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蕙蘭的組織培養
發文日:2009-10-20
蕙蘭的組織培養
(一)無菌播種
蘭科植物種子無胚乳,無法提供養分讓種子成長,需在無菌環境下,播種於含有養分的人工培養基上。國蘭種子通常需要一年以上的時間才陸續有少數種子發芽,且發芽之後並不如一般洋蘭形成原球體(protocorm),再直接發育成苗,而是先形成根莖(rhizome),亦即一般農民所稱的「龍根」,以後再分化葉芽(shoot)的習性。種子的發芽不整齊,但發芽後的地下莖發育很快。國蘭種子發芽率不高與其胚的發育和種皮的構造有很大的關聯,素心蘭及報歲蘭的成熟種子中可分析出高含量的抑制物質ABA(abscisi acid),而ABA之含量一般而言隨著種子的發育其含量漸高,因此對素心蘭及報歲蘭而言,未成熟胚才是最佳的無菌播種時期。素心蘭以授粉後8~10個月內未成熟種子播種,其發芽率最高,報歲蘭以授粉後5~6月之未成熟種子進行無菌播種,其發芽率最高。另亦可以KOH、NaOCl及超音波震盪的方式來提高發芽率。
(二)營養系的大量繁殖
國蘭的微體繁殖,芽體培養會受到培植體的取樣時節所影響,其根莖的形成也會受到培養基成分的影響。根莖生長的培養基鹽類濃度與培植體的來源和繼代培養的程度有關,隨繼代培養次數的增加其根莖能適應較高鹽類的濃度。根莖的分化受植物生長調節劑的左右,auxin可明顯的促進根莖的生長及鮮重的增加,cytokinin主要是誘導芽的形成及芽體之後的生長,但隨著濃度的增加其根莖會有叢生芽的形成,並會強烈的抑制根莖的生長。
國蘭的根莖在大量繁殖的過程中偶而才有芽的分化,無法達到大量育苗的目的,在許多研究人員努力下,已有許多重要發現。Cymbidium1960年被 Moral 發現可用莖頂培養方式大量繁殖後,Cymbidium的無性繁殖就一直受到重視,但在癒合組織方面的研究相對的就比較少,可能的原因是Cymbidium的癒合組織生長緩慢且容易壞死。1994年Begum等從Cymbidium PLB 內部誘導產生癒合組織,但這些癒合組織無法繼代,並在兩個月後褐化死亡。1998年Chang以Cymbidium ensifolium var. misericors的假球莖、根莖及根所誘導出癒合組織,培養於含有10 mg/l 2,4-D和 0.1 mg/l TDZ 之1/2 MS培養基中,癒合組織可誘導成根莖、葉芽或球狀胚,進而產生小植株。2001年Lu在 Cymbidium ensifolium 'Yuh Hwa'微體繁殖時發現,Yuh Hwa在組織培養時易誘導成根莖,但不易產生直立莖,如在培養基中加入2.5 micromolar BA,於10~14天後可誘導產生直立莖。如將BA濃度降為2.0 micromolar BA,14天後仍可誘導產生直立莖,但直立莖無法伸長,利用含有放射性BA追蹤其代謝過程,14天後含有放射性的adenine在根莖的主要代謝過程中被發現,在2.0 micromolar BA培養基中,根莖的代謝過程中含有37%BA相關物質;在2.5 micromolar BA培養基中,根莖的代謝過程中含有61%BA相關物質。2003年Chang將Cymbidium ensifolium var. misericors的根莖,培養於含有1.5 micromolar NAA 加TDZ 3.3-10 micromolar 或 2iP 10-33 micromolar 的1/2MS培養基,可誘導四季蘭在瓶內提早開花。2004年Le Van Tuong Huan等從Cymbidium Twilight Moon `Day Light´的PLB誘導出癒合組織,再將此癒合組織培養於含有0.1 mg l-1 NAA and 0.01 mg l-1 TDZ的培養基中,4星期繼代一次,癒合組織增殖效率良好,將癒合組織繼代於不含生長調節劑之培養基,可產生PLB,4個月後PLB發育成小植株。2005年Chen以Cymbidium faberi發育50天的未成熟種子所產生的根莖,培養於含有0.5 或 1.0 mg l(-1) NAA和 2.0 or 5.0 mg l(-1) N6-benzylaminopurine (BA)的培養基內,90%的根莖產生芽體,經繼代後發育成小植株。2006年Jaime等人發現,10–20% (v/v)的椰子水、Fe-EDTA (1 mg l−1)、活性炭(1 g l−1) 有助於Cymbidium Twilight Moon ‘Day Light’的PLB形成,添加niacin或 myo –inositol 則PLB的形成會減少,但莖的鮮重會增加。

結論
國蘭的組織培養大都以根莖形成芽體的方式完成大量繁殖,而根莖的來源主要是由種子播種產生,少數由頂芽、側芽或花芽培養而成,但此途徑的繁殖速度仍不夠快速,如能由根莖、假球莖及根等誘導產生癒合組織,再將癒合組織經多次繼代培養,形成根莖、原球體或不定芽,再由其中的根莖及原球體誘導產生大量植株,可加快其繁殖速度。