劉偉光

摘 要 科技的飛速發展使得人們的生產生活方式發生了巨大變化,農業生產與育種方法也不斷進步。近年來,植物組織培養技術的普及與應用為農業帶來了許多便利,不僅提高了農業生產效率,作物的產量和質量也有明顯提高。基于此,介紹植物組織培養技術的基本原理和組培苗快繁技術以及該技術應用于香蕉生產上的優勢。
關鍵詞 香蕉;組培苗;快繁技術;產量
中圖分類號:S668.1 文獻標志碼:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.24.073
香蕉的產地主要位于熱帶和亞熱帶地區,由于香蕉具有非常高的食用價值和營養價值而被廣大民眾喜愛。據統計數據顯示,全球每年食用香蕉的人口數為6億左右,約占全球人口總數的1/10。成熟的香蕉果實中含有人體所需的各種維生素以及鈣、鋅、硒等微量元素,且其糖分含量低,食用可以有效預防心血管疾病和糖尿病。
1 植物組織培養技術原理
繼列文·虎克在顯微鏡下發現細胞之后,人們開始步入微觀世界,并對生命的組成和結構有了更進一步的認識。植物組織培養依據的原理為植物體細胞的全能性,即已經分化的細胞仍然具有發育成完整植株的潛能,該技術興起于20世紀60年代。在進行植物組織培養時,人們首先需要從進行培養的植物中分離出組織,并將其放置于固體或者液體培養基中進行培養,與傳統的植物繁殖方法相比,該技術具有培養速度快、效率高的優點。使用固體培養基進行組織培養時耗費的成本比較高,但其優勢在于培養物可以充分接觸無菌空氣;使用液體培養基時需要長時間靜置,而且可能會出現氧氣供應不足以及培養植株玻璃化等問題,但其優勢在于可以為植物組織提供充足的營養[1-3]。
2 香蕉組培苗快繁技術要點
在組培技術出現之前,香蕉的主要培育品種為三倍體,由于染色體在有絲分裂時無法配對,因此三倍體高度不育,無法產生種子。因此,以往香蕉的主要繁殖方式為吸芽分株繁殖,但這種生產方式容易造成病毒、蟲害積累或者傳播,同時繁殖的成功率也比較低,培育的后代有可能會發生種性退化現象或是果實質量下降。植物組織培養技術普及之后,香蕉種苗的生產培育方式已主要采取組培苗快繁技術。與傳統方式相比,組培苗具有安全性高、變異種類少、子代性狀和生長態勢穩定、毒性較低、生產速度快、運輸方便的優點。香蕉組培苗快繁技術主要包括以下5個步驟。
2.1 選取母株
選取母株時盡量選取沒有傳統病蟲害威脅地區種植的香蕉,以提高后代繁殖成功的可能性。香蕉母株應生長態勢良好,且果實較為整齊,產量較高,這樣后代才可能會有更好的生產優勢。選好合適的香蕉母株之后,選取其暴露在地面的吸芽作為之后的誘導材料。
2.2 吸芽誘導
將香蕉吸芽外表面的葉鞘剝除,并用蒸餾水沖洗干凈。之后在無菌條件下使用濃度為75%的酒精對香蕉吸芽進行消毒,消毒時長為30 s,然后使用0.1%的氯化汞溶液持續消毒20 min。之后用蒸餾水沖洗7~8次,以去除吸芽表面的酒精和氯化汞殘留。取下吸芽上的莖尖,并將其分成五份放入培養基中,培養基成分為MS培養基加入葡萄糖、瓊脂以及6-BA,培養溫度比室溫略高,為28~30 ℃,放置在培養箱中,40~50 d后即可觀察到出芽。圖1為香蕉吸芽經過誘導分化形成的多芽體。
2.3 叢芽增殖
用吸芽誘導時使用的培養基繼續對香蕉組培苗進行叢芽增殖,保持光照強度為1 500 lx,培養溫度依然為28~30 ℃,叢芽增殖的速度要高于初代,20 d左右即可增殖一次,注意在對組培苗進行培養時保證光照強度和充足光照時間,每天應不少于8 h。光照是植物光合作用不可或缺的因素,如果沒有光照或者光照時間不夠,植物的光合作用就會受到影響,葉柄和假莖部分的綠色就會淡化,從而影響整體的增殖率。一般而言,叢芽隔代增殖的次數應不超過12次。
2.4 生根培養
經過一定次數的隔代增殖之后,香蕉組培苗會充分生長。當其叢芽上的葉有3~4片并且芽高為3 cm時就可以轉入生根培養基中。培養基的主要成分為葡萄糖、瓊脂、MS、AC、IBA,其濃度和含量均按規定的比例事先調配好。生根培養時的光照強度要高于叢芽增殖,為3 000 lx,培養溫度與之前步驟一致,培養時間為25~30 d不等。
2.5 假植苗培育
香蕉吸芽經誘導、隔代培養以及生根培養之后就可進入假植苗栽培階段。在脫離培養基進入大棚培育之后要注意在四周覆蓋防蟲網,以避免過于強烈的紫外線對幼苗造成傷害。同時培育假植苗的大棚和外部環境之間還應設置一個緩沖空間。香蕉組培苗生長過程中對水分要求比較嚴格,尤其在剛剛移入大棚之后的7 d內一定要保持空氣相對濕度維持在95%左右。為了加快生根和生長速度,可以在組培苗上部加一個小拱棚,以減少水分散失從而保證濕度穩定。在生長時如果遇到高溫和干燥天氣,應及時打開棚門進行通風,必要時通過噴水進行降溫,避免高溫灼燒幼苗。香蕉組培苗在生長早期階段對于肥料的要求并不高,因此施肥時可進行少量施肥或者后期進行葉面追肥。為了減少病蟲害的影響,每隔一段時間要定期噴防治藥劑以提高成活率。待香蕉組培苗生長至20 cm左右,且葉片數目為5~7片時即可離開大棚進行種植。在種植之前可以將遮陽網和薄膜掀開,煉苗3~5 d,以提高其對環境的適應能力,從而保證較高的成活率[4-5]。
3 環境條件對香蕉組培苗生長的影響分析
3.1 濕度對組培苗生長的影響
組培苗培養時要保證一定的相對濕度,但如果濕度過高也會帶來一系列的問題。相對濕度過高有可能會使得組培苗受到污染或者玻璃化,給后續培養帶來難度。同時,濕度過大,組培苗的葉片組成結構也會發生一定變化,從而造成其蒸騰拉力下降,給香蕉組培苗的生長發育帶來不利影響。
3.2 溫度和光照強度對組培苗生長的影響