鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗的防玻璃化研究

李飛

（杭州市旅游職業(yè)學(xué)校，浙江 杭州 310000）

0 前言

隨著時(shí)間的推移，我國的社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到良好的發(fā)展，與此同時(shí)，廣大人民群眾也對(duì)社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展提出嶄新且更高的要求，其中之一就是鐵皮石斛培育工作，這就需要使鐵皮石斛組織培養(yǎng)過程中克服諸多的難題，其中包括褐化、污染等問題，而在其中最重要的問題就是鐵皮石斛組織培養(yǎng)平秒的玻璃化問題，玻璃化的瓶苗進(jìn)行后續(xù)的分化、繁殖能力都是比較低的，難以實(shí)現(xiàn)鐵皮石斛產(chǎn)量的提高，自然也就沒有辦法滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展對(duì)于鐵皮石斛數(shù)量的需求。所以，本文將針對(duì)鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗的防玻璃化進(jìn)行詳盡的闡述。

1 鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗玻璃化現(xiàn)象概述

在組織培養(yǎng)工作中，褐化、污染和玻璃化被稱為是組織培養(yǎng)工作的三大難題，這對(duì)組織培養(yǎng)工作的大規(guī)模開展具有嚴(yán)重的限制作用，其中也包括鐵皮石斛組織培養(yǎng)工作，而且鐵皮石斛組織培養(yǎng)工作中的玻璃化現(xiàn)象還是比較嚴(yán)重的。

所謂的鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗玻璃化現(xiàn)象，具體是指在植物組織培養(yǎng)過程中出現(xiàn)的一種半透明、水浸樣的畸形試管植物現(xiàn)象，根據(jù)這種現(xiàn)象，鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗的玻璃化現(xiàn)象也被稱為：過度水化現(xiàn)象。玻璃化的鐵皮石斛組織多數(shù)在莖葉方面表現(xiàn)出淡綠色和半透明狀，葉片面積與正常的鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗相比較來看是要小許多的，后續(xù)在生長能力和分化能力方面都會(huì)出現(xiàn)降低的現(xiàn)象，后續(xù)在栽培過程中就會(huì)出現(xiàn)難以分化、增殖不良等等情況，即便成功移栽，后續(xù)也比較難以成活，這對(duì)于鐵皮石斛組織培養(yǎng)工作的大規(guī)模開展是非常不利的[1]。具有一部分學(xué)者認(rèn)為，鐵皮石斛組織培養(yǎng)玻璃化的瓶苗有可能在后續(xù)的培養(yǎng)期間恢復(fù)到正常狀態(tài)，但是這一概率其實(shí)是比較低的，尤其是在鐵皮石斛組織培養(yǎng)工作中，因此為了促進(jìn)鐵皮石斛組織培養(yǎng)向大規(guī)模方向進(jìn)行發(fā)展，就需要防止瓶苗出現(xiàn)玻璃化現(xiàn)象。

2 鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗玻璃化現(xiàn)象出現(xiàn)原因

2.1 瓊脂濃度原因

在汪小敏等人的研究內(nèi)容中認(rèn)為，在鐵皮石斛組織培養(yǎng)基中，瓊脂是非常重要的一部分，其不僅具有支撐瓶苗平衡的作用，對(duì)于培養(yǎng)基中的可利用水分也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。

當(dāng)瓊脂濃度比較低的情況之下，培養(yǎng)基中的可利用水分逐漸增多，會(huì)使鐵皮石斛組織培養(yǎng)基中的滲透壓出現(xiàn)失衡現(xiàn)象[2]，此時(shí)水分比較多的影響開始出現(xiàn)，新生的鐵皮石斛組織幼苗就容易出現(xiàn)玻璃化的現(xiàn)象，且由于瓊脂濃度比較低出現(xiàn)的玻璃化現(xiàn)象還是比較嚴(yán)重的。

在瓊脂濃度比較高的情況之下，鐵皮石斛組織培養(yǎng)基中的可利用水分變少很多，由此就能夠使培養(yǎng)基中的滲透壓保持在一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，即便會(huì)產(chǎn)生一定的變化，對(duì)鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗的影響也是比較小的。但是這種環(huán)境之下，鐵皮石斛組織難以將相關(guān)的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行吸收，使芽自身的分化能力下降，整體的繁殖系數(shù)也會(huì)產(chǎn)生降低[3]。

鄭小華等人的研究中發(fā)現(xiàn)，在固體培養(yǎng)基中，可以適當(dāng)?shù)靥嵘傊臐舛?，從而降低培養(yǎng)基的可利用水分，限制鐵皮石斛組織細(xì)胞的吸水，這樣就能夠有效地改善鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗出現(xiàn)玻璃化現(xiàn)象了。從中不難看出，以上學(xué)者的觀點(diǎn)基本相同，瓊脂濃度情況對(duì)于鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗玻璃化現(xiàn)象的發(fā)生是具有著比較大的聯(lián)系的。

2.2 蔗糖濃度原因

在實(shí)際的鐵皮石斛組織培養(yǎng)過程中，蔗糖濃度對(duì)于玻璃化現(xiàn)象也會(huì)產(chǎn)生一定的影響，筆者經(jīng)過實(shí)際的研究和調(diào)查之后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)蔗糖濃度維持在4%左右，能夠降低鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗的玻璃化現(xiàn)象概率，并且此時(shí)的鐵皮石斛芽部分扽話比較多增殖系數(shù)是比較高的，但是在10～30g/L 的范圍內(nèi)，玻璃化苗數(shù)量隨蔗糖濃度增加而減少，當(dāng)蔗糖濃度超過30g/L 直至增加到40g/L，時(shí)，玻璃化苗又隨蔗糖濃度的增加而增加。當(dāng)蔗糖濃度超過40g/L之后[4]，蔗糖濃度增高不僅不能抑制玻璃苗的發(fā)生，并而明顯抑制不定芽的分化，因此在實(shí)際的鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗工作中，需要對(duì)培養(yǎng)基中的蔗糖濃度進(jìn)行科學(xué)合理的控制，需要注意的是，蔗糖濃度的提升會(huì)使生產(chǎn)成本得到一定的提升，因此在實(shí)際的鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗過程中，需要根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行選擇，這樣才能避免玻璃化現(xiàn)象的發(fā)生，對(duì)鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗工作的未來發(fā)展是非常重要的。

2.3 大量元素濃度因素

學(xué)者曹善東認(rèn)為，大量的元素濃度因素對(duì)草莓試管苗的玻璃化影響是比較大的，在試驗(yàn)過程中也發(fā)現(xiàn)，促使大量元素濃度得到提升之后，可以使草莓脫毒苗的玻璃化概率得到提高，反之可以使這一概率出現(xiàn)降低的現(xiàn)象。但是大量元素濃度降至過低，是不利于試管苗的生長和后續(xù)的分化反之的，后續(xù)還有相關(guān)的學(xué)者認(rèn)為培養(yǎng)基中的NH4NO3濃度過高的情況下，會(huì)使試管苗玻璃化概率得到提高，而在本研究項(xiàng)目中，鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗與大量元素濃度之間的關(guān)系并不是很大[5]。

宏觀角度上來看，玻璃化現(xiàn)象是植物組織培養(yǎng)過程中經(jīng)常發(fā)生的一種生理性障礙。玻璃化試管苗因其生長差，分化能力低，增殖新芽困難，不易生根成苗，移栽難以成活，成為組織培養(yǎng)中難題之一。自從和首次在石竹莖尖培養(yǎng)時(shí)發(fā)現(xiàn)并報(bào)道了試管苗玻璃化現(xiàn)象以來，其發(fā)生機(jī)理和預(yù)防措施的探討就受到廣大學(xué)者的廣泛關(guān)注。有關(guān)試管苗玻璃化發(fā)生原因的研究多聚焦于培養(yǎng)基和環(huán)境條件等外在條件，而在生理方面涉及較少。從上文闡述中不難看出，很多學(xué)者都認(rèn)為瓊脂濃度、蔗糖濃度、大量元素濃度等都會(huì)影響瓶苗的玻璃化現(xiàn)象的發(fā)生，在這種情況下，相關(guān)的工作人員可以適當(dāng)?shù)卦黾佣趸嫉臐舛?，并且使鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗處于3000～4000lus 的光照條件之下，這樣就能夠有效地防止鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗出現(xiàn)玻璃化的現(xiàn)象，這一點(diǎn)對(duì)于后續(xù)的鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗大規(guī)劃化發(fā)展也具有比較強(qiáng)的指導(dǎo)意義和作用。

3 鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗玻璃化有效預(yù)防措施

3.1 消毒方式和時(shí)間對(duì)鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗的再生影響

在實(shí)際的試驗(yàn)過程中可以發(fā)現(xiàn)，采用次氯酸鈉溶液進(jìn)行處理的鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗的種子和莖段的污染都是比較嚴(yán)重的，使很多的鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗無法進(jìn)行使用，污染的試管瓶還需要人工進(jìn)行沖洗，這對(duì)經(jīng)濟(jì)資源、人力資源和時(shí)間資源都是一種比較嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象。因此，在實(shí)際的鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗過程中，需要注意消毒方式和消毒時(shí)間的選擇，并且在使用之后的回收工作過程中一定要妥善地進(jìn)行處理，避免造成不必要的危害現(xiàn)象的發(fā)生，這一點(diǎn)對(duì)于鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗工作的發(fā)展至關(guān)重要。

3.2 不同材料對(duì)于鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗出愈率的影響

鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗工作中，當(dāng)莖段和種子作為外植體時(shí)。愈傷組織出現(xiàn)的比率并不是很大，但是愈傷組織質(zhì)量的差距是比較大的，其中莖段作為外植體形成的愈傷組織質(zhì)量比較差，相比之下，種子做為外植體形成的愈傷組織質(zhì)量就是比較高的，因此在實(shí)際的鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗工作中，為了避免玻璃化現(xiàn)象的發(fā)生，就需要提高鐵皮石斛組織培養(yǎng)過程中愈傷組織的質(zhì)量，為此就需要選擇種子做為外植體，這能夠使鐵皮石斛的種苗質(zhì)量得到保障，這也是最有效地預(yù)防鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗出現(xiàn)玻璃化的措施之一。

但是同樣也需要考慮到，種子作為鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗的外植體也存在一定的缺點(diǎn)，包含以下兩點(diǎn)：

（1）種苗生長周期是比較長的，筆者在實(shí)際的研究和調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)，播種到出瓶的時(shí)間能夠達(dá)到八個(gè)月左右，更長的情況下還會(huì)達(dá)到10 個(gè)月左右，這對(duì)鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗生產(chǎn)效率的提高具有限制。

（2）容易錯(cuò)過最佳煉苗期，種子成熟一般都在10—11 月左右，而出苗都在6 月以后，這樣就容易錯(cuò)過3—5 月這一最好的煉苗區(qū)。

4 結(jié)論

綜上所述，就是目前為止針對(duì)鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗的防玻璃化的相關(guān)研究，從本文闡述的內(nèi)容中不難看出，在實(shí)際的鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗工作中，玻璃化問題是比較嚴(yán)重的一個(gè)問題，因此需要給予一定的重視，后續(xù)加強(qiáng)相關(guān)的研究，其中要注重而二氧化碳濃度的降低對(duì)鐵皮石解試管苗玻璃化的發(fā)生有顯著的促進(jìn)作用，過低的二氧化碳濃度可導(dǎo)致高達(dá)以上的玻璃化苗的發(fā)生，因此需要對(duì)二氧化碳的濃度在鐵皮石斛組織培養(yǎng)瓶苗過程中進(jìn)行合理的控制。