卡德丽亚兰种子非共生萌发及萌发过程中原球茎发育的细胞学研究

作者:丁兰;王丽;李淮;祁林林;李娟 刊名:广西植物 上传者:冯银银

【摘要】对卡德丽亚兰种子非共生萌发条件及萌发过程中原球茎发育进行了研究。结果表明,低离子浓度培养基(KC、RE)利于卡德丽亚兰种子萌发;适宜种类和浓度的激素(1.0mg/LBA和0.1mg/LNAA或1.0mg/LKT和0.1mg/LNAA)对种子萌发有良好的促进作用。细胞学研究表明:卡德丽亚兰种子萌发过程的本质是未分化胚细胞团通过细胞的不断分裂形成原球茎,原球茎出现极性,随之分化形成芽端分生区,最终形成实生苗。

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兰花为珍稀观赏花卉,以它奇特的花形,绚丽多变的花色,素雅的芳香,优美的叶形,深受人们的喜爱。兰科植物的种子极小,每个荚果可产生1~100万粒种子,但绝大多数种类的种子不具胚乳和子叶,萌发率极低。在自然条件下种子需与适合的真菌共生,从真菌吸收营养物质方可萌发(徐锦堂,1993)。这使兰花的大量繁殖在很大程度上受到了限制。非共生萌发法的创立使兰花种子在人工培养基上不用任何真菌使其得以萌发成为可能,这项技术既简化了萌发程序,又提高了萌发率,成苗不需探询生根问题,为兰花产业的发展开辟了新途径。因此,兰花种子的非共生萌发在兰花工业生产中显得尤为重要,已在兰花工业化生产中得到了广泛的应用(丁兰等,2000)。卡德丽亚兰(Cattleya)原产于南美洲,是洋兰中花最大,色彩最艳丽的种类,为名贵的切花和盆花。有关其组织培养及工业化生产技术,已有系统研究(丁兰等,2001,2002,2003)。有关兰花种子萌发以及原球茎(protocorms)发育的研究较多集中在蝴蝶兰、惠兰、兜兰等属(Nishimura,1991;Gilles等,1997;Kit-saki等,2004;Hanako等,2004;伍成厚等,2005),而卡德丽亚兰种子非共生萌发及原球茎发育的研究在国内外还未见相关报道。本文进一步探讨卡德丽亚兰种子非共生萌发的优化培养条件,并且在显微及亚显微水平对其种子的非共生萌发过程进行了系统的细胞学研究,为揭示兰花种子非共生萌发的机制及应用于工业化生产提供科学依据。1材料和方法1.1种子萌发卡德丽亚兰杂种(CattleyaBLCRampantRidge“SundayWiseGirle”BryeeCangon“Splendiferious”)荚果取于兰州兰花公司。成熟未开裂荚果用0.1%升汞消毒15min,无菌水冲洗3次,在无菌条件下切开荚果,取出种子,播种于不同培养基上,培养基pH5.5,蔗糖2.0%,琼脂0.8%。种子播种后置于222,9mol.m-2.s-1散射光下培养。表1不同基本培养基对卡德丽亚兰种子萌发的影响Table1EffectofdifferentmediaonthegerminationofCattleyaseeds培养基Media1/3MS1/2MSMSKCREVW萌发时间Germina-tiontime(d)656592536065萌发率Germinationrate(%)72.370.549.578.675.370.01.2半薄切片与超薄切片制作从接种后第1天至第77天每间隔3d取一次材料,按照常规电镜样品处理,分批迅速固定于4%的戊二醛固定液中,4保存。包埋前抽气,再将样品在由磷酸缓冲液(pH6.8)配制的含NaCl的漂洗液中漂洗3次,并在15%琼脂中预包埋,然后将所有材料后固定在1%锇酸溶液,4下2h,磷酸缓冲液漂洗3次,丙酮梯度脱水,Epon812树脂包埋,聚合成块。包埋块经修整后,820型旋转式半薄切片机初步定位后切片,厚度0.4~1.5m,甲苯胺兰O染液染色,O-lympus显微镜镜检并照像。LKB-5型超薄切片机切片,厚度40~50nm,醋酸双氧铀-柠檬酸铅双重染色,日立-100SX透射电子显微镜镜检并照相。2结果与讨论2.1萌发过程卡德丽亚兰种子接种后,原胚开始发育,培养初期先在培养基上形成白色点状突起,继而膨大形成卵形原球茎。原球茎的发育随培养基成分不同而有差异。在不含激素的基本培养基上,原球茎从球形分化发育成桃形,一端变尖形成芽,芽长大的同时,另一端出现根;在含有一定种类和浓度激素的培养基上,球形原球茎不直接分化成苗,而

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