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白芨胚发育与种子萌发的关系

豆热带槛细辫咨5k彘h啦删芦惭S矗獬白芨胚发育与种子萌发的关系张建霞,付志惠,李洪林,杨波(中国科学院武汉植物园,湖北武汉430074)摘要:随着白芨胚龄增大,胚成熟度不断增加,有胚率和萌发率逐渐提高,种子萌发时间逐渐变短。

胚龄为20周后采收最好,有胚率最高,萌发率为100%,萌发时间只需1周。

种子萌发时胚先发育成原球茎,原球茎再分化出叶片和根系,形成完整的小植株;花宝一号Igm+花宝二号29/L+10%椰子汁培养基可促进种子萌发及幼苗生长,比常用的基本培养基加生长调节剂更简捷,幼苗生长健壮。

关键词:白茇;胚培养;无菌播种;快速繁殖中图分类号;Q94446;Q9456+5文献标识鸦:A文章编号:1009—7791(2005)04—0032-04RelationshipbetweenEmbryoGrowthandSeedsSproutingofBletillaStriataZhangJian-xia,FuZhi-hui,LiHong-lin,YangBo(WuhanBotanicalGarden,ChineseAcademyofScicnccs,Wuhan430074,HubeiChina)kbstraot:WiththeincreasingageofBletillaStriataembryo,thematurityofembryowasenhanced,andtherateofalbuminousseedandthesproutingrateofseedincreased,whilethesproutingtimebegantoshorten.Itwasthebesttimetopickthecapsuleswhentheembryohadattainedtheageof20wk,thus,givingthehighestalbuminousseedrateand100%sproutingrateofseed,anditmerelytookoneweektosprout.Aftergermination,theembryosfirstdevelopedintoPLBs,thenmultiplicatedanddifferentiatedintoleavesandroots,andformedcompleteplantlet.ThemediumaddedwithHuabaoNo.1lgm+HuahaoNo.229fL+10%coconutmilkgavethebestmsultforseedssproutingandseedlingsgrowth.Themediumwasmoresimpleandconvenientthanthegeneralmediumsupplementedwithgrowthregulator.Keywords:Bletillastriata;embryoculture;germfreesowing;rapidpropagation白芨(Bletillastriata)又称紫兰、凉姜,系兰科多年生草本花卉,不仅观赏价值较高,亦是常用中药之一…。

白芨常规繁殖以分株为主,春季或秋季均可进行“J,但分株繁殖率低,加之长期无性繁殖,易引起种性退化,很难适应规模化种植的需要。

因此,利用无菌播种技术及组织培养法繁殖可能是一种快速有效的方法。

由于白芨种子的萌发与其发育状况关系密切,本文从胚龄、胚发育状况、培养基中营养物质种类与配比等,探讨白芨种子非共生萌发技术,旨在建立无性繁殖系,探索行之有效的快速繁殖技术。

此技术对扩大栽培、满足市场需求以及保护野生资源都具有重要的意义。

1材料与方法材料取自中国科学院武汉植物园本草园,采集具不同胚龄期的白芨蒴果。

自芨种子胚龄为1I周时开始取样,每隔一周取样一次,直至胚龄为23周,共取样13次。

研究不同胚龄对胚萌发所需时间的影响。

收稿日期:2005—06.01基金项目:国家“863”计划资助项目(2002A24112I);园主任基金资助项目作者简介:张建霞(1979一).女,湖北监利人.助理研究员,硕士,从事兰科植物遗传育种研究第4期张建霞‘等:白芨胚发育与种子萌发的关系蒴果洗净消毒后在超净台上切开,在80倍解剖镜F观察种子发育状况.每个葫果观察10个视野。

统计种子胚发育数据,以有胚率表示,结累取平均值,研究胚龄与胚发育的关系.有胚率=(有胚的种子数/总种子数)×100%。

将种子接种于表2中的6种培养基上,研究不同培养基对胚萌发的影响,萌发率=(萌发的种子数/有胚的种子数)×100%。

所有培养基中附加3%白糖,06%琼脂;花宝一号和花宝二号系美国THEHYPONeX化学公司出品;pH58,培养温度(24:t:2)℃,光照12h/d,光照强度2000~3000Ix。

2结果与分析2.1不同胚龄期胚发育状况在解剖镜下观察:种子由一层透明的种皮加胚组成,白芨种子胚的出现有一个渐进的过程,首先种皮发育,而后逐渐出现胚。

观察结果列于表1。

从表1可见,胚龄从11周~15周,种子处于胚形成表1胚龄与有胚率及胚成熟度的关系胚龄(wk)11121314151617181920212223有胚率(%)10294269707575848185878691卅.++卅卅++++什+十卅+卅成熟度+十+什什++注:+号越多成熟度越高。

初期,胚龄为1l周的种子,只有10%可看到刚开始发育的胚,胚很小,成熟度很低:胚龄从12周到15周,有胚率快速增加,但胚都不饱满;胚龄为16~17周时,有胚率提高到75%,这~时期胚已渐渐长大,饱满度逐步提高;胚龄18周后又出现了一个胚发育高峰,有胚率达到84%。

胚龄从14周到19周主要是胚的膨大期,有胚率缓慢增加,种胚逐渐膨大;胚龄为20周后,胚基本停止发育,有胚率不再明显提高,而胚的成熟度达到最佳。

成熟的胚圆润饱满,呈米黄色(图】);图1种子胚发育状况而在胚龄18~23周时期采收的注:8,无胚的种子=b有胚尊种子.c成熟胚蒴果,有胚率呈起伏状,这可能与植株营养状况、生长差异及蒴果着生的位置有关。

2.2种子荫发过程中的器官形成取不同胚龄未开裂的蒴果,先用清水冲洗干净,70%乙醇浸泡5min,再放入0.1%升汞溶液中消毒20min,无菌水冲洗3次;在无菌条件下纵切果实,将种子轻轻抖落到培养基表面。

在不同时间观察不同胚龄的种子萌发情况:胚成熟度较高的种子在播种后胚即突破种皮开始萌发,萌图2种子萌发的几个阶段发时间短;而成熟度低的种子的注;1胚转绿萌动;2原球茎;3顶部分化出幼叶;4幼叶成形长大:5-丛生苗:6壮苗34巫删程纳瓣垮第34卷胚则在培养基上继续生长,体积逐渐增大变嘲,并由淡黄色慢慢变绿,最后由胚合端突破种皮萌发形成小球体状,即原球茎。

原球茎体积继续增大,发育良好的原球茎开始进入器官分化阶段,顶端先产生叶原基,接着分化出幼叶,长成小苗:小苗继续培养,又能产生根原基,形成根系,长成具根的健壮小苗。

胚器官形成过程如图2。

2.3胚龄与萌发率及萌发时间的关系从图3、图4中可明显看出,胚龄与种子萌发所需时间呈负相关,而与种子萌发率呈正相关。

随着胚龄增大,种子萌发所需的时间逐渐变短,萌发率逐渐提高。

当胚龄为11周时,胚处于发育初期,萌发能力极低,仅有1%的种子萌发,且萌发时间很长,需要45d;胚龄为12周时,萌发率也仅有3%,萌发时间需34d;胚龄为15周时,萌发率提高到68%,但萌发所需的时间仍较氏,至少需25d,可见萌发时间与胚的成熟度有密切的关系。

胚龄从16~19周时,胚成熟度明显增加,萌发率达8I%,萌发时间也大大缩短,平均只需13d。

胚龄为20周以上,胚已饱满成熟,萌发率均达100%,这时种子最容易萌发,只需1周时间。

图3胚龄与萌发时间的关系邑瓣撼=|玺胚龄(wk)图4胚龄与萌发率的关系2.4不同培养基对种子萌发的影响将胚龄为15周和20周的种子播种在不同培养基上,一周后统计胚龄为20周的胚萌发率,25d后统计胚龄为15周的胚萌发率,比较不同培养基上不同胚龄种子的萌发率。

结果显示,胚龄为20周的种子在6号培养基萌发效果最好,萌发率100%;4号培养基比3号培养基的萌发率高13%;l号培养基萌发率最低,仅有5%。

而胚龄为15周的种子也是在6号培养基的萌发率最高:在I号培养基上萌发率为0。

由此说明花宝一号、花宝二号能促进白芨种子的萌发,且花宝二号的效果比花宝一号的好,两种混合效果最佳。

2号培养基比1号培养基的胚萌发率高,6号培养基又比5号培养基高,说明椰汁有助于种子发芽。

试验还发现,胚龄为20周后采查!堡!!叁茎鱼茎壁堕塞主堕皇堕收的蒴果,随着种子培养时间延长,各种培养基上种子都能萌发成苗,这说明成熟度较高的种子,受培养基的影响较小,这与胚自身贮藏的营养有关;而未成熟的种子,对培养基的依赖性较高,当培养时间延长时,不同的培养基上种子萌发率仍存在显著差异。

3讨论白芨在野生状态或人工栽培条件下繁殖速度都很慢,繁殖系数极低。

利用组织培养法进行白芨繁殖,可以克服自然分株繁殖分化率低、繁殖成本高等弊端,在短时间里获得大量合格的小苗,是一种如¨曲”如邵孙=m,O—p屉营撼船第4期张建霞,等:白芨胚发育与种子萌发的关系35快速有效的繁殖方法。

从本试验结果可以看出,白芨种子在混有花宝的培养基中非常容易萌发,且长势良好,配方简单,从种子的萌发、各器官的形成到跃成健苗不需要在各个发育阶段试用不同的培养基,从而大大减少成本,为工厂化生产提供了有利条件,这与前人的研究结果完全不同”J。

胚龄对种子萌发有显著的影响,说明胚只有达到一定的成熟度时,种子才能萌发。

与国兰类种子的胚相比,白芨成熟的胚更加圆润饱满,积累的营养成分更多,这可能是白芨种子易萌发的一个主要因素。

白芨的胚萌发后可直接分化出叶原基和根原基,长成健苗,而国兰的胚萌发后只能形成原球茎和报状茎,不可能直接分化成苗,只有在附加不同激素的培养基上才有可能诱导芽的分化14J,这其间的差异有待深入研究;种皮也是影响种子萌发的一个重要因素,白芨的种皮与国兰的种皮差异也有待进一步的显微观察。

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