观赏凤梨组培快繁技术研究进展.pdf

广西农业科 学2 0 1 0 ， 41 ( 5 ) ： 4 1 2 4 1 5 G u a n g x i A g r i c u l t u r a l S c i e n c e s 观赏凤梨组培快繁技术研究进展 龚明霞 ， 何铁光 ， 黄如葵 ， 方 峰 ( 1广 西农业科学院蔬菜研 究所 ，南宁5 3 0 0 0 7；2广西化工研 究院，南宁5 3 O o o 1 ) 摘要： 组培快繁技术是观赏凤梨种苗大规模生产的一种主要途径。 文章主要从外植体的采集与消毒、 诱导分化培 养、 增殖培养、 生根培养的条件和培养基等方面详细介绍观赏风梨组织培养快繁技术的研究进展， 在此基础上对其实 际生产中存在的问题进行探讨。针对存在的问题， 提出今后需对降低观赏凤梨生产成本的方法和移栽技术等方面进 行深入研究 。 关键词： 观赏凤梨； 组织培养； 快繁技术； 进展 中图分类号 ： $ 6 6 8 3 0 3 5 3 文献标识码： A 文章编号： 1 0 0 2 8 1 6 1 ( 2 0 1 0 ) 0 5 0 4 1 2 04 一 一 J Re s e a r c h p r o g r e s s 0 n r a pi d p r o pa g a t i o n t e c hn o l o g y 1 0 r o r na me n t a l Br o m e l i a d s us i ng t i s s ue c u l t ur e GONG Mi n g - x i a ，HE Ti e - g u a n g ，HUANG Ru -k u i ，F ANG F e n g 2 ( I V e g e t a b l e R e s e a r c h I n s t i t u t e ， G u a n g x i A c a d e my o f A g r i c u l t u r a l S c i e n c e s ， N a n n i n g 5 3 0 0 0 7 ， C h i n a ； 2 G u a n g x i R e s e arc h I n s t i t u t e o f C h e mi c a l I n d u s t r y ， N a n n i n g 5 3 0 0 0 1 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： R a p i d p r o p a g a t i o n t e c h n o l o g y u s i n g t i s s u e c u l t u r e i s t h e m a j o r e c o n o m i c al a p p r o a c h t o p r o d u c e p l a n t l e t s o f o rna me n t al B mme l i a d s o n a l a r g e s c a l e I n t h e p r e s e n t p a p e r ， we h a v e ma i n l y d i s c u s s e d a b o u t t h e p r o g r e s s o f r a p i d p mp a - g a t i o n t e c h n o l o gy f o r o r n a me n t a l B r o me l i a d s T h e c o l l e c t i o n a n d s t e ri l i z a t i o n o f e x p l a n t s ，g r o wi n g c o n d i t i o n s a n d me d i a o f i n d u c t i o n a n d d i ff e r e n t i a ti o n ， mu l t i p l i c a t i o n a n d r o o t i n g c u l t u r e ， e r e h a v e b e e n d i s c u s s e d i n d e t m1 S e v e r al p r o b l e ms e x i s t i n g i n p r a c t i c a l p r o d u c t i o n i n c l u d i n g l o w s u r v i v a l r a t e o f e x p l a n t s a n d l o n g e r i n d u c t i o n o r mu l ti p l i c a t i o n c u l t u r e p e ri o d w e l e d i s c u s s e d S u g g e s t i o n s f o r d e c r e a s i n g t h e p r o d u c t i o n c o s t a n d t r a n s p l a n t i n g t e c h n o l o g y f o r o r n a me n t a l Bmme l i a d s h a v e a l s o b e e n d i s c u s s e d i n t h i s p a p e r Ke y wo r d s ： o rna me n t al B r o me l i a d s ； t i s s u e c u l t u r e ； r a p i d p r o p a g a t i o n t e c h n o l o g y 观 赏凤 梨 ( A s a n a s s p p ) 是 以 叶或花供 观赏用 单子 叶凤 梨科 ( B r o me l i a c e a e ) 植物 的泛称 ， 多年生 常绿草本 ， 原产 于中、 南美洲的热带 、 亚热带地区 ， 主要分布于南美热带雨林区至多岩礁的海岸林带。 目前 。 已发现凤梨科植物有5 4 个属 ， 3 0 0 0 多个种 _ 1 ， 常见的用作观赏的种类有 ：果子蔓属( G u z ma n i a ) 、 丽穗凤梨属( V r i e s e a ) 、 光萼荷属 ( A e c h m e a ) 、 凤梨属 ( A n a n a s ) 、 彩 叶凤梨属 ( N e o r e g e l i a ) 、 水塔 花属 ( B i l l b e r g i a ) 、 姬凤梨属 ( C r y t a n t h u s ) 、 巢凤梨属( N i d u l a r i u m) 和铁兰属( T i H a n d s i a ) 。 观赏凤梨株型优美 ， 叶片 色彩丰富 ， 有些种类还具有斑点或条纹 ， 花形奇特 ， 花序色泽艳丽 。 是集观花 、 观 叶和观果于一身 的时 尚花卉 ， 观赏期长达数月乃 至一年。 目前 ， 市场上销售 的观赏凤梨 中仅有少数是原 生种 ， 大多数为杂交种或选育 出来 的品种 ， 不能使 用播 种法繁殖 ， 而扦插繁殖速度慢 ， 不利于规模化 生产 。在商 品化生产 中， 采用组培法进行快 速繁殖 是最有效 的方法 。 本文通过对观赏凤梨组织培养快 速繁殖各个阶段的关键技术研究进展进行总结 ， 以 期为观赏凤梨的大规模生产提供参考。 1 外植体的采集与消毒 在观赏凤梨离体快速繁殖中。 可作外植体材料 的主要有 顶芽 2 - 4 、 侧芽 或蘖 芽 5 - 7 、 嫩 吸 芽 8 3 、 茎 段 引 、 茎 尖 1 o 1 3 、 短 缩茎 纵切 块【 、 叶片 1 5 , 1 6 、 实 生 苗 1 7 , 1 8 、 花柄 1 9 等， 在研究 中大多采用侧芽为外植体。 外植体的消毒是组织培养能否成功的第一步 ， 在培养时常因消毒效果不佳而导致失败。 选择适当 收稿 日期 ： 2 0 1 0 0 2 2 2 基金项目： 广西农业科学院基本科研业务专项( 2 0 0 9 1 6 ) 作者简介： 龚明霞( 1 9 7 9 一 ) ， 女， 湖北黄冈人， 硕士， 助理研究员， 主要从事花卉及特种蔬菜育种、 组织培养和栽培等研究工作。 龚明霞等：观赏凤梨组培快繁技术研究进展 4 1 3 的消毒剂 ， 并注意不 同组织 的消毒 时间 ， 才能获得 较好 的消毒效果 。7 0 7 5 酒精具有 较强 的穿透 力和杀菌力 。 外植 体浸人 酒精 1 5 3 0 s 即可 常作为 表面 消毒 的第 一步 ， 但 不能彻底消毒 ， 必 须结合其 他药剂进行消毒。目前 ， 用得最多的是升汞( Hg C I ) ， 其使用浓度 为0 1 0 2 ，一般 浸泡6 1 2 m i n P 可 有效地杀死附着在外植体表面 的细菌及真菌芽孢 ： 此外 ， 还可使用安替福 民溶 液 、 次氯酸钠溶液 、 次氯 酸钙溶液等作 消毒剂 。 2 外植体的诱导分化培养 观赏风梨 的外植体诱导 ，主要有两种途径 ： 一 是通过顶芽 、 侧芽的茎尖生长点 、 茎 切段诱 导腋芽 产生不定芽 9 ,2 o ； 二是通过短缩茎纵切块 、 叶片诱导 愈伤组织 2 1 , 2 2 ， 再 以愈伤组织诱导不定芽。 2 1 外植体的褐化 由于外植体 切 口的多酚化合物 发生氧化形成 醌类物质 ， 导致褐化 ， 这不 仅使 培养基褐变 ， 而且影 响外植体 的脱分化和器官 的再分化 。 外植体褐化 与 植物基因型 、 外植体生理状态 、 培养条件 、 培养基成 分等因素有关 。 洪燕萍等研究发现 ， 4 种观赏凤梨 即粉菠萝、 八 宝剑 、 虎斑姬 、 七彩羞凤梨 小苗的生长 发育情况 和生理状态可导致接种 后 出现不同程度 褐化 ， 以较小苗为材料 ， 茎段的褐化程度较轻。 林思 诚等 _ 1 发现 ， 大莺歌凤梨外植 体极 易褐变坏死 。 添 加3 0 mg L的苹果 酸 、 3 0 mg L 抗坏 血酸 或 1 g L 活 性炭均不能明显减轻褐变现象 ， 及 时切 除褐变部分 并勤于转瓶 ， 可减少外植体坏死 。顾韵莉等 发现 观赏凤梨外植体培养3 5 d 就会发生褐变 ，暗培养 一 段时间或在培养基 中附加O 5 活性碳可 在一定 程度上减轻褐变程度。彭筱娜等 认为 ， 氨态氮 的 减少可能是观赏风 梨外植体褐化 减轻 的重要 原因 之一 ， 而激 素2 ， 4 一 D会 明显 加剧 褐化 的产生 ， 添 加 2 0 0 mg L V c 可 以有效地防止褐化发生。 2 2 外植体的大小及其差异 接种时 ，依 外植体材 料的类 型确定切块 的大 小 。 通常情况下 ， 叶片 、 花瓣 等的面积约为5 m m ， 茎 段长约0 5 c m。不 同植 物种类和部位的外植体诱 导 率存在差异 造成这种差异 的原 因可能是 因为不同 部位所含 内源细胞分裂 素与生长 素的绝对含量 和 相对 比例不同所致 。刘汉东等口 研究 表明 ， 丹尼斯 凤梨不同部位的外植体、 不同物候期对外植体的成 活率影响很大 ， 通过茎尖生长点诱导不定芽效果最 好 ， 用嫩叶经愈 伤组织诱 导时 间长 ， 且组 培苗多有 长刺现象 ， 失去商品价值 。洪燕萍等 研究发现 ， 4 种观赏凤梨的 中部茎段 萌动最早 上部茎段萌动稍 迟 ， 下部茎段易污染 ： 小苗 的生 长发育情况 和生理 状态也可导致接种后外植体 的萌动速度不一 ， 以较 小苗 的诱导效果 较好 其 内在机 制 尚须进一 步研 究。 何丽烂等 对3 种观赏风梨 即姬凤梨 、 水塔花及 红蜻蜓不同外植体进行 比较试验 ，发现老叶鞘 、 嫩 叶鞘 、 顶 芽 、 侧芽 、 茎段 、 叶片的愈 伤组织平均诱导 率差别很大 ， 侧芽 、 顶芽 、 老叶鞘丛生芽诱导率相差 不 大 ， 而嫩 叶鞘 、 茎段 、 叶片的诱导率 为0 。A r r a b a l 等 4 研究表明， C S i l l 11 O S II S 以带茎尖的茎段为外植 体诱导效果最好 ， 再生率为9 3 6 个 月后 每个外植 体 可产 生2 5 3 个芽 。刘 松涛等 试 验表明 ， 星花凤 梨 老叶鞘诱 导率最高 ， 为5 3 3 。 短缩茎次之 ， 嫩 叶 鞘最差 。黎建玲等 用蜻蜓凤梨试管苗侧芽进行诱 导 ， 茎 中部 的诱 导率 、 侧 芽增殖量均 明显优于其他 部位 ， 而叶片的诱导率为0 。 2 3 培养基类型及添加激素类型 在 观赏凤梨 外植体诱 导分 化培养 中 ，大多 以 MS 或1 2 MS 作为基本培养基 ，有 固体和液体之分。 主要使用激素是 生长素N A A、 I B A、 2 ， 4 一 D等和细胞 分裂素6 一 B A、 K T、 Z T 等 ，各类激素的浓度和配 比是 影响外植体分化 的主要 因素 。Me r c i e r 和K e r b a u y E 篮 认为 ， 风梨快 繁体系是建 立在含有B A P 和N A A的培 养基基础上 ， 以诱导不定芽或腋芽的产生。林思诚 等 】 研究表明 ， 培养基所含激素的种类及剂量对诱 导芽分化 的时 间和频率有 明显 影响 。添加2 mg L 2 ， 4 一 D可促进芽 的分化 ，丛生芽形 成的时间提前 ， 而全量MS 和 l 2 MS 培养基 对外植 体出芽时 间的影 响差异不大。 桂意云等接种擎天凤 梨的短缩茎切 块后 ，培养2 5 d 可产生不定芽 ，以固体培养基MS + 2 0 mg L 6 一 B A + 0 1 mg L N AA 为佳 。 张伟等 笠 接种 虎纹凤 梨的短缩茎纵切块 至MS + B A 1 5 mg L 的培 养基上 ， 4 0 d 后外植体膨大 ， 开始形成愈伤组织。 3 增殖培养 增殖 培养也 叫继代培养 是实现观赏凤梨快速 繁殖的重要环节 一般 以丛生芽作 为中间繁殖体 ， 增殖倍数 的高低及组培苗 的质量 与以下诸 多 因素 有关 。 3 1 激素 与初代分化培养相似， 激素的类型、 浓度和比 例始终是影响观赏凤梨丛生芽增殖 的主要因素。 黎 建玲等 s 发 现 ， 6 - B A和I B A配合使用 能促 进蜻 蜓凤 41 4 广 西 收 监 科 聿 梨试管苗长芽 ， 两者 比例为 1 0 ： 1 时 ， 发芽率高。林 思 诚等 r l 2 发 现 ， 大莺 歌凤梨在不 含6 一 B A而 仅含N A A 的培养基上培养 ， 芽增殖倍数均较低 ， 而在含低浓 度6 一 B A培养基上 培养 的芽 体 明显 比在 含高 浓度 6 一 B A培养 基上 的粗 壮 。桂意 云等 1 3 认 为6 一 B A与 N A A 对 比浓度相近 的擎天凤梨 丛生芽 的增殖倍数 大 。郑淑萍等 认 为 ， MS + 3 mg L 6 一 B A+ 0 1 mg L N A A 是红星凤梨丛生芽增殖的最佳培养基 。 刘汉东 等 1 6 将丹 尼斯凤梨丛 生芽在MS + 3 0 mg L 6 - B A+ 0 5 m g L 2 i p + O 1 mg L I B A培养基 上培养 6 0 d 后 增殖倍数为3 4 。洪燕萍等 矧研究发现 随着N A A 浓 度增加至0 5 、 1 5 m g L，观赏凤梨丛生芽增殖倍数 减小 ， 丛芽随着N A A浓度的增加变得松散 ， 芽苗变 大 ， 生长较好 ； 随着B A浓度的增加 ， 增殖率增大 ， 但 若再增加至3 、 5 、 1 0 m L 时 ， 增殖率反而下降。 刘 国 民等【 3 o 在粉菠萝的组培研究 中发现 ， 培养基中仅添 加0 5 m g L N A A的增殖效果最好 ， 在此基础上追加 一 定浓度 的细胞分裂素类对丛 生芽的增殖及生长 状态不仅没有促进作用 ， 反而有一定 的抑制作用。 3 2 光照 陈秀玲等 发现 在金边凤梨组培苗生产过程 中，瓶苗叶片条斑消失 ，直至定植盆苗株高2 0 3 0 c m、 1 5 片叶以上 的中苗才恢 复原种金边条斑 ， 推测 可能与光照强度不足有关 。黎建玲等 8 认为光照强 度对增殖有影响 ， 2 0 0 0 l x 左右时增殖效果较好 。 3 3 培养方式 观赏凤梨 的培养方式有 固体培养和液体 培养 两种。洪燕萍等 研究发现 。 培养方式的转换对观 赏凤梨丛芽增殖有影 响， 由固体培养基转入液体培 养基 ， 其增殖倍数最高 。桂意云等 1 3 在擎天凤梨继 代培养时 ， 根据增殖倍数及产生不定芽的形态特征 来看 ， 液体培养优于固体培养 。罗庆国等m 在 观赏 凤梨增殖过程 中，用 固态和液态培养基交替培养 。 增殖效果更佳 ， 4 0 d 继代一次 ， 增殖系数 可达4 0 。 3 4 继代次数 继代次数对增殖率的影响因培养材料而异。 刘 国民等_ 加 发现粉菠萝增殖苗在 培养瓶 内的生长速 度初期 比较缓慢 ， 尤其是在转接后 的2 0 d 内 ， 但在 以后 的一段 时间 内，只要培养室 的光温条件适宜 ， 丛生芽的增殖速度逐渐加快。陈秀玲等 指出 随 着继代的代数增多 ， 分化率也随之增高 。 4 生根培养 生根培养基多 以MS 或 1 2 MS 为基本培养基 添 加一定浓度 的N A A或I B A均可有效地诱导观赏凤梨 组培苗生根 。陈秀玲等 3 发现金边凤梨 生根培养 中 ， 液体培养优于 固体培养 ， I B A优于N A A。洪燕萍 等 驾 认 为1 2 MS 为观赏凤梨 较好 的生根基本 培养 基 ， 0 5 m g L N A A 为促进生根 的最佳浓度 ，活性炭 对生根效果也有影响。 林思诚等 将大莺歌凤梨小 苗接种到1 2 MS + I 0 mg L I B A的培养基上 生根率 达 1 0 0 ， 平均根数3 5 条 株。 5 存在 问题 目前 ， 国内市场上观 赏凤梨 的种类繁多 ， 但 已 建立有生产效益的组织培养快速繁殖体 系的观赏 凤梨 品种较少 ， 究其 原因有 两点 ： 一是最 常用 的观 赏凤梨外植体侧芽取材容易 ， 然而消毒困难且褐化 坏死严重 ， 导致外植体成活率不高 ； 二是外植体启 动分化或 中间繁殖体增殖培养阶段需时较长 ， 明显 降低了其组培快繁的生产效益 ， 这种现象是凤梨科 观赏植物共同存在的问题 ， 是由物种的特性所决定。 刘国民等 驯研究也表明 。 粉 菠萝增殖培养过程中每 代的周期太长 ， 一般需要9 0 d E右才能达到 比较理 想的增殖效果 。此外 ， 在观赏凤梨的组织培养过程 中， 组培苗会发生变异 。 但不经愈伤培养则可降低 体细胞 的变异率 。因此 ， 有关 降低观赏凤梨生产成 本的方法和移栽技术有待进一步深人研究 。 参考文献 ： 1 A n a L P C ， J o s 6 G A A ，M o e m a C B ， J o r g e C S A ， M a fi a L S G C h mmo s o m e n u m b e r i n B r o m e l i a c e a e J G e n e t i c a n d Mo l e c u l a r B i o l o g y ， 2 0 0 0 ， 2 3 ( 1 ) ：1 7 3 1 7 7 2 傅婉华， 李文安 三色小凤梨的快速繁殖 J 植物生理 学通讯 ， 1 9 8 8 ( 5 ) ： 5 1 - 5 2 3 陈秀玲， 庄尔铮， 何丽烂， 区耀深 金边凤梨组织培养快 速育苗的研究 J 佛山科学技术学院学报( 自然科学 版) ， 2 0 0 1 ， 1 9 ( 1 ) ： 6 2 6 5 4 A r r a b a l R，A m a n c i o F ，C a r n e i r o L A， N e v e s L J ， Ma n s u r E Mi c r o p r o p a g a t i o n o f e n d a n g e r e d e n d e mi c B r a z i l i a n b r o me l i a d C r y pt a n t h u s s i n H o s u s f o r i n n D p r e s e r v a t i o n J B i o d i v e r s i t y a n d C o n s e r v a t i o n ， 2 0 0 2 ， 1 1 ： 1 0 8 1 1 0 8 9 1 5 J A l v e s G M， G u e r r a M P Mi e r o p r o p a g a t i o n f o r m a s s p r o p a g a t i o n a n d c o n s e r v a t i o n o f V r i e s e a f n b u r g e n s i s v a r p a l u d o s a f r o m mi c mb u d s J J o u rna l o f t h e B r o m e l i a d S o c i e t y ， 2 0 0 1 ， 5 1 ( 5 ) ： 2 0 2 2 1 2 6 远凌威， 张苏锋 ， 袁正仿 ， 田艳洁 康泰凤梨的组织培养 一 与陕速繁殖研究 J 信阳师范学院学报( 自然科学版) ， 2 0 0 3 ， 1 6 ( 3 ) ： 3 2 0 3 2 1 7 何炎明， 关永全 红星凤梨的组织培养 J 植物生理学 通讯 ， 1 9 9 2 ， 2 8 ( 1 ) ： 5 3 龚明霞等：观赏凤梨组培快繁技术研究进展 41 5 8 黎建玲， 蒋波， 何小燕， 马华材， 李升才 ， 林风华 蜻蜒凤 梨快速繁殖的研究 J 玉林师范学院学报 ( 自然科 学 ) ，2 0 0 6 。 2 7 ( 3 ) ： 1 0 1 1 0 4 9 e fi k R L ， S p r e n k e l s P A Mi c r o p r o p a g a t i o n o f T i l l a n d s i a c y a n e a J J o u r n a l o f t h e B r o m e l i a d S o c i e t y ，1 9 9 1 ， ( 4 1 ) ： 9 -1 2 1 O 王春荣， 及华 ， 赵玉芬 红藻凤梨 的离体快速繁殖 J _ 植物生理学通讯， 2 0 0 2 ， 3 8 ( I ) ： 4 6 1 1 徐立 ， 李志英 ， 赖齐贤 ， 李克烈 彩叶凤梨的组织培养 及快速繁殖 J 植物生理学通讯 ， 2 0 0 3 ， 3 9 ( 4 ) ： 3 4 4 1 2 林思诚 ，任惠 大莺歌凤梨的离体培养快速繁殖试验 J 广东林业科技 ， 2 0 0 5 ， 2 1 ( 1 ) ： 1 5 1 8 1 3 桂意云， 林纬 ， 陶劲， 黎起秦 擎天凤梨离体培养快繁 试验 J 广西农业科学 ， 2 0 0 5 ， 3 6 ( 6 ) ： 5 0 9 5 1 0 1 4 罗庆国， 周辉明， 叶炜， 江金兰 ， 叶榕妹 观赏凤梨组培 快繁技术研究 J ， 三明农业科技 ， 2 0 0 8 ， 1 1 2 ( 3 ) ： 2 3 【 1 5 V i n t e r h a l t e r B ，V i n t e r h a l t e r D T r u e t o t h e t y p e n v t r o p r o p a g a t i o n o f A e c h m e a f a s c i a t a B a k e r J S c i e n t i a H o r - t i c u h u r a e ， 1 9 9 4 ， ( 5 7 ) ：2 5 3 2 6 3 1 6 刘汉东， 赖茂川， 韦建宝 影响丹尼斯凤梨组培快繁的 主要因素探讨 J 广东农业科学，2 0 0 4 ， 4 ( 4 ) ： 3 3 3 5 1 7 梅贝坚 ， 艾华 小舌凤梨的组织培养 J 植物生理学通 讯 ，1 9 9 0 ， ( 1 ) ： 5 2 1 l 8 J R e c h F A，D a l V L L ，N o d a fi R O T i s s u e c u l t u r e f o r t h e c o n s e r v a t i o n a n d ma s s p r o pa g a t i o n o f Vn e s e a r e i t z i i L e me a n d C o s t a ， a b r o me l i a d t h r e a t e n e d o f e x t i n c t i o n f r o m t h e B r a z i l i a n A t l a n t i c F o r e s t 【 J B i o d i v e r s i t y a n d Co n s e rva t i o n，2 0 0 5， 1 4： 1 7 9 9 1 8 0 8 【 1 9 j D a q u i n t a M，A l m e i d a A P ，G u e r r a M P v t r o mo r p h o g e n e s i s o f i mma t u r e fl o we r a n d b u d s o f fl o we r s t a l k i n D y c k i a d i s t a c h y a J J o u r n a l o f t h e B r o me l i a d S o c i e t y ， 1 9 9 8 。 4 9： 7 2 - 7 6 钟红梅，曹明华 八宝剑凤梨的组织培养与快速繁殖 J 植物生理学通讯， 1 9 9 8 ， 3 4 ( 3 ) ： 2 0 2 C a r n