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蘭花的組織培養(yǎng)

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2006-07-08

法國人莫瑞爾(G.M. Morel)首先將組織培養(yǎng)的技術(shù)應(yīng)用在蘭花上,采取莖頂組織進行培養(yǎng),經(jīng)由類原球體而獲得植株。

利用組織培養(yǎng)進行芽體增殖是另一個獲取種苗的方法,例如,蝴蝶蘭便利用花梗芽進行繁殖,這種方法的缺點是繁殖的效率較差,而且成本較高。由于芽體是經(jīng)由多細胞發(fā)育而成,并不適合做為基因轉(zhuǎn)殖的材料。以單細胞做為基因轉(zhuǎn)殖的起始點是最好的方式,而且可以避免得到嵌鑲體。不過,目前以細胞來復制蘭花還只局限于幾個種類,如文心蘭、素心蘭及蝴蝶蘭等,無法廣泛使用。

以細胞復制蘭花

以細胞復制文心蘭為例,可以采取花梗、根、莖及葉做為培植體,將這些培植體置于合適的人工培養(yǎng)基,一至兩個月后,愈傷組織從根尖、莖及葉培植體的切口部位長出。這些誘導出來的愈傷組織可以不斷地繼代培養(yǎng)于相同的培養(yǎng)基,形成更多的愈傷組織,而且數(shù)年之內(nèi)仍具有再生植株的能力。如此一來,我們便可以維持復制文心蘭的系統(tǒng),不需要每次都從培植體去誘導新的愈傷組織。

獲得大量愈傷組織后,便要進行體胚誘導的工作。一般而言,誘導體胚所需要的培養(yǎng)基配方會不同于繼代培養(yǎng)時所用的。將愈傷組織轉(zhuǎn)移至誘導體胚的培養(yǎng)基,大約一個月后,可以觀察體胚的形成。理論上,每個細胞都可以產(chǎn)生一個體胚,所以一小塊愈傷組織便可以誘導出數(shù)十甚至數(shù)百個體胚。

接下來的工作便是將這些體胚培育成為完整的小植株,通常需將體胚轉(zhuǎn)移至另一不同配方的培養(yǎng)基。體胚逐漸發(fā)育形成原球體。這些自體細胞而來的原球體和種子發(fā)育而來的原球體,在形態(tài)及發(fā)育能力上并沒有明顯的差異,兩者皆可以發(fā)育成為正常的植物。只是同一來源的體細胞所形成的原球體具有相同的遺傳組成,而種子來源的原球體則皆具有不同的遺傳組成。數(shù)個月后,原球體發(fā)育成為具有地下部及地上部的小植株,待小植株成長至一定大小后,便可以進行馴化的工作。將小植株移出瓶外,種植于栽培容器并移至具有遮陰及噴霧設(shè)施的溫室進行馴化,可以得到將近百分之百的存活率。

除了以細胞復制文心蘭之外,素心蘭、蝴蝶蘭及拖鞋蘭等都可以經(jīng)由愈傷組織誘導出小植株,這些小植株也都能正常的生長。素心蘭的愈傷組織是從根莖等營養(yǎng)器官誘導而來的,愈傷組織在繼代的過程中形成體胚,這些體胚并不形成原球體而是發(fā)育成為根莖,然后才形成小植株。雖然蝴蝶蘭及拖鞋蘭都可以利用愈傷組織來繁殖,但未來仍需進一步以營養(yǎng)器官或組織來誘導愈傷組織,才能針對特定的優(yōu)良品種進行繁殖。

葉細胞再生植株

除了藉由誘導愈傷組織來再生小植株之外,還有另外一種不需經(jīng)由愈傷組織便可以誘導培植體形成體胚發(fā)生,進而再生植株的方法,這種過程稱為直接體胚發(fā)生。文心蘭葉片的直接體胚發(fā)生是蘭科植物中,唯一曾被報導的例子。誘導的方法非常簡單,將文心蘭的葉片切下做為培植體,培養(yǎng)在一般不含植物生長調(diào)節(jié)劑的培養(yǎng)基,大約一個月后,葉片的尖端、上表面及切口部位可形成體胚,將帶有體胚的葉片繼代至相同的培養(yǎng)基,經(jīng)過數(shù)星期之后,體胚發(fā)育成為原球體,原球體逐漸抽芽長大,最后則形成正常的小植株,移至塑料盆內(nèi)進行馴化,可以得到高存活率。

以掃描式電子顯微鏡觀察體胚的形態(tài),可以看到大量的體胚從葉表面長出,這些體胚大小不一,顯示并異步形成,初期形狀有一點像釋迦果。除了葉表面之外,葉尖端也是一個很容易形成體胚的部位。

以直接體胚發(fā)生來繁殖文心蘭具有多項優(yōu)點,首先是這種方法的繁殖速率較快,從誘導培植體形成體胚至小植株出瓶馴化,最快僅需五到六個月左右的時間。此外,經(jīng)由直接體胚發(fā)生所獲得的小植株之變異機率較低,因為愈傷組織經(jīng)過長期的繼代,在生長調(diào)節(jié)劑或高鹽類等條件刺激下,容易導致體細胞變異,遺傳物質(zhì)產(chǎn)生改變的體細胞會再生出變異的小植株,而葉細胞直接形成體胚則比較穩(wěn)定。

在合適的條件下,理論上每個葉細胞都會形成一個體胚,一片葉子便可以復制出成千上萬棵性狀及遺傳物質(zhì)相同的小植株,而這些小植株的葉片也可以再用來誘導體胚發(fā)生。如果在場地及人力等條件都能配合的情況下,繁殖倍率可以等比級數(shù)上升,想要有多少種苗都不成問題。如果能將這種繁殖方法應(yīng)用在其它的蘭花上,有一天當我們看到一棵非常漂亮的蘭花,只要想辦法取得它一小片葉子,便可以很快地復制出許多一模一樣的蘭花了。

 
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