黄花白及种苗繁育技术研究.docx

黄花白及种苗繁育技术研究 摘要目的 对黄花白及种苗繁育技术进行研究。方法 以黄花白及（Bletilla ochracea）为试验材料，对其花粉、果荚的发育、种胚萌发及幼苗形成等进行了一系列活力测定及观测验证试验。结果 在黄花白及开花后的3 d内，其花粉活力达93%以上。随时间的推移，花粉团黏性逐渐消失，内含物质逐渐萎缩，成为不育花粉;通过人工控制授粉试验及授粉特性分析，验证了黄花白及不存在自花授粉机制;黄花白及的种子受培养基质的影响较小且易萌发。结论 黄花白及种子的大田直播育苗可作为一种新型育苗方法应用于白及属植物的栽培和生产中，具有较好的现实推广意义。关键词黄花白及;花粉活力;人工授粉;种子萌发;直播育苗S503 A0517-6611（2018）35-0053-04黄花白及（Bletilla ochracea）是兰科白及属的多年生草本植物，主要分布于陕西、甘肃、河南、湖北、四川与云南等地。为我国传统的民间珍贵中药材之一，有收敛止血、消肿生肌、益气生津之效，在临床上用于咯血吐血、皮肤皲裂、疮疡肿毒等症状的治疗1。现代研究结果表明，黄花白及的假鳞茎中富含大量水溶液性多糖，主要化学成分甘葡聚糖，具有抗炎，抗病毒、抗肿瘤、抗氧化等生物学活性2，是安全性較高的医药及药用辅料。近几年来，随着研究的不断深入，黄花白及的应用范围也越来越广泛，导致了市场需求逐年增加，再加上人们无节制地过度开采挖掘以及黄花白及自身生长周期较长的局限性，导致了其资源一度匮乏的现象。目前黄花白及种植主要以假鳞球茎作种，以分株方式进行繁殖，繁殖系数低、繁殖速度慢，生产量远远满足不了市场的需求，在优质种苗方面还存在很大缺口。鉴于此，笔者通过人工控制授粉及种子萌发育苗等试验，突破传统球茎种植育苗模式，为兰科白及属的有性繁殖育苗开创一条新途径，也为该物种的资源保护、利用及规模化生产育苗提供一定的理论依据。1材料与方法1.1材料的观察采集地试验采样地点为陕西省安康旬阳县白柳镇羊山野生白及抚育示范基地（314352N，1091131E）。开展了黄花白及花粉活力的测定，人工授粉，种子萌发的条件摸索及种子萌发周期全程观测等研究。1.2试验方法1.2.1花粉粒形态观测及活力的测定。采用TTC法、醋酸洋红染色法检测不同开花时期花粉的活力3。取开花后19 d的花朵，将其花粉块放置于载玻片上，分别采用0.5%的TT C 染液或醋酸洋红染液染色，数分钟后在显微镜下随机抽取3个视野镜检并统计染成红色的花粉粒所占比例，以染色率表示花粉活力的百分率。同时取不同开花时期的花粉材料分别做喷金镀膜及番红染色的处理，在光镜和扫描电镜下进行花粉形态的观察4。1.2.2传粉试验。随机设立可对照的3个试验样方，每个组约具45朵花，进行传粉试验。处理方式如下：套袋自然传粉：用透明袋包扎即将开放的花苞，防止昆虫的进入，观察记录传粉结实率;套袋人工授粉：将试验组中当天开放的花朵进行人工授粉并作套袋处理，连续数天观测记录个体开花、结实整个进程，统计人工授粉的结实状况;自然传粉：不做任何处理，在自然状态下观测传粉状况及结实情况。1.2.3不同年限种子活力的测定。选取新鲜与贮存1年的蒴果作为测定种子活力的材料，在解剖镜下随机选取3个视野，分别观测蒴果内种子的发育状况，统计其有胚率（有胚率=有胚的种子/镜检的种子数100%）5。并将100粒种子置于0.5%TTC染液，在40 的恒温箱内黑色条件下染色48 h，放置于显微镜下镜检观测种胚染色的情况，设3次重复，统计有生活力种子的比例6。1.2.4种子萌发周期的动态观测。选取种子胚龄达18周且形态饱满的果荚作为材料，用刀片沿纵肋将果荚刨开，均匀洒种于5种培养基质上，包括水、琼脂水、1/2MS、MS、MS+6-BA 2.0%+NAA 0.5%。并在光照和黑暗条件下分批进行培养，在20 d后统计种子的萌发情况，并且定期观测记录种子全程萌发情况。2结果与分析2.1花粉形态观测及活力比较在对花粉形态的观察中，发现经过减数分裂后的单核花粉粒始终保留在了四分体中，发育为含有4个花粉粒的复合花粉。四合花粉各粒之间连接紧密似为一体，呈正四面体排列，且花粉粒之间存在大量明显的脂类胶状粘结物质7。四合体花粉直径约为34.2 m，花粉粒外表面光滑，无明显纹饰。同时还发现少量不规则减数分裂下所形成的三聚体花粉，占总比例的7%。醋酸洋红和TTC染色实验结果表明，在黄花白及开花后03 d，其花粉表现出较强的生命活力，染色率达93%以上。从第4天起，花粉的活力逐渐降低，到第10天，花粉的活力降为0，且花粉团黏性消失，成为了不育花粉。通过光镜和扫描电镜对花粉粒表观形态的观测可以清楚地看到，随着时间的推移花粉粒内的内含物质逐渐萎缩，外壁也发生一定的形变。而这些表观性状的改变都是花粉活力降低的直观体现。2.2黄花白及传粉试验2.2.1开花物候期。黄花白及的花序轴在每年34月份抽出，为黄绿色或紫红色，花序上的花数为714朵。居群的始花期为4月上旬，盛花期为5月上旬，末花期为5月下旬。单花寿命46 d，花序1127 d，花朵自下而上依次开放，开放的不同步性使整个花序具有较长的花期，大大提升了其传粉受精的概率。2.2.2人工授粉的步骤。选取花粉可授强且性状优良的植株作为父本，用解剖针将蕊柱上的药帽缓缓剥去，便可清晰地看见药室内有4个钩状花粉团。授粉时将父本的花粉团用小镊子夹起（或其他合适工具，例如解剖针、棉签等），轻轻地放进母本口状的柱头内，压实，即成了授粉的整个过程。此时可以将黄花白及的唇瓣摘去，以免吸引其他昆虫前来干扰。授粉次日，花瓣闭合并下垂，萎缩但不凋谢脱落，子房开始扭曲膨大，则表明授粉成功。随时间推移，子房上6条纵肋的特征逐渐突出且发育形成果荚。在授粉结束的第18周后果荚发育成熟，呈长圆状纺锤形，适于采收。2.2.3人工控制授粉试验。大多数兰科植物依靠昆虫传粉8-9。经过野外的大田观察发现，黄花白及自然传粉花朵结实率为36.3%17.5%（n=45），套袋花结实率为0（n=45），人工授粉结实率为91.5%8.5%（n=45）。因此黄花白及不存在自花授粉机制，必须依靠传粉媒介的帮助才能完成整个传粉受精过程。而花粉成熟时由粘性物质聚结成团无法形成散粉，以及缺乏有效的传粉媒介可能是其自然结实率低的主要原因 10。46卷35期周秀梅黄花白及种苗繁育技术研究2.3种子活力比较镜检显示，成熟的黄花白及种子有胚率相对较高，平均有胚率为93.4%，而不同年限的种子有胚率之间的差异很小。且在TTC染色法检测种子活力时，当年采收的种子平均染色率为71.4%，贮存1年的种子平均染色率69.7%。随着贮藏年限的延长，种子活力在统计学上没有显著的差异，但种胚染色深度略微变浅。2.4种子萌发周期的动态比较成熟的黄花白及种子呈橄榄状，构造简单，无胚乳，仅由胚与单细胞组成的种皮构成。根据种子萌发的试验结果显示（表1），黄花白及种子的萌发受培养基质的影响较小，随着培养时间的延长种子都能萌发。与其他处理相比，在水中培养的种子最早进入萌动期，且萌发率达84.7%。同时发现在黑暗条件下培养的种子几乎未生长，因此黄花白及种子的萌发需要光照，这与喻苏琴等11的研究结果一致。同时可清楚地观察到种子从萌发到发育成苗经历了吸水膨胀，萌发、“生根”及第1片幼叶发育完全共4个阶段的发育。在播种后的第14天内种子吸水膨胀;在第58天种胚顶破单层细胞构成的种皮萌发变绿;第914天在黄花白及种子形成的原球茎基部可以观测到大量的透明毛状假根，据推测这些毛状物應与根毛同功效的，起到吸收营养功能;第1522天原球茎与种皮完全脱离，第1片幼叶也已经基本发育完全。3结论与讨论黄花白及作为传统的民间中药，大田生产育种和药用部位通常为假鳞球茎，地上部位的潜在价值常被人们忽略。该试验结果证明，经过授粉处理，一株发育健壮的黄花白及每根花葶每年可产813枚果荚，每个果荚内有几千到几万粒种子12。从种子活力的测定与萌发的试验结果可知，黄花白及种子属于兰科植物中在常规条件下容易萌发的类型。因此可以充分利用其种子资源数量庞大的特点，以大田直播的方式进行繁殖育苗。郭顺星等13在对白及种子萌发观察研究中发现，在白及种子萌发的前期阶段，种子可以将胚中薄壁细胞内贮存的大量蛋白质、油脂以及碳水化合物作为种子自身萌发的营养成分。结合该育苗试验结果可知，在黄花白及种子大田直播育苗前期阶段，只需控制好育苗基质的温度、湿度、光照条件即可打破种子的休眠，促使种子萌发。而在育苗后期阶段，处于“生根”的原球茎表面只着生有纤弱的毛状假根，鲜有不定根的抽出，因而此时的原球茎易受环境的影响而无法定植，这大大降低其成活的比率。可见在整个育种的过程中，稳定可控的育苗生境以及保湿排水是实现黄花白及种子大田育苗的关键。经过20周合理的人工管理，便可得到健壮合格的小苗。对于白及属资源的合理开发及利用，种子大田直播育苗是一种节本增效的新型育苗方式，因此具有较好的现实推广意义。参考文献1 国家药典委员会.中华人民共和国药典：一部S.北京：中国医药科技出版社，2010：95.2 赵文昌，宋丽军，许健煌.天然高分子白芨多糖在药物制备中的应用J.今日药学， 2010，20（3）：2-3.3 盖伟玲，盖树鹏，郑国生.牡丹新鲜花粉活力的快速测定J.林业实用枝术，2011（5）：32-34.4 方从兵，盛炳成，章镇.花粉形态特征与梅品种分类研究J.安徽农业大学学报， 2002， 29（2）：137-142.5 胡开治，刘杰，肖波，等.不同贮藏方法及贮藏时间对白及种子萌发的影响J.中药材，2010，33（1）：7-10.6 贾风勤.种子活力快速测定方法的分类和比较J.种子，2009，28（6）：111-112.7 刘仲健， 陈利君，刘可为，等.心启兰属（Chenorchis）兰科一新属及其蚂蚁传粉的生态策略J.生态学报，2008，28（6）：2433-2444.8 李鹏，郑桂灵，周峰.兰花的传粉与保护研究J.北方园艺， 2009（5）：133-136.9 SWARTS N D，DIXON K W.Terrestrial orchid conservation in the age of extinction J.Annals of botany，2009，104：543-556.10 王彩霞，田敏，李全健，等.白及的花部特征与繁育系统J .园艺学报，2012，39（6）：1159-1166.11 喻苏琴，罗文秀，张寿文.不同培养条件对白芨种子萌发效应的研究J.安徽农业科学，2010，38（16）：8421-8422.12 王晓丽，朱东昌，顾德锋，等.蝴蝶兰原球茎组织学研究J.吉林农业大学学报， 2003，25（4）：397-399.13 郭顺星，徐锦堂.白芨种子染菌萌发过程中细胞超微结构变化的研究J.植物学报，1990，32（8）：594-598. -全文完-