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我国自 1983 年开展东北岩高兰(Empetrum nigrum L.var.japonicum K.Koch)保育研究工作,然而截止目前仍未见其人工种子繁殖成功文献报道。随着对东北岩高兰药用价值开发深入,其资源受到大肆破坏,然而东北岩高兰在自然状态下种子难以萌发且植株生长极缓慢,作为岩高兰科在我国唯一物种,东北岩高兰已处于灭绝边缘。本文主要通过三部分研究完成了东北岩高兰种子繁殖工作和建立东北岩高兰快繁体系,为保护和更好的开发利用东北岩高兰资源奠定坚实基础,提供科学依据。1.东北岩高兰种子繁殖研究—解除种子休眠部分:通过全因子实验设计法对预实验筛选出的六个因子:水浸泡处理(SS)、浓硫酸处理(HS)、赤霉素不同浓度处理(GA(c))、赤霉素不同温度处理(GA(T))、赤霉素不同处理时间(GA(time))、层积方式(CJway)进行实验设计,以发芽率为响应值,通过结果分析筛选出HS、BWCJway(变温层积处理)确定为主要影响因子,GA(c)、GA(T)、GA(time)对响应值有影响,但需优化方案。结合全因子实验结果,根据Box-Behnken的中心组合实验设计原理,通过响应曲面法对GA(c)、GA(T)、GA(time)进行考察,确定最佳催芽方案为:HS+WCJway+GA(c)600 mg/L+GA(T)18℃+GA(time)1 3h。2.东北岩高兰种子繁殖研究—定植部分2014年7月17日—2014年7月23日课题组对东北岩高兰自然生境进行实地调查后在气候箱内进行生境模拟栽培,定植方案为:(1)使用砂石粒径小于2.5mm与园土按1:3比例混匀平铺于底层,高度10cm(三层基质第1层)。砂石粒径小于5mm大于2.5mm混合鹿角石蕊粉末平铺于中层,高度5cm(三层基质第2层)。(2)将露白种子撒播在三层基质第2层上,将园土(三层基质第3层)平铺于其上层,高度为2cm,用0.2%硫酸亚铁灌透基质,顶层园土部分渗透于基质中,表层剩余约1cm。(3)已长出胚芽的种苗直接按照行距为5cm,苗间距为3cm栽种于0.2%硫酸亚铁灌透的三层基质上。(4)用长宽高为:60cm×25cm× 15cm长方形花盆进行栽种,每盆种植100棵东北岩高兰种苗。共种植6盆,其中露白种子种植3盆,已长出胚芽种子3盆,置于气候箱内培养,模拟白天10h,模拟黑夜14h,气候箱条件为:湿度为:模拟白天75%,模拟黑夜60%;温度为:模拟白天22℃,模拟黑夜13℃;模拟白天光强为:4000Lx。采用此方法定植和田间管理,东北岩高兰露白种苗存活率平均值为94%;已长出胚芽种苗存活率为87%。3.东北岩高兰快繁体系以本实验组定植苗为试验材料,探讨外植体的最佳消毒方案、外植体的选择、基本培养选择,以东北岩高兰茎段为外植体时不同生长调节物质在东北岩高兰无菌短枝扦插再生途径(单芽诱导、丛芽增殖、生根诱导)和东北岩高兰器官发生途径(愈伤组织诱导、愈伤组织增殖及分化、生根诱导)中的作用。结果:(1)最佳消毒方案:75%酒精处理30s后,再用2%次氯酸钠溶液处理10min。(2)最佳外植体选择:东北岩高兰茎段是最佳组织培养外植体材料。(3)基本培养:WPM(ML)培养基比MS、1/2MS、WPM适于东北岩高兰组织培养。(4)东北岩高兰无菌短枝扦插再生途径诱导东北岩高兰单芽发生试验,结果表明:6-BA、NAA、2,4-D、KT对单芽诱导率的影响差异较大,其中6-BA和KT对诱导率作用影响最显著,不同浓度的植物生长调节剂对单芽诱导率影响大小为6-BA>KT>NAA>2,4-D。诱导单芽最佳培养基为WPM(ML)+2.0mg/L6-BA+2.0mg/L KT。(5)东北岩高兰无菌短枝扦插再生途径诱导东北岩高兰丛芽和增殖试验,结果表明:6-BA、IAA和KT对诱导率作用影响最为显著,不同浓度的植物生长调节剂对丛芽诱导增殖率影响大小为6-BA>IAA>KT>NAA。诱导丛芽和诱导丛芽增殖最佳培养基为 WPM(ML)+2.0mg/L6-BA+0.03 mg/L IAA+2.0mg/L KT。(6)东北岩高兰无菌短枝扦插再生途径诱导东北岩高兰生根试验,结果表明:IAA对诱导率作用影响最为显著,不同浓度的植物生长调节剂对生根诱导率影响大小顺序为IAA>NAA>IBA>KT。诱导生根最佳培养基为WPM(ML)+1.5mg/LIAA。(7)东北岩高兰器官发生途径诱导愈伤组织试验,结果表明:6-BA对愈伤组织诱导作用影响最为显著,不同浓度的植物生长调节剂对愈伤组织诱导率影响大小为6-BA>2,4-D>KT>IAA。试验结果显示诱导愈伤组织最佳培养基为WPM(ML)+1.0mg/L6-BA+0.9 mg/L2,4-D。(8)东北岩高兰器官发生途径诱导愈伤组织增殖和分化试验,结果表明:6-BA、KT对愈伤组织诱导作用影响最为显著,不同浓度的植物生长调节剂对愈伤组织诱导率影响大小为 KT>6-BA>NAA>IBA。诱导愈伤组织增殖和分化最佳培养基为WPM(ML)+1.5mg/L6-BA+1.5mg/LKT。(9)东北岩高兰器官发生途径诱导生根试验,结果表明:IBA对生根诱导作用影响最为显著,不同浓度的植物生长调节剂对生根诱导率影响大小为IBA>NAA>KT>IAA。诱导生根最佳培养基为WPM(ML)+0.9mg/LIBA。