红掌组培苗工厂化生产的技术优化研究

论文摘要

红掌（Anthurium andraeanum Lind）,又名安祖花、花烛,是具有重要观赏价值和经济价值的名贵花卉,具有广阔的市场前景。由于近几年红掌消费需求增长很快,超过预定生产量,出现了供不应求的局面,生产者很难购买到理想数量的种苗。目前,国内外对红掌的组织培养和快速繁殖进行了大量研究,大多数停留在实验室研究阶段,真正产业化的较少。主要是红掌组织培养难度大,培养程序繁琐,成本高,科研成果不易向产业化方向发展。那么,如何降低成本,生产大量廉价的优良植株是人们所期望的。降低生产成本的实质就是提高组培技术水平:本文以期得到一次性成苗的最佳培养方法,减少移苗次数,缩短培养周期,简化操作程序,进而降低生产成本。以产业化生产应用为依据,系统研究了室内和室外红掌离体培养过程中所涉及的各种影响因素,共14个参试品种。并以红掌畅销品种Antlanta为材料,采用秋水仙素诱导其多倍体材料,旨在培养红掌新种质。本文建立并优化了红掌胚性愈伤组织的高频诱导与再生体系,获得一套试管苗移栽配套技术,而且试管苗水培适应性强。通过秋水仙素诱导,获得12株四倍体苗。其主要结果如下:利用L9（3）4正交设计,研究了4种不同因素:6-BA(1.0-2.0mg.L-1)、2,4-D(0-0.5 mg.L-1)、NAA(0-0.1 mg.L-1)和IAA(0-0.1 mg.L-1)配合使用对红掌增殖快繁培养的影响,各种因子在所试浓度范围内的作用均不显著,有待进一步试验。但是不同取材部位的愈伤组织诱导率各不相同,茎段的诱导率最高,根次之,而叶片和叶柄的诱导率为0。经直观分析、方差分析和多重比较进行综合评价,得出红掌茎段愈伤组织诱导的适宜培养基为:1/2MS+BA2.0mg.L-1+2,4-D0.5mg.L-1+IAA0.1mg.L-1,最高发愈率为97.25%,愈伤组织多为淡黄色,质地疏松;丛芽和根愈伤组织诱导的适宜培养基为:1/2MS+BA2.0mg.L-1+2,4-D0.5mg.L-1,最高出芽率为157.3%,芽健壮;根最高发愈率为18.75%。为了简化繁殖程序,以红掌无菌苗茎段为外植体,进一步优化了快繁技术体系:三种激素配比均能同步诱导愈伤组织、侧芽、根,但是1/2MS+6-BA2.0mg.L-1+NAA0.05mg.L-1诱导的愈伤组织质量高;1/2MS+6-BA1.5mg.L-1+NAA0.05mg.L-1+IAA0.05mg.L-1诱导的不定芽质量高;1/2MS+6-BA1.0mg.L-1+NAA0.05mg.L-1诱导的根质量高,三种培养基各有优势。而且该方法繁殖系数高,繁殖周期短,只需50天左右形成根叶具全的再生苗,这是其它方法所不及的。再利用三种培养基的优势交替培养:不同基因型红掌获得与对照同样或更好的效果,基因型对红掌愈伤组织和芽的诱导有显著影响,愈伤组织诱导率最高达到100%,最低为42.9%;Sweet dream丛生芽诱导率最高达到305%,Pistache最低为38.9%,两者之间相差266.1%。但是在14个供试品种中,其中有13个品种,在分化及继代过程中有2-5条根形成,可直接移栽,平均生根率为88.1%,比单独培养提高20%左右,本研究突破了红掌组培繁殖中增殖与生根分两步进行的常规技术,是一条快速高效的培养途径。本文同步优化了红掌试管苗移栽管理技术,系统研究了预处理方式、基质种类、栽培方式、养护技术等影响因素,从而获得一套红掌试管苗移栽配套技术:红掌组培苗生长的最佳预处理方式为0.1%高锰酸钾浸泡全苗15分钟;适宜的栽培基质及配比为椰糠:泥炭土:珍珠岩=2:2:1和椰糠:泥炭土:珍珠岩=2:1:1;试管苗移栽2个月后的管理是组培苗规模化生产的关键。按以上方法移栽,6个月后成活率仍达96%以上,比常规移栽提高93%,且生长健壮。但管理要求精细,繁琐,成本高,为了进一步降低试管苗移栽成本,探索出一套更简便的移栽方法,即红掌试管苗直接用清水移栽。结果表明:水培移栽苗无论是成活率还是长势都明显优于基质培养,水培苗不仅成活率高,而且染病率低。不同基因型红掌水培适应性强,8个参试品种均能适应水培,其中Toscane、Clarinervium和Rapido等3个品种生长速度快,新叶多,叶面积大。为了满足人民对新颖性品种的需求培育红掌新品种,将红掌无菌苗茎段置于0.1%秋水仙素溶液中,浸泡处理72小时,经培养获得部分变异试管苗,根据形态解剖学、细胞学特征进行倍性鉴定,四倍体诱导率为40%。与二倍体相比,四倍体叶片下表皮上气孔的长度明显大于二倍体,而气孔密度明显小于二倍体;四倍体植株粗壮,叶片大而厚,颜色也较深,为新种质的培育奠定基础。本文成功建立并优化了红掌快繁技术体系,但只有弄清试管苗快繁成本和效益,才能更好地促进试管苗的商业化生产。本文系统比较了常规技术与优化技术生产成本:以年产100万株红掌试管苗的成本构成和成本核算进行分析,常规技术育成容器苗单株成本为0.329元/株,优化技术为0.177元/株,单株成本降低了0.152元/株,可节省总投入成本15.2万元。可见,能源成本、劳动力成本大幅度增加,红掌批发价格的走弱,生产商的利润空间缩小的情况下,提高组培技术水平,对工厂化生产非常有意义,且对今后花卉产业化生产有实际指导意义及应用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩略词及其英汉对照
• 第一章 前言
• 1 花卉产业的发展及研究现状
• 1.1 国内外花卉研究现状与发展趋势
• 1.2 花卉组培快繁与产业化发展现状及前景
• 1.2.1 花卉组培产业化发展现状
• 1.2.2 发展前景
• 2 红掌组织培养的研究进展
• 2.1 外植体的来源
• 2.2 增殖培养
• 2.2.1 基本培养基
• 2.2.2 外源激素的种类
• 2.3 生根培养
• 2.4 试管苗的移栽
• 2.5 红掌栽培技术
• 2.6 多倍体诱导
• 3 研究红掌快繁技术的目的与意义
• 第二章红掌离体培养技术的优化
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 1.2.1 不同基因型不同外植体的愈伤组织诱导
• 1.2.1.1 培养基
• 1.2.1.2 愈伤组织和侧芽的诱导
• 1.2.2 红掌离体培养技术的优化
• 1.2.2.1 培养基
• 1.2.2.2 愈伤组织和侧芽的诱导
• 1.2.2.3 芽增殖和气生根诱导
• 1.2.2.4 交替培养
• 1.2.2.5 数据统计
• 1.3 试管苗单株移栽前成本核算
• 2 结果与分析
• 2.1 不同基因型不同外植体的愈伤组织诱导
• 2.1.1 正交结果的直观分析及方差分析
• 2.1.1.1 直观分析
• 2.1.1.2 方差分析
• 2.2 无菌苗茎段组织培养技术优化
• 2.2.1 无菌苗茎段诱导愈伤组织及侧芽
• 2.2.2 芽的增殖和气生根的形成
• 2.3 交替培养
• 2.3.1 愈伤组织的诱导及分化
• 2.3.2 愈伤组织的继代增殖及生根
• 2.4 试管苗移栽前成本核算
• 2.4.1 培养基成本（即药品费）
• 2.4.2 人工费
• 2.4.3 水费
• 2.4.4 电费
• 2.4.5 单株试管苗出瓶移栽前成本
• 3 小结与讨论
• 3.1 外植体对红掌离体培养的影响
• 3.2 不同激素浓度配比对愈伤组织和芽诱导的影响
• 3.3 无菌苗茎段离体培养技术优化效果
• 3.4 交替培养
• 3.5 种质资源保存
• 3.6 经济效益分析
• 第三章 红掌组培苗移栽和水培技术的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 1.2.1 基质移栽
• 1.2.1.1 预处理
• 1.2.1.2 基质的选择及栽后2个月内的栽培管理方法
• 1.2.1.3 移栽2个月后的养护技术
• 1.2.1.3.1 粗放管理
• 1.2.1.3.2 精细管理
• 1.2.2 水培移栽
• 1.3 试管苗基质和水培移栽成本核算及比较
• 2 结果与分析
• 2.1 不同预处理药剂对组培苗移栽成活率的影响
• 2.2 不同基质对红掌组培苗的影响
• 2.3 不同养护技术对红掌组培苗成活率的影响
• 2.4 红掌试管苗不同移栽介质研究
• 2.5 不同基因型红掌试管苗水培研究
• 2.6 试管苗移栽成本核算
• 3 小结与讨论
• 3.1 基质移栽
• 3.2 红掌试管苗水培移栽
• 3.3 经济效益分析
• 3.4 产业化生产的应用
• 第四章 红掌多倍体的离体诱导及其鉴定
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 1.2.1 以无菌苗为材料的多倍体诱导
• 1.2.2 红掌多倍体的鉴定
• 2 结果与分析
• 2.1 红掌多倍体的诱导
• 2.2 红掌二倍体和四倍体的的气孔特征
• 2.2.1 四倍体红掌的形态特征
• 3 小结与讨论
• 参考文献
• 图版
• 致谢
• 作者简介