(yán)重匱乏,導(dǎo)致了草坪面積發(fā)展過大、用水量過多、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用居高不下等問題,影響了城鄉(xiāng)建設(shè)持續(xù)性發(fā)展。各級(jí)政府和組織對(duì)植物的種類和品質(zhì)提出了更高的要求,迫切要求引進(jìn)能部分代替草坪、抗旱節(jié)水、管理費(fèi)用低和觀賞性強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)地被植物,以豐富城市園林景觀,豐富生物多樣性,建設(shè)更接近自然的生態(tài)型城市。宿根花卉-大花萱草因其觀賞期長(zhǎng)、觀賞性高、適用性強(qiáng)、種類豐富、群體功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)日益受到人們的重視,因而大花萱草的研究和利用面臨著一個(gè)良好的機(jī)遇和發(fā)展前景。
大花萱草(Hemerocallis hybrida),為百合科萱草屬多年生宿根草本植物。萱草屬植物全世界共約有15~18個(gè)種(中國(guó)科學(xué)院中國(guó)植物志編輯委員會(huì),1980),主要分布于亞洲溫帶至亞熱帶地區(qū),歐洲有少量分布,其中原產(chǎn)我國(guó)的就約有11種(北京林業(yè)大學(xué)園林系花卉教研組,1988),是世界上萱草屬植物種類最多、分布最廣的國(guó)家。大花萱草主要用途是觀賞,因其具有既可觀花又可觀葉的雙重價(jià)值而廣泛用于切花、盆栽及園林綠化等。萱草花蕾可食用,根可入藥,集觀賞、食用、藥用于一身,是極為可貴的植物資源。
3)植物細(xì)胞全能性的表達(dá)
早在20世紀(jì)初,德國(guó)著名植物學(xué)家Haberlandt根據(jù)細(xì)胞學(xué)的理論就曾預(yù)言,植物細(xì)胞具有全能性(Totipotency)。也就是說每個(gè)體細(xì)胞像胚胎細(xì)胞一樣,可以經(jīng)過體外培養(yǎng)成為一個(gè)完整的植株,這是因?yàn)橹参矬w的每個(gè)細(xì)胞都含有該個(gè)體的全部遺傳信息,都具有一套完整的基因組,因而具有在適宜條件下可以被誘導(dǎo)分化形成完整植株的潛在能力。直至20世紀(jì)50年代末科學(xué)家在胡蘿卜組織單細(xì)胞懸浮培養(yǎng)中發(fā)現(xiàn)某些細(xì)胞在形態(tài)上轉(zhuǎn)變?yōu)榕c合子胚相似的結(jié)構(gòu),其發(fā)育過程也與合子胚類似,但由于它是從體細(xì)胞分化而來(lái)的因而稱之為體細(xì)胞胚,并由此形成了再生植株,直到開花結(jié)實(shí)。這一重大突破不僅證實(shí)了植物細(xì)胞的全能性,而且為細(xì)胞離體培養(yǎng)中研究形態(tài)發(fā)生機(jī)制開拓了一個(gè)新的領(lǐng)域。近20余年,植物組織和細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)得到了迅速發(fā)展,大量植物無(wú)論是二倍體細(xì)胞或單倍體性細(xì)胞以及原生質(zhì)體離體培養(yǎng)均可獲得再生植株。大量事實(shí)證明,植物體成熟組織中已高度分化的細(xì)胞液保留了回復(fù)到分生組織狀態(tài)的能力[6]。當(dāng)然,細(xì)胞能夠經(jīng)歷這一回復(fù)過程的程度是不同的,這主要取決于細(xì)胞所達(dá)到的發(fā)育上的、生理上的和細(xì)胞上的狀態(tài)。
【關(guān)鍵詞】大花萱草;擴(kuò)繁;分株;組織培養(yǎng)
0 前言
1)大花萱草無(wú)性繁殖技術(shù)研究狀況
(1)大花萱草簡(jiǎn)介
大花萱草根分為肉質(zhì)根和須根,肉質(zhì)根呈紡錘狀,須根多生長(zhǎng)在肉質(zhì)根上。具短根狀莖,葉翠綠狹長(zhǎng),基生呈帶狀排成兩列;ㄌ闹胁砍槌觯菪隣罹蹅慊ㄐ,每個(gè)花絮可著花數(shù)十朵;ɡ偎启,開如漏斗,裂片翻卷,為百合形花冠,花瓣先端裂開;ū换亢仙释矤睿廴6枚,3長(zhǎng)3短,花藥呈丁字形背著在花絲頂端,除藍(lán)色和純白色以外其余花色均有栽培品種;◤阶兓螅ㄐ胃鳟,花期從晚春一直到秋季。大多數(shù)品種的花只開一天,但盛花期可以延續(xù)幾周甚至幾個(gè)月,有些品種單花壽命可超過24小時(shí)。蒴果,黑褐色、多棱形、有光澤,自然結(jié)實(shí)率低,但大部分品種不結(jié)實(shí)。
大花萱草抗旱能力強(qiáng),耐高溫,抗低寒,適應(yīng)溫度范圍廣,在我國(guó)從南到北均可種植?共⌒詮(qiáng),對(duì)土壤的適應(yīng)性廣,除過酸、過堿、過沙、過粘的土壤外一般都能栽培,PH值以6.5至7.5之間為好。
該類花卉對(duì)堿性土具有特別的耐性,是油田及灘涂地帶不可多得的綠化材料?捎脕(lái)布置各式花壇、馬路隔離帶、疏林草坡等。亦可利用其矮生特性做地被植物。其中有數(shù)個(gè)品種為“冬青”型,種植在南國(guó),可四季常綠,是優(yōu)秀的園林綠地花卉。
。2)繁殖方法
分株分割萱草叢塊是最常用的繁殖方法。該方法操作簡(jiǎn)單,植株容易存活,長(zhǎng)勢(shì)比較一致。分株可將母株叢全部挖出,重新分栽;或者是由母株叢一側(cè)挖出一部分植株做種苗,留下的繼續(xù)生長(zhǎng)。
分株多在春季萌芽前或秋季落葉后進(jìn)行。春季分株移栽,當(dāng)年即可抽苔開花;秋季分株移栽,翌年才能抽苔開花。移栽時(shí)應(yīng)選用生長(zhǎng)旺盛、花蕾多、品質(zhì)好、無(wú)病蟲害的植株。
分株時(shí)挖取株叢的一部分分蘗作為種苗,挖取部分要帶根,從短縮莖處割開,將老根、朽根和病根剪除,盡量保留肉質(zhì)根,適當(dāng)剪短(約留10厘米)后即可栽植。栽植應(yīng)選在晴天進(jìn)行,邊挖苗,邊分苗,邊栽苗,盡量少傷根,這樣緩苗快。一般2-3年分株一次,以保證植株旺盛的生長(zhǎng)勢(shì)。
組培用幼嫩葉片、花絲和花苔等器官培養(yǎng)成植株。方法是先誘導(dǎo)幼嫩器官產(chǎn)生愈傷組織,然后用適當(dāng)培養(yǎng)基在適宜的溫濕光氣等條件下培養(yǎng)成幼小植株。再將小苗假植于營(yíng)養(yǎng)缽,經(jīng)一段時(shí)間培養(yǎng)成植株幼苗,之后定植。但這種方法還沒有被廣泛接受。
植物的組織培養(yǎng)是利用無(wú)性生殖原理,使植物組織在人工控制的條件下,通過細(xì)胞的增殖和分化,快速發(fā)育成新植株的高新技術(shù)手段。近年來(lái),隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,植物組織培養(yǎng)技術(shù)已進(jìn)入生產(chǎn)應(yīng)用階段。利用這種技術(shù),可以將植物的莖尖、葉片、莖段等切成小片,或用花藥、花粉等在無(wú)菌條件下,在玻璃器皿中人工配制的培養(yǎng)基上培養(yǎng),使它們發(fā)育成完整的植物體。利用植物組織培養(yǎng)的方法,只需要用少量植物材料,就可以在短期內(nèi)誘導(dǎo)出大量“試管苗”。
這種方法不僅繁殖速度快,受季節(jié)影響小,而且誘導(dǎo)變異也比較容易,為科研和生產(chǎn)帶來(lái)了很大方便。此外,由于植物的生長(zhǎng)點(diǎn)細(xì)胞分裂速度快,很少感染病毒。因此,采用莖尖培養(yǎng)還可以有效地脫去病毒,從而獲得更加健壯的植株。植物基因工程技術(shù)的發(fā)展也借助了植物組織培養(yǎng)技術(shù)。培養(yǎng)中的植物組織或細(xì)胞為外源基因的導(dǎo)入提供了便利;轉(zhuǎn)基因植物的實(shí)驗(yàn)室篩選和大量繁殖也離不開植物的組織培養(yǎng)。由于植物的組織培養(yǎng)技術(shù)科技含量高,繁殖速度快,在農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)中已獲得廣泛應(yīng)用。
2)研究的目的與意義
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,物質(zhì)文化生活水平的提高,我國(guó)城鄉(xiāng)園林綠化得到了飛速發(fā)展,這對(duì)美化生活、減少環(huán)境污染、改善生態(tài)環(huán)境起到了很大的促進(jìn)作用,但是,我們也應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到目前我國(guó)城市綠地建設(shè)中已存在不少問題,城市園林植物種類較為單一,城市生物多樣性建設(shè)受到影響,特別是地被植物材料嚴(yán)重匱乏,導(dǎo)致了草坪面積發(fā)展過大、用水量過多、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用居高不下等問題,影響了城鄉(xiāng)建設(shè)持續(xù)性發(fā)展。各級(jí)政府和組織對(duì)植物的種類和品質(zhì)提出了更高的要求,迫切要求引進(jìn)能部分代替草坪、抗旱節(jié)水、管理費(fèi)用低和觀賞性強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)地被植物,以豐富城市園林景觀,豐富生物多樣性,建設(shè)更接近自然的生態(tài)型城市。宿根花卉-大花萱草因其觀賞期長(zhǎng)、觀賞性高、適用性強(qiáng)、種類豐富、群體功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)日益受到人們的重視,因而大花萱草的研究和利用面臨著一個(gè)良好的機(jī)遇和發(fā)展前景。
大花萱草(Hemerocallis hybrida),為百合科萱草屬多年生宿根草本植物。萱草屬植物全世界共約有15~18個(gè)種(中國(guó)科學(xué)院中國(guó)植物志編輯委員會(huì),1980),主要分布于亞洲溫帶至亞熱帶地區(qū),歐洲有少量分布,其中原產(chǎn)我國(guó)的就約有11種(北京林業(yè)大學(xué)園林系花卉教研組,1988),是世界上萱草屬植物種類最多、分布最廣的國(guó)家。大花萱草主要用途是觀賞,因其具有既可觀花又可觀葉的雙重價(jià)值而廣泛用于切花、盆栽及園林綠化等。萱草花蕾可食用,根可入藥,集觀賞、食用、藥用于一身,是極為可貴的植物資源。
3)植物細(xì)胞全能性的表達(dá)
早在20世紀(jì)初,德國(guó)著名植物學(xué)家Haberlandt根據(jù)細(xì)胞學(xué)的理論就曾預(yù)言,植物細(xì)胞具有全能性(Totipotency)。也就是說每個(gè)體細(xì)胞像胚胎細(xì)胞一樣,可以經(jīng)過體外培養(yǎng)成為一個(gè)完整的植株,這是因?yàn)橹参矬w的每個(gè)細(xì)胞都含有該個(gè)體的全部遺傳信息,都具有一套完整的基因組,因而具有在適宜條件下可以被誘導(dǎo)分化形成完整植株的潛在能力。直至20世紀(jì)50年代末科學(xué)家在胡蘿卜組織單細(xì)胞懸浮培養(yǎng)中發(fā)現(xiàn)某些細(xì)胞在形態(tài)上轉(zhuǎn)變?yōu)榕c合子胚相似的結(jié)構(gòu),其發(fā)育過程也與合子胚類似,但由于它是從體細(xì)胞分化而來(lái)的因而稱之為體細(xì)胞胚,并由此形成了再生植株,直到開花結(jié)實(shí)。這一重大突破不僅證實(shí)了植物細(xì)胞的全能性,而且為細(xì)胞離體培養(yǎng)中研究形態(tài)發(fā)生機(jī)制開拓了一個(gè)新的領(lǐng)域。近20余年,植物組織和細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)得到了迅速發(fā)展,大量植物無(wú)論是二倍體細(xì)胞或單倍體性細(xì)胞以及原生質(zhì)體離體培養(yǎng)均可獲得再生植株。大量事實(shí)證明,植物體成熟組織中已高度分化的細(xì)胞液保留了回復(fù)到分生組織狀態(tài)的能力[6]。當(dāng)然,細(xì)胞能夠經(jīng)歷這一回復(fù)過程的程度是不同的,這主要取決于細(xì)胞所達(dá)到的發(fā)育上的、生理上的和細(xì)胞上的狀態(tài)。