一种通过种子组培快繁空气凤梨的方法与流程

本发明涉及植物育种领域，具体涉及一种通过种子组培快繁空气凤梨的方法。

背景技术：

空气凤梨是一类无需种植在土壤中、无需根吸收水肥、而只通过叶片就能吸收大气中的水分和养分，且能满足自身生长发育的缩根植物。其种类繁多，株型形态各异，千姿百态，花叶多彩艳丽，极具个性美。空气凤梨不仅具有观赏性强，装饰效果好等优点，还具有吸收甲醛、苯烯物、co2等强大的净化空气的功能。由于这些特点，其作为观赏植物越来越受到人们的青睐，潜在商机不可估量。早在20世纪初空气凤梨在海外就受到广泛重视，如美国、危地马拉和日本等都有专业从事空气凤梨研究的苗圃和机构，有些还有专门的管理研发团队及大型智能温室，进行空气凤梨的种植生产和装饰工艺品的开发和销售。国内引进空气凤梨较晚，种源尤其是一些稀有品种较少，从事空气凤梨研究及生产开发与利用的机构也较少，种苗扩繁栽培管理技术很不成熟，相关方面的报道亦少。但空气凤梨一经引进中国市场，这种生长方式奇特的观赏植物就因其洁净、管理方便、随意放置、易制作成植物窗帘、植物壁画和植物贺卡等而受到广大消费者的喜爱，并走出展示的温室而在市场上崭露头角，显示出巨大的市场前景。

目前制约空气凤梨推广应用的主要原因是种苗较少、价格较贵，尤其是一些稀有种源。空气凤梨可通过种子繁殖也可分株繁殖，但种子繁殖生产难度大要求高，还存在杂种性状易发生分离，使得母株性状难以保持等；影响种子繁殖的主要因素是播种育苗技术和设施要求很高、难度很大，尤其是使用的基质如果不合适播种育苗的成功率很低；其次种子是否发芽及小苗能否正常生长极易受温度、湿度及通风等环境条件变化的影响；此外种苗初期非常脆弱，生长非常缓慢，一般2年内的种苗不得随意移苗及喷洒任何化学物质和肥料，否则会导致种苗大批死亡；所以生产上空气凤梨主要以侧芽分株的方式进行繁殖，但侧芽一般在花后才会在母株一侧长出一棵子株，子株生长至母株的1/3到1/2大小时才易分离成活，可看出分株繁殖第一子株数量有限，第二繁殖系数很低，同时种苗生长极其缓慢。综上所述，空气凤梨不管是种子繁殖还是分株繁殖都无法满足生产上的需要，直接导致空气凤梨尤其是一些稀有优良的种质资源的商业化生产和产业化开发难以实现。

技术实现要素：

发明目的：本发明针对空气凤梨现有技术的不足，提供一种通过种子组培快繁空气凤梨的方法。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种通过种子组培快繁空气凤梨的方法，包括如下步骤：

1)选择空气凤梨种荚采集的时间；

2)种荚的消毒灭菌；

3)种荚的处理和胚性愈伤组织的诱导：将消毒灭菌后的种荚，用剪刀分别在种荚前段的1/2处剪断，将种子接种在初代诱导愈伤组织培养基上，暗或自然光下培养至种子发芽并产生胚性愈伤组织；

4)胚性愈伤组织的培养：将步骤3)的胚性愈伤组织转接到继代培养诱导胚性愈伤组织形成发育的培养基1暗培养50-58d，中间继代一次，然后转接到继代培养诱导胚性愈伤组织形成发育的培养基2，自然光下培养；得到胚性愈伤组织与胚状体；

5)胚性愈伤组织的快繁分化培养：然后将胚性愈伤组织与胚状体转接到胚性愈伤组织的快繁分化培养基中，在1500-2500lx光下培养，28-30天后观察统计丛生芽分化发生情况及增殖倍数；

6)壮苗生根培养：28-30天后再将小芽苗转入壮苗生根培养基，小芽苗长成具有多个茎叶根的正常植株；

7)无菌苗的炼苗移与栽。

其中，所述步骤3)中的初代诱导愈伤组织培养基为ms+6-ba0.2-0.5mg/l+naa0.2-0.5mg/l+2，4-d0.2-0.5mg/l。

其中，所述步骤4)中的继代培养诱导胚性愈伤组织形成发育的培养基1为ms+2，4-d2.0mg/l+6-ba0.1mg/l+naa0.5mg/l。

其中，所述步骤4)中的继代培养诱导胚性愈伤组织形成发育的培养基2为ms+6-ba0.1mg/l+naa0.5mg/l+2，4-d0.5mg/l。

其中，所述步骤5)胚性愈伤组织的快繁分化培养基为ms+6-ba0.5mg/l+naa0.1mg/l。

其中，所述步骤6)壮苗生根培养基为ms+6-ba0.1mg/l+iba0.5mg/l。

其中，作为优选地，所述初代诱导愈伤组织培养基为ms+6-ba0.5mg/l+naa0.2mg/l+2，4-d0.2mg/l。

有益效果：相对于现有技术，本发明具有以下优点：本发明的方法具有操作简单，种子胚芽易形成胚性愈伤组织，当转接到分化培养基上易形成大量丛生芽，经过丛生芽增殖培养和分化快繁培养，就可在短短的3-4个月内源源不断地形成上百个大小不同的小芽苗或小植株，小植株只需在壮苗生根培养基中培养25天左右就可形成具有根茎叶的健壮种苗，种苗通过炼苗后移入室外极易成活，成活率高达100％。所以本发明技术既解决了空气凤梨种子繁殖困难，分株繁殖系数低，生长缓慢等问题，也有利于大规模工厂化生产优良珍稀种质，为空气凤梨商业化生产和产业化开发提供了一条行之有效的途径。

附图说明

图1种子愈伤组织诱导；

图2胚性愈伤组织的形成；

图3胚性愈伤组织培养；

图4丛生芽增殖培养；

图5快繁壮苗培养；

图6生根移栽炼苗；

图7贝克利种子诱导胚性愈伤到分化丛生芽及快繁增殖再到植株再生形成需95天左右；

图8哈里斯种子诱导胚性愈伤到分化丛生芽及快繁增殖再到植株再生形成需90天左右；

图9大三色种子诱导胚性愈伤到分化丛生芽及快繁增殖再到植株再生形成需90天左右；

图10松萝无菌种子诱导胚性愈伤及丛生芽分化快繁增殖培养；

图11万汉胚性愈伤组织及丛生芽分化快繁增殖培养；

图12哈密瓜精灵(左)和可乐卷(右)从胚性愈伤组织诱导到丛生芽分化再生；

图13墨西哥精灵(左)和德鲁伊精灵(右)丛生芽分化及快繁增殖培养。

具体实施方式：

下面通过实施例来进一步阐述本发明。

本发明实施例中的所有培养温度均在20-28℃之间，没有特别说明，培养基ph5.8，蔗糖30g/l，琼脂6.5g/l。

实施例1：空气凤梨种荚的采集、消毒灭菌及种荚处理

本发明采用的品种有：哈里斯t.harrisii，花中花t.intermedia，贝克利t.brachycaulos，大三色t.juncea，三色花(线叶铁兰)t.tricolor，柳叶t.balbisiana，卡比塔塔t.capitata，大天堂t.pseudobailey，琥珀t.schideeana，美杜莎t.caput-medusage，富士t.festucoidesclump，万汉t.van-hyning，(犀牛角t.seleriana，紫罗兰t.aeranthos，大气花t.aeranthchybrid，阿珠伊t.araujei，贝姬t.bergeri，范伦铁诺t.velutina，斯垂科特t.stricta，蒙大拿t.montana，章鱼t.bulbosa；松萝t.usneoides，精灵t.ionantha等(部分品种的培养结果参见图7～13)。依据种荚大小放在洗衣粉中浸泡15-20min后流水冲洗1-2h，再用2％次氯酸钠液消毒10-15min，灭菌水冲洗3次后吸干表面水分，在超净工作台上，分别用75％酒精浸泡30s，之后放入0.1％升汞+2滴吐温消毒液中消毒8-12分钟，无菌水冲洗至少10遍，用灭菌吸水纸擦干水分之后，用剪刀在种荚前段的1/2处剪断，掏出顶端具黄白色冠毛的种子备用。

实施例2：不同培养基配方及继代对种子胚性愈伤组织诱导的影响

1、不同培养基配方对种子萌发及愈伤组织形成的影响：

将上述消毒灭菌后的种子接种在诱导种子萌发及愈伤组织形成的培养基上，培养基为：ms+6-ba0.2-0.5mg/l+naa0.2-0.5mg/l+2，4-d0.2-0.5mg/l，进行暗培养，每瓶接种10粒，共接种10瓶，30d左右观察种子的萌发和愈伤组织生长的情况，结果见表1(以大三色t.juncea为例)。

表1不同培养基配方对种子萌发及愈伤组织诱导的影响

由表1可以看出：所有配方种子萌发率均为100％；其他品种的种子萌发率也均为100％，但愈伤组织生长发育的状态不同、差异很大，愈伤化程度也不同，其中k01和其它配方相比较愈伤较小且较硬，而2，4-d浓度较高的配方(2.0mg/l)，大部分种子萌发不正常，后期可见形成大量黄色线状畸形苗，相对来说k2较好(见图1)，但到底哪个配方更好，更易发育成胚性愈伤组织，还需将上述材料转接到下面胚性愈伤组织形成培养基中继续观察。

2、不同配方继代培养对胚性愈伤组织形成发育的影响：

胚性愈伤组织形成由下面二个步骤完成：1.首先将上述培养材料转接到培养基1上：即ms+2，4-d2.0mg/l+6-ba0.1mg/l+naa0.5mg/l，暗培养50-58d，中间继代一次；2.之后转接到培养基2：ms+6-ba0.1mg/l+naa0.5mg/l+2，4-d0.5mg/l，自然光下培养28d左右，此时有些配方外植体可见形成大量浅黄或黄色具有一定粘性的胚性愈伤组织，尤其是k2在显微镜下还可看到胚状体结构(以大三色t.juncea为例，见图2和图3)。

表2不同培养基配方对继代材料胚性愈伤组织形成发育的影响

由表2可以看出：k01配方几乎没有胚性愈伤组织形成，分析发现主要是发芽初期幼苗突然在较高浓度的2，4-d(2.0mg/l)下培养会中毒死亡；而k02由于初期种子萌发不正常，大量线状畸形苗很难转化形成正常胚性愈伤组织形成；其它配方均能形成胚性愈伤组织，但发育程度差异很大，最好的配方是k2，会发育形成更多正常的胚性愈伤组织与胚状体，有利于快速形成大量健康丛生芽苗和小植株。其他品种的胚性愈伤组织发育程度和三色花类似。

实施例3：种苗的快繁分化培养及移栽：

1、胚性愈伤组织的快繁分化培养：

分别将上述实施例2得到的胚性愈伤组织转入培养基：ms+6-ba0.5mg/l+naa0.1mg/l中，分别在1500-2500lx光下培养14h/d左右，28-30天后统计丛生芽增殖倍数及观察胚性愈伤组织分化情况(表3，以大三色t.juncea为例)。

表3不同培养基配方对胚性愈伤组织快繁分化的影响

通过表3结果分析可以得出：最好的初代诱导愈伤组织培养基配方是ms+6-ba0.5mg/l+naa0.2mg/l+2，4-d0.2mg/l，继代培养诱导胚性愈伤组织形成发育的培养基配方分别是ms+2，4-d2.0mg/l+6-ba0.1mg/l+naa0.5mg/l暗培养和ms+6-ba0.1mg/l+naa0.5mg/l+2，4-d0.5mg/l自然光下培养，转接到胚性愈伤组织快繁分化培养基ms+6-ba0.5mg/l+naa0.1mg/l中，丛生芽增殖倍数不但可高达23倍(图4)，且芽苗生长健壮，叶色深绿，有利于后期壮苗生根培养及炼苗移栽。

2、壮苗快繁或生根培养：将上述丛生芽苗分成单株转入壮苗快繁或生根培养(图5)，在2000-2500lx光下培养14h/d，28天左右小芽苗就可100％长成具有多个根茎叶的正常健壮植株。壮苗快繁培养基为：ms+6-ba0.5mg/l+iba0.2mg/l；壮苗生根培养基为：ms+6-ba0.1mg/l+iba0.5mg/l；当培养基中6-ba浓度为0.5mg/l、iba浓度为0.2mg/l时，有利于幼株继续快繁种苗并生长逐渐健壮(图6)；当培养基中浓度为6-ba0.1mg/l、iba浓度达到0.5mg/l时，植株会产生大量须根，生长健壮。

3、无菌苗的移栽与成活：将上述生长正常健壮的植株瓶口封口膜揭开室内炼苗2-3d，之后取出小植株，洗净植株上附着的培养基，散放于温室大棚的穴盘中，适当遮荫，并及时喷水，保持种苗处在较湿润且透气地状态，直到小植株适应新环境并开始正常生长，20d后统计成活率可达100％。