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兰属兰花具有极高的观赏价值、经济价值和文化价值,市场前景广阔。研究兰属兰花快速繁殖和多倍体资源创建技术对推动兰花育种和产业发展具有极其重要的意义。本研究以大花蕙兰、墨兰和建兰为材料,研究外源激素的浓度和比例对其中间繁殖体增殖、分化和生根壮苗的影响,以及秋水仙素处理对中间繁殖体增殖、分化和多倍体诱导的效应,旨在建立兰属兰花高效的快速繁殖和多倍体资源创建技术体系。主要研究结果如下:
1.6—BA、NAA的浓度和比例对大花蕙兰‘日出’和‘蕙兰1号’类原球茎的增殖、芽分化和苗分化均有显著影响。当6—BA浓度为1.0 mg·L-1、NAA浓度为0.2 mg·L-1时类原球茎增殖与分化的综合效果最佳。6—BA、NAA的浓度和比例对‘企剑白墨’墨兰根状茎的增殖、分化和生根壮苗均有显著影响,在两个月内,当6—BA为2.0mg·L-1、NAA为1.0 mg·L-1时,根状茎的绝对生长速率最高,为267.71%;当6—BA为5.0 mg·L-1、NAA为1.0 mg·L-1时,根状茎的分化效果最佳,芽诱导率和苗诱导率分别达到85.00%和43.00%,平均芽分化数为0.96芽/根状茎,平均苗分化数为0.60苗/根状茎;当6—BA为5.0 mg·L-1、NAA为1.0 mg·L-1,添加0.05 g·L-1活性炭时生根壮苗效果最佳,平均苗高为3.81 cm,平均每苗有2.56条根,平均根长达3.31 cm。
2.‘蕙兰1号’为二倍与三倍的混倍体,通过类原球茎途径快速繁殖的植株倍性出现多样化。在再生植株群体中,二倍体占8.16%,二三混倍体占62.25%,三倍体占24.49%,三四混倍体占4.08%,非整倍体占1.02%。
3.秋水仙素处理明显抑制兰属兰花中间繁殖体的增殖和分化,显著提高中间繁殖体的褐化率和死亡率,死亡率呈现先升高后降低的趋势。在试验浓度和时间范围内,秋水仙素浓度越高,处理时间越长,抑制作用越强,解除抑制作用所需的继代周期就越长。
4.试验中所有秋水仙素处理均诱导出‘日出’和‘蕙兰1号’的多倍体,但秋水仙素浓度不同,处理时间不同,多倍体的诱导率不同。当处理浓度为0.05%、时间为5d时,‘日出’的四倍体诱导率和‘蕙兰1号’的四倍体诱导效率最高,分别为23.07%和40.37%。
5.秋水仙素处理‘日出’类原球茎诱导出四倍体、二四混倍体和非整倍体,处理‘蕙兰1号’类原球茎诱导出二四混倍体、二三四混倍体、三四混倍体、四倍体、三六混倍体、三四六混倍体、四六混倍体、六倍体、二四六七混倍体、四六八混倍体、六八混倍体和六十混倍体等共12种多倍体,其中以四倍体、四六混倍体和六倍体为主。
6.秋水仙素处理能诱导‘企剑白墨’根状茎染色体加倍。0.1%×3 d、0.01%×5 d和0.02%×3 d的处理诱导出四倍体和二四混倍体,其四倍体诱导率分别为11.11%、3.23%、5.41%。其余处理诱导出二四混倍体,比例在6.45%~19.44%之间。秋水仙素处理建兰‘小桃红’根状茎诱导出四倍体、二四倍混倍体、二三混倍体和三四倍混倍体,其中0.01%×3 d的四倍体诱导率最高,为16.28%。
7.大花蕙兰多倍体类原球茎及国兰多倍体根状茎均比其对照大或粗壮,多倍体植株相对较矮,根和茎部较粗壮,株型变得紧凑,叶片颜色浓绿、质地变硬。‘日出’四倍体和二倍体的气孔保卫细胞长度和气孔密度均存在极显著的差异。
8.大花蕙兰高倍性类原球茎的增殖率和分化率一般比低倍性的低,但在一定浓度和比例的激素条件下,高倍性类原球茎的增殖率或分化率会比低倍性的高。不同基因型、不同倍性类原球茎的增殖和分化对激素差异的响应是不同的。
通过上述研究,提高了兰属兰花中间繁殖体增殖、分化与生根壮苗的效率,建立了适合大花蕙兰和国兰的多倍体诱导和鉴定技术体系,获得了丰富的多倍体资源,为进一步开展兰属兰花的遗传育种、快繁技术和理论研究工作奠定了坚实的基础。