粉美人萱草的快繁技术和大田种植 植物学报    2022, 57 (3): 350-357.   DOI: 10.11983/CBB21182

图1 粉美人萱草的离体培养和规模化繁殖
(A) 粉美人萱草(bar=5 cm); (B) 外植体(bar=1 cm); (C) 外植体萌发(bar=1 cm); (D) 增殖培养(bar=10 cm); (E) 愈伤组织出芽(bar=1 cm); (F) 壮苗培养(bar=10 cm); (G) 生根情况(bar=1 cm); (H) 规模化移栽(bar=100 cm); (I) 生长2个月的穴盘苗(bar=1 cm); (J) 组培苗大田种植(bar=50 cm)

正文中引用本图/表的段落

上海应用技术大学通过杂交育种, 历时多年培育出的粉美人萱草(Hemerocallis fulva cv. ‘Fenmeiren’), 花朵颜色为粉色, 花瓣边缘有皱褶, 喉部呈黄绿色, 淡雅清新, 叶色浓绿, 植株健壮, 具有较强的抗病性(图1A), 市场需求旺盛。但目前种苗数量极少, 严重制约了其应用。 为实现规模化生产, 我们开展了粉美人萱草的快繁技术研究。历时3年, 我们完善了粉美人萱草的组培快繁技术, 实现了规模化繁殖。该技术体系一方面对粉美人萱草在长三角甚至全国绿地中推广应用具有重要意义, 另一方面可为萱草新优品种的规模化繁殖提供借鉴。

将花茎切成长度为3-4 cm的小段, 有潜伏芽的部位居中(图1B)。用流水冲洗30分钟后, 在无菌条件下先用72% (v/v)的乙醇溶液浸泡30-50秒, 再用8%-20% (v/v)的次氯酸钠溶液浸泡4-12分钟, 最后用无菌水冲洗4-5次。通过设置不同组合对比, 筛选出最佳外植体取样时间、消毒液浓度和消毒时间(表1-表3)。

外植体在初代培养基上生长10天, 潜伏芽部位逐渐膨大, 出现绿色芽点; 30天时, 发育成形态完整的无菌幼苗, 2枚叶片对生, 每个外植体经初代培养可诱导出1-2个无菌芽(图1C)。切下无菌苗转移至新鲜培养基, 积累到一定数量, 挑选健壮一致的无菌苗转入设计的增殖培养基, 筛选最佳增殖培养基。本研究中的增殖培养基是在MS+0.1 mg·L-1 NAA的基础上添加不同浓度的6-BA和TDZ, 培养1个月后统计种苗数量。结果表明, 6-BA浓度过高或过低, 增殖率均会降低, 当6-BA浓度为1.0 mg·L-1时, 粉美人萱草的增殖率最高, 为0.9 (表4); 当培养基中添加TDZ时, 增殖率明显升高, 当TDZ浓度为0.004 mg·L-1时, 增殖率达到2.9, 组培苗发育正常, 叶色浓绿, 长势旺盛(图1D); 继续提高TDZ浓度, 增殖率提高明显, 但分化出的芽较小, 基部容易形成愈伤组织, 并在愈伤组织上继续分化出丛生芽, 不利于后续分切操作(图1E)。根据种苗长势以及分化情况, 选择MS+1.0 mg·L-1 6-BA+ 0.004 mg·L-1 TDZ+0.1 mg·L-1 NAA为粉美人萱草的最佳增殖培养基, 与其它处理相比, 差异显著(P<0.05)。

通过增殖培养阶段诱导出的组培苗体内细胞分裂素积累较多, 将其直接转移至生根培养基, 在残存激素的刺激下会继续分化出苗, 不利于生根和后期移栽, 需经过壮苗培养阶段。实验结果(表5)显示, 当6-BA浓度为0.1 mg·L-1时, 组培苗未出现分化; 当其浓度为0.2 mg·L-1时, 则组培苗开始分化。当添加0.1 mg·L-1 NAA时, 在组培苗的基部会出现愈伤组织; 添加0.1 mg·L-1 IBA时, 组培苗基部未出现愈伤组织, 也未形成根。相同情况下, 生长在MS培养基中的组培苗比生长在1/2MS培养基(大量元素减半)中的更加健壮整齐, 叶色浓绿(图1F), 长势旺盛。综合愈伤组织产生情况、组培苗分化情况和长势, 确定MS+0.1 mg·L-1 6-BA+0.1 mg·L-1 IBA为粉美人萱草适宜的壮苗培养基。

组培苗在壮苗培养基上长至4 cm高时, 可切成单芽, 用于诱导生根。我们发现, 随着IBA浓度的升高, 生根率明显提高, 当IBA浓度为0.8 mg·L-1时, 组培苗基部开始出现愈伤组织, 不利于生根及后期移栽, 因此确定诱导生根的适宜IBA浓度为0.4 mg·L-1, 生根率达55% (表6)。降低蔗糖浓度, 生根率反而提高, 当添加蔗糖浓度为20 g·L-1时, 生根率提高至75%; 继续降低蔗糖浓度至10 g·L-1或提高至40 g·L-1, 生根率均会降低(表6)。此外, 大量元素减半的1/2MS比MS更利于生根, 生根率可达95%, 根系粗短, 呈鲜活的白色, 色泽莹润, 无愈伤组织出现, 每株可产生6-8条根(表6; 图1G)。因此, 我们确定最适生根培养基为1/2MS+0.4 mg·L-1 IBA+20 g·L-1蔗糖。

萱草种苗细小, 多采用105-128孔穴盘移栽。生根瓶苗先在温室中放置2-4天, 取出后, 用自来水洗净根部附着的培养基, 用500倍托布津水溶液浸泡根部10-30秒, 之后移栽至珍珠岩:草炭=1:2 (v/v)的混合基质中, 苗床上搭建塑料小拱棚保湿。移栽是整个生产环节的最后步骤, 至关重要。随着移栽时间的延长, 需逐渐降低相对湿度和遮阴, 故每天适当增加通风时间, 萱草移栽期间管理相关技术参数见表7。通过精细养护, 2个月后成活率可达85% (图1H)。移栽成活的种苗高度控制在8-10 cm之间, 根系发达, 在穴盘内连同基质包裹成土球, 土球不散的种苗才能出圃发货(图1I)。挑选其中长势弱的种苗, 再次种植并继续养护, 当达到发货标准时才能出圃发货。去掉移栽中死亡和残次苗, 最终合格率可达75%。

萱草组培苗较小, 一般采用手工定植方式, 将组培苗放入种植穴内。手工盖土至根颈部, 与土壤平面基本持平, 避免过浅或过深。定植后压实根系部位土壤, 浇足定根水, 确保根系与土壤紧密接触, 以提高成活率; 并每天检查水分和成活情况, 适时浇水, 保持土壤湿润。定植1个月后, 组培苗长势稳定。生长旺盛季节需每月施肥1次。一般1年后就会大面积开花, 花序高度一致, 能直接用于绿化工程或作为采穗圃进行分株繁殖(图1J)。

本文的其它图/表

• 表1 不同消毒时间对外植体存活率的影响(平均值±标准差, n=3)
  
• 表2 不同消毒液浓度对外植体存活率的影响
  
• 表3 不同取材日期对外植体存活率的影响
  
• 表4 不同激素及其浓度对芽增殖的影响
  
• 表5 不同培养基对壮苗的影响
  
• 表6 不同培养基对生根的影响
  
• 表7 粉美人萱草移栽管理相关技术参数
  
• 表8 粉美人萱草的5次组培苗规模化生产数据对比