多肉植物的快速繁殖研究

高麗莉

(甘肅農業職業技術學院，甘肅 蘭州 730020)

多肉植物是近年來逐漸流行的觀賞植物,在出口小盆栽植物中占有很大比重。多肉植物植株肥厚多汁,仙人掌科等多肉植物具有特殊的代謝形式,通常在夜間涼爽潮濕時打開植株氣孔,經過羧化反應固定大量CO2,白天氣溫高不吸收CO2,放出CO2供給植物進行光合作用。多肉植物具有特殊耐干旱能力,栽培多肉植物迎合人們崇尚健康的理念。許多名優珍稀多肉植物自然繁殖率低,市場上名品價格較高。采用快速繁殖技術對保存多肉植物優良種質資源,快速繁殖出口需要的優良品種具有重要意義。蘭州市植物園經過多年研究,掌握玉露錦、綠玉扇、琉璃姬孔雀、翡翠盤等多種珍稀多肉植物種質資源組培保存技術,采用花梗做外植體進行組織培養,克服因使用側芽為外植體建立的組培體系失錦問題。

1 多肉植物的科學認識

多肉植物是植物根莖葉營養器官肥厚多汁的植物,肉質組織是活組織,能儲藏可利用的水,在植物根系不能從土壤中吸收必要水分時,使植物脫離外界水分供應獨立生存。多肉植物有許多生長在沙漠地區,但并非所有多肉植物都生長在沙漠地區。仙人掌類營養器官發生很大變化,大多數仙人掌植物退化為針狀葉。在大多數科多肉植物中存在,莖在仙人掌中代替葉成為光合作用主要器官。許多其它科多肉植物不存在莖。

多肉植物是具有景天酸代謝途徑的植物,通常借助PEP 羧化酶與磷酸烯醇式丙酮酸結合,在蘋果酸脫氫酶作用下還原成蘋果酸,次日光照后蘋果酸轉運回細胞質中脫羧。部分莖稍帶木質化,葉的肉質化程度不同[1]。隨著環境趨向干旱,多肉植物葉質不斷加厚。雖然葉多肉植物有共同的旱生結構,但葉的類型很多。葉的排列方式有交互對生、簇生等。海拔較高地區原產種類葉排列成蓮座形,是家庭栽培觀賞的理想種類。按貯水組織的不同部位,多肉植物分為葉多肉植物、莖干類多肉植物。很多草本植物具鱗莖,半埋在地下生長。多肉植物主要分布在非洲地區。非洲僅南非、納米比亞、馬德拉群島及索馬里等地分布較多的多肉植物。東非各國是重要的多肉植物分布區。

多肉植物有很多種類具有藥用成分,人們會選用仙人掌植物莖片搗爛外敷治療皮膚病。部分青鎖龍屬植物可有效治療心血管病。蘆薈是應用最廣的藥用多肉植物,最有藥用價值的蘆薈有木立蘆薈、龍角草等[2]；蘆薈葉中富含蘆薈素、多種微生物等,可治療切割傷、撕裂傷等外傷,對便秘、胃潰瘍等具有良好療效；可提高人體免疫力,在制藥業及化妝品工業中得到廣泛應用。多肉植物種類繁多,在園林造景上展示出異國情調,北京植物園對仙人掌室內裝飾進行研究,為室內綠化提供養護管理方法。盆栽多肉植物中許多適宜現代家庭種養。

2 多肉植物繁殖技術研究

近年來多肉植物在市場上流行,多肉植物在人們的生活中大量出現,一些珍稀品種價格不斷上漲。由于多肉植物較高的經濟社會效益,許多人涉足花卉行業。目前我國花卉植物多采用傳統播種方法,花卉大多為異花授粉植物,不能保持品種優良性狀。常規無性繁殖具有繁殖速度慢、易感染病毒等缺點,使得花卉商品價值下降。一些珍貴多肉植物繁殖方式單一,導致繁殖速度緩慢[3]。研究多肉植物快繁技術具有現實意義。

最早關于多肉植物的文獻是希臘博物學家的《植物探究》,多肉植物名稱由瑞士植物學家奧古斯丁提出。我國華南民間栽培多肉植物普遍,明朝李時珍編著《本草綱目》 中提及多肉植物。據統計,多肉植物有萬余種,因其種類多,多肉植物成為花卉愛好者收集栽培的植物。并非所有多肉植物都喜歡炎熱。仙人掌科一些植物有消炎作用,其它科多肉植物具有藥用價值。園林應用方面多肉植物種類繁多,可以營造完美的園林藝術效果。多肉植物在室內裝飾方面利用不斷增多[4]。大部分多肉植物繁殖容易,常用繁殖方法有嫁接、截取生長點。一些多肉植物存在增殖速度慢等問題。多肉植物組織快繁體系建立成為繁育研究熱點。

多肉植物由于播種繁殖相對較麻煩,多采用扦插法。扦插繁殖是植物繁殖方式,通過截取植株營養器官插入土壤中,使其生根抽枝成為新植株。溫暖地帶四季可以扦插。扦插基質可為枝條提供所需水分,用生根劑處理有利于誘導插穗基部組織分化。研究景天科觀賞植物葉片扦插技術,葉插繁殖中扦插苗葉片水分充足易造成感染。研究表明,扦插基質對生根效果影響最大,影響植物扦插生根發芽主要因素包括激素與基質。目前尚無關于扦插基質對多肉植物玉珠簾扦插生根發芽影響的研究。

LED 在組培中應用日益普遍,許多學者研究LED組培光源對紅章組培苗的影響。多肉植物有些種類自花不孕,一些種類種子萌發困難。播種繁殖缺點是費時費工、管理復雜,可借助組織培養進行無菌播種。對于種子少,時間周期長的種類,如萬象等十二卷屬品種,可采用組培快繁技術。一些畸形變異具有極高觀賞價值的品種采用組織培養方法繁殖。微嫁接是微體嫁接法,多肉植物組織培養中過高濃度激素使葉片帶錦等變異,組織培養能提高植物的繁殖系數,可與秋水仙素加倍等誘變方法結合得到多肉植物新品種。對多肉植物進行異地離體種質保存,對珍稀物種進行重點研發具有良好社會經濟效益。

3 多肉植物快速繁殖試驗研究

近年來多肉植物進入大眾生活,在室內外景觀設計中廣泛應用。我國多肉植物起步較晚,種植培養方式有待完善,試驗研究多肉植物快速繁殖技術對指導植物科學種植具有現實意義。研究以常見多肉植物品種白牡丹等為試驗對象,選擇成活率、出芽率、平均根等指標,分析不同扦插基質對繁殖生長的影響,研究不同基質含水量對葉片著色的影響,探索促進多肉植物快速繁殖生長的方法,為多肉植物的產業化生產提供參考。

研究選擇生長健壯、無病蟲害的兩年生多肉植物母株試驗,確保葉片完整取下,取下葉片置于陰涼通風處晾3d 備用,葉扦插后植物14d 用50%多菌靈800倍液葉片噴施1 次,避免陽光直射。選擇5 種不同配比的栽培基質進行試驗,以草炭基質為對照,用25%多菌靈800 倍液消毒,基質含水量保持在20%,基質設置6 個處理,對植株成活率、平均根進行統計。吲哚乙酸是重要的植物生長調節劑,選擇0.1mg·mL-1的IBA 對多肉植物扦插葉片進行不同時間處理后葉插,60d 后對植株生根率、平均根進行統計。選擇長勢較好的二年生母株進行試驗,施入不同量的硫磺粉,以調節基質pH 值,用酸堿計測定pH 值,設置對照組CK,每種酸堿度設置6 個處理,在第1 天、第5 天、第15 天的10：00 取樣,對葉片著色指標進行測定。

研究顯示,5 種不同扦插基質對多肉植物白牡丹成活率影響不大,對照組成活率為95%,D3、D4 處理下白牡丹表現較好的成活率與生根性；D3、D4、D5 處理對白牡丹扦插繁殖生長具有促進作用；對照組出芽個數為5.065 個,基質D3、D4 處理下芽生長情況最好,平均芽最長；D2 處理的芽生長狀況最差,與4 種處理對芽有不同促進作用,可能因為基質D3、D4 中泥炭土含量較高,促進芽的生長；D2 處理相比差距顯著。

4 多肉植物快速繁殖技術

珍稀名貴的多肉植物往往不易繁殖,取其莖尖培養會損壞母本植物。研究發現,龍舌蘭科植物可在春季生長季節,切取幼嫩葉片,一些無側芽母株可待植株開花期間取充實的花梗。夏季休眠期多肉植物外植體在培養基中對激素反應遲鈍。研究培養室條件為溫度25～27℃,每日照光10h。不同多肉植物種類添加物不同,不同培養時期培養成分存在差異。不同多肉植物培養基具有規律,添加物要在一定值范圍,根據不同培養時期進行調整。

表1 多肉植物組培快速繁殖培養基成分表

培養基消毒,將培養基放入高壓滅菌鍋滅菌,壓力達到1.1kg·m-1,可殺死培養基中的細菌。竊取多肉植物幼嫩側芽,用肥皂水洗滌,自來水沖洗干凈后在超凈工作臺中用75%酒精浸泡,用無菌水沖洗1min,用消毒濾紙吸干水分,用手術刀切取所需培養材料。多次取材試驗,消毒方法滅菌效果好,不同品種間消毒處理時間存在差異,幼嫩的材料消毒處理時間較短。側芽外植體腋芽誘導,腋間萌發多個腋芽芽點,由外植體長成一團叢生芽。花梗植入誘導培養基,花梗節膨大長至1cm 約45d,葉片外植體經28d誘導培養,未見形成不定芽。

由于側芽誘導叢生芽芽數有限,增殖時培養基采用誘導配方,由1 個叢生芽增殖為若干叢生芽,繼續不斷增殖[5]。試驗發現,若干次繼代增殖培養后,建立多肉植物品種無性系不再順從增殖叢生芽。芽體短簇,有的芽出現玻璃化傾向,表明增殖培養添加激素濃度不適宜。在下個繼代培養時需調節外源激素絕對濃度,瓶苗很快恢復原來良好增殖狀態。使增殖擴繁順利進行,避免產生畸形苗等,不同多肉植物品種對激素濃度有不同的適應范圍?；üＵT導出節芽后繼續切分增殖,同側芽外植體誘導建立繁殖體系一致。一些錦的多肉植物線條特征在花梗誘導建立體系中保存。

當增殖芽體長至1cm 可切下轉入生根培養,各多肉植物品種組培苗生根容易,遵循幼嫩苗進行增殖原則可順利發根。將增殖瓶苗中可切下誘根培養的壯苗,在苗基部切新鮮切口插入苗床基質,在春秋季節扦插發根率達95%以上。由于組培苗含有適量激素,多肉植物組培無根苗可進行瓶外扦插生根。減少無菌操作的工時消耗,減少電力水資源的消耗。但夏季高溫多濕,水分管理不當會腐爛死亡。移栽是快速繁殖工序的關鍵步驟,前面工序做好,根系生長良好,即可成活。取出瓶苗用自來水洗根系附著的培養基,假植于專門基質中。通過試驗比較,以泥炭土、珍珠巖1：1 混合基質適宜組培苗過度栽培。夏季大多多肉植物有短期休眠期,移栽后注意苗的水肥管理,掌握不干不澆原則,多肉植物體內貯水多,施肥要求薄肥勤施。

5 結語

目前多肉市場不斷發展,市場對多肉植物需求不斷增大。由于人們對多肉植物質量要求提高,未來發展趨勢有利于多肉快速繁殖發展。珍稀多肉植物自然繁殖條件要求高,只有利用現代先進的人工繁殖技術,才能實現快速繁殖。組織培養技術是多肉植物培養繁殖的有效方式,在保存優良種質資源方面具有良好作用。本文研究選出優質高效的方法,探索多肉植物快繁技術,形成無性繁殖技術體系帶來更大的經濟社會效益。