一种杜鹃兰人工授粉的方法与流程

本发明涉及一种杜鹃兰人工授粉的方法，特别是一种结实率和种子萌发率均比较高的杜鹃兰人工授粉的方法。

技术背景

杜鹃兰[cremastraappendiculata(d.don)makino]为兰科(orchidaceae)杜鹃兰属(cremastra)多年生珍稀药用草本植物，以干燥假鳞茎入药，因其假磷茎具有清热解毒、活血化瘀和抗肿瘤等功效，而受到广泛关注。由于杜鹃兰具有较高的药用价值，导致人们大量采挖，加之物种自身繁殖机制的限制及生长环境的破坏，使其野生资源减少，濒临灭绝。杜鹃兰花常偏向花序一侧，下垂，狭钟形，雄蕊与雌蕊融合成蕊柱，花粉块状，因花的特殊构造，在自然条件下杜鹃兰的结实率仅有1.3％-2.0％。杜鹃兰无性繁殖系数非常低，周期长；有性繁殖因自然传粉率低，采收所得蒴果极少，且自然条件下种子几乎不能萌发，难以实现规模化生产。综上，如何改进授粉方法，获得较多高质量种子，是突破杜鹃兰有性繁殖的技术关键。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种杜鹃兰人工授粉的方法，本发明方法显著提升了杜鹃兰结实率和种子萌发率，是实现其种苗快繁、解决其资源再生的有效途径。

本发明的技术方案：

一种杜鹃兰人工授粉的方法，选择花葶健壮、无病虫害、每株具15～20朵花的杜鹃兰为授粉植株，在授粉前对植株进行疏花处理，并对盛开期的花朵进行异株异花授粉。

前述的杜鹃兰人工授粉的方法，具体包括以下步骤：

(1)6月中旬，挑选健壮的杜鹃兰三年生假鳞茎移栽入混合土中进行培养，按40kg/亩量施加有机肥；

(2)翌年春夏开花前，选择花葶粗壮的杜鹃兰植株进行疏花处理，疏除花葶顶部3～5朵花，其余自上而下交替摘除，每个花葶留花10～15朵；

(3)于晴天上午对盛开期花朵进行异株异花授粉，此时侧萼片开度大于90°，花粉黄色，授粉后去除唇瓣和母本的花药，记录授粉时间和授粉花朵数；

(4)授粉当年9月采收蒴果。

前述的杜鹃兰人工授粉的方法，步骤(1)中，所述的混合土由腐殖土:田土混合而成。

前述的杜鹃兰人工授粉的方法，所述腐殖土与田土的重量比为2:1。

前述的杜鹃兰人工授粉的方法，步骤(1)中，进行培养时，培养条件为：自然光照强度180～230μmol·m^-2·s^-1，温度15～22℃，空气相对湿度70％～85％。

前述的杜鹃兰人工授粉的方法，步骤(1)中，所述的有机肥中，氮、五氧化二磷和氧化钾的质量分数大于等于5％，水分质量分数小于等于30％，牛粪、植物秸秆和豆粕质量分数大于等于45％。

本发明达到的有益效果：由于杜鹃兰有性繁殖困难，无性繁殖较慢，且野生资源日渐匮乏，无法满足其药材市场需求。本发明通过筛选疏花朵数、授粉时花朵状态和授粉方式，显著提高了杜鹃兰结实率和种子质量，是实现其种苗快繁，解决其资源再生的有效途径。

为获得本发明的有益效果，发明人对杜鹃兰人工授粉的方法进行了大量的实验研究，部分实验如下：

实验例1：疏花处理和授粉时期对结实率的影响

本发明中的植物材料杜鹃兰(cremastraappenudiculata(d.don.)makino)采自贵州省贵阳市花溪区高坡乡，经贵州大学熊源新教授鉴定。以每株具有15～20朵花的杜鹃兰作为试验材料。培养条件为：光照强度180～230μmol·m^-2·s^-1(未施加人工光照)，温度15～22℃，空气相对湿度70％～85％。

将试验材料分为两组，第一组进行疏花处理试验，试验设计为分别对疏花至每株具5～10、10～15朵花的植株进行同株同花授粉，以每株授粉15～20朵作为对照，疏花方法为首先摘除花葶上部3～5朵花，其余花朵自上而下交错摘除，摘除方法为用力向下轻按花柄，使花柄从与花葶连接处掉落；第二组进行花朵开放状态试验，试验设计为分别对初开期花朵(图1-a，其特征为侧萼片在开放过程中的开度小于90°，花药淡黄色)；盛开期花朵(图1-b，其特征为侧萼片开度大于90°，花药黄色)；谢花期花朵(图1-c，其特征为侧萼片处于合拢过程且侧萼开度小于90°，花粉棕色)进行同株同花授粉，以自然传粉作为对照。

同株同花人工授粉方法：首先用95％的乙醇消毒处理宽头小镊子，然后去除药帽，取出本朵花的4个花粉块，轻放至本花的柱头腔内，保证至少2个花粉块接触柱头腔内分泌物，并且不戳破柱头腔；授粉后除去唇瓣，挂上初开期标签，记录处理时间及授粉朵数，每个处理授粉60朵，重复3次。结实率＝结实花朵数/授粉花朵数×100％。

结论：疏花至每株具5～10、10～15、15～20朵，采收成熟单果鲜重分别为0.448g，0.434g、0.320g，疏花至5～10朵与10～15朵单果鲜重无显著差异，两者均与每株授粉15～20朵花的单果鲜重有显著差异。综合结实率和蒴果产量分析疏花至每株具10～15朵授粉效果好(表1)；在花朵盛开时授粉结实率较高(表1)。

表1人工授粉对结实率的影响

注：表中不同小写字母表示两者具有显著差异(p<0.05)。下同。

实验例2：授粉方式对结实率和种子质量的影响

花朵疏花至每株具10～15朵后，于盛开期的晴天对杜鹃兰进行同株同花授粉、同株异花授粉、异株异花授粉，以自然传粉为对照。

取不同授粉方式的杜鹃兰成熟种子，于显微镜下统计有胚率。在25℃下，用1％ttc(0.5ml土温-20)黑暗温育72h后统计胚活力，并接种于kc+0.5mg·l^-1kt+1.3mg·l^-1iba+1.0％蔗糖+0.5g·l^-1活性炭培养基上，7周后统计萌发率。有胚率＝有胚种子数/种子总数×100％；胚活力＝染色种子数/有胚种子数×100％；种子萌发率＝萌发种子数/有胚种子数×100％。

同株同花授粉方法同上。同株异花授粉即取植株上的花药，放至该植株不同花的柱头腔内；异株异花授粉即取一植株上的花药，放至另一植株花的柱头腔内(两植株在不同厢内)。

结论：对植株进行疏花处理后，在花朵盛开期进行异株异花授粉其结实率最高(表1)；异株异花授粉的种子有胚率、胚活力和萌发率均高于其他组，显著提高了种子质量(表2和图2)(图2-a为同株同花授粉种子萌发率；图2-b为同株异花授粉种子萌发率；图2-c为异株异花授粉种子萌发率)。

表3授粉方式对种子质量的影响

本发明实现了人工授粉有效提高杜鹃兰结实率和种子萌发率的目标，为其种苗快繁、资源再生与产业化开发奠定了基础。

附图说明

图1为花朵开放的不同状态(a：初开期；b：盛开期；c：谢花期)；

图2为不同授粉方式对杜鹃兰种子萌发率的影响(a：同株同花授粉；b：同株异花授粉；c：异株异花授粉)。

具体实施方式

实施例1.

一种杜鹃兰人工授粉的方法，选择花葶健壮、无病虫害、每株具15～20朵花的杜鹃兰为授粉植株，在授粉前对植株进行疏花处理，并对盛开期的花朵进行异株异花授粉；具体包括以下步骤：

(1)6月中旬，挑选健壮的杜鹃兰三年生假鳞茎移栽入混合土中进行培养，按40kg/亩量施加有机肥；所述的混合土由腐殖土:田土混合而成；所述腐殖土与田土的重量比为2:1；培养条件为：自然光照强度200μmol·m^-2·s^-1，温度15～22℃，空气相对湿度80％；所述的有机肥中，氮、五氧化二磷和氧化钾的质量分数为15％，水分质量分数等于30％，牛粪、植物秸秆和豆粕质量分数等于55％。(2)翌年春夏开花前，选择花葶粗壮的杜鹃兰植株进行疏花处理，疏除花葶顶部3～5朵花，其余自上而下交替摘除，每个花葶留花10～15朵；

(3)于晴天上午对盛开期花朵进行异株异花授粉，此时侧萼片开度大于90°，花粉黄色，授粉后去除唇瓣和母本的花药，记录授粉时间和授粉花朵数；

(4)授粉当年9月采收蒴果。

实施例2.

一种杜鹃兰人工授粉的方法，选择花葶健壮、无病虫害、每株具15～20朵花的杜鹃兰为授粉植株，在授粉前对植株进行疏花处理，并对盛开期的花朵进行异株异花授粉；具体包括以下步骤：

(1)6月中旬，挑选健壮的杜鹃兰三年生假鳞茎移栽入混合土中进行培养，按40kg/亩量施加有机肥；所述的混合土由腐殖土:田土混合而成；所述腐殖土与田土的重量比为2:1；培养条件为：自然光照强度230μmol·m^-2·s^-1，温度15～22℃，空气相对湿度85％；

(2)翌年春夏开花前，选择花葶粗壮的杜鹃兰植株进行疏花处理，疏除花葶顶部3～5朵花，其余自上而下交替摘除，每个花葶留花10～15朵；

(3)于晴天上午对盛开期花朵进行异株异花授粉，此时侧萼片开度大于90°，花粉黄色，授粉后去除唇瓣和母本的花药，记录授粉时间和授粉花朵数；

(4)授粉当年9月采收蒴果。

实施例3.

一种杜鹃兰人工授粉的方法，选择花葶健壮、无病虫害、每株具15～20朵花的杜鹃兰为授粉植株，在授粉前对植株进行疏花处理，并对盛开期的花朵进行异株异花授粉；具体包括以下步骤：

(1)6月中旬，挑选健壮的杜鹃兰三年生假鳞茎移栽入混合土中进行培养，按40kg/亩量施加有机肥；所述的混合土由腐殖土:田土混合而成；所述腐殖土与田土的重量比为2:1；培养条件为：自然光照强度180μmol·m^-2·s^-1，温度15～22℃，空气相对湿度70％～85％；

(2)翌年春夏开花前，选择花葶粗壮的杜鹃兰植株进行疏花处理，疏除花葶顶部3～5朵花，其余自上而下交替摘除，每个花葶留花10～15朵；

(3)于晴天上午对盛开期花朵进行异株异花授粉，此时侧萼片开度大于90°，花粉黄色，授粉后去除唇瓣和母本的花药，记录授粉时间和授粉花朵数；

(4)授粉当年9月采收蒴果。

应当指出的是：对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干润饰和改进，这些润饰和改进均属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求书为准。