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应用热激处理抑制蝴蝶兰组培褐变

杨玲  
【摘要】: 蝴蝶兰(Phalaenopsis sp.)是兰科植物中栽培最广泛、最受欢迎的种类之一,是一种高附加值的花卉产品。蝴蝶兰为单茎气生兰,分株繁殖系数很低,组织培养是蝴蝶兰的主要繁殖手段,但其组培中存在着褐变现象,严重时可导致外植体死亡,是制约蝴蝶兰规模化生产的主要难题。人们采用了很多方法来解决这一难题。但是,或因抑制褐变效率不高,或会导致分化率下降,或者是操作程序复杂、生产成本增加,使得这些方法在规模化生产上的应用受到了限制。因此,有必要寻找一种新的可用于规模化生产的可靠方法。 国内外很多研究表明,热激处理有抑制褐变的显著效果。但是,迄今为止,还没有发现用热激方法抑制蝴蝶兰组培褐变的报道。本实验研究的主要目的是想摸索出一条简便易行、安全有效的抑制褐变的新方法,即采用热激处理来减轻蝴蝶兰组培过程中褐变的发生。 本研究以蝴蝶兰为材料,研究分析了其培养过程中的褐变规律;研究了热激处理对蝴蝶兰褐变指数、总酚含量、以及褐变相关酶(如PAL、PPO和POD)活性的影响,进而探索蝴蝶兰组织培养过程中,控制褐变所需的最佳热激处理条件,包括热激处理温度,热激处理时间及热激处理后恢复时间。另外,研究了热激处理对蝴蝶兰不同品种组培褐变的影响,结果表明: 1、45℃条件下,6分钟的热激处理,经过48小时后进行切割接种的蝴蝶兰叶片,能显著减轻组织培养过程中褐变的发生。在该热激条件下,接种后第十五天,采用热激处理的褐变指数比未经热激处理的降低了约4倍;接种后第9天,各处理总酚含量变化最大(总酚含量的变化量是指第9天的值与初始值之差),热激处理后的总酚含量的增量与对照总酚含量的增量相比,降低了3倍。热激处理对褐变相关酶的活性也有显著影响,接种后第9天时,热激处理组与对照组PAL活性差异最大,对照的PAL活性比接种时增大了近5倍,而热激处理后只增加了不足2倍;接种后第3天,对照的POD活性比初始值增大了3倍,而热激处理后的POD活性没有显著变化;PPO的活性变化虽然没有POD那样明显,但经热激处理后的PPO活性也显著低于对照。因而,应用热激处理能够有效抑制蝴蝶兰组培过程中发生的褐变,并能抑制褐变过程中总酚含量及PAL、PPO、POD三种酶活性的增加。 2、对不同蝴蝶兰品种(20个品种)的研究还发现,不同花色的蝴蝶兰品种所固有的总酚含量与褐变指数无相关性,而褐变指数却有随褐变前后总酚含量的变化量变化的趋势,即总酚含量变化量越大,褐变指数越大。 3、对三种不同花色蝴蝶兰品种(F5、15和B3)进行热激处理的研究表明,采用热激处理能够显著减少褐变较重的品种(15和B3)中总酚的含量的变化,并降低褐变相关酶(PAL、PPO、POD)的活性,从而减轻蝴蝶兰培养过程中褐变的发生。因此,应用热激处理抑褐变较重的蝴蝶兰品种组培褐变具有潜在的广泛的应用价值。 本试验将热激处理应用于控制蝴蝶兰组织培养过程中普遍发生的褐变,尝试了一种新的高效安全的控制褐变的方法,这对于规模化、工厂化生产高质量的蝴蝶兰种苗具有指导意义。


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