台南區農業專訊第40期:1~5頁(2002年6月)

原生切葉植物組織培養繁殖技術

文/圖 陳俊仁 謝桑煙

前言

       所謂植物組織培養就是將植物的組織、器官、細胞或原生質體作為培植體,經除菌後接種在含無機鹽類、有機物質和植物生長調節劑的無菌培養基,於控制的環境下(光、溫度)誘使培植體生長或分化的技術。此項技術已普遍應用於園藝作物之大量快速繁殖、健康種苗生產、品種改良及種源保存,對於整個園藝產業貢獻頗多。植物利用組織培養大量繁殖主要途徑有三:()誘導莖頂或原已存在的腋芽來增殖()誘導組織形成體胚,再由體胚發育成植株()誘導組織形成癒合組織,再由癒合組織分化成芽體。而組織培養大量繁殖種苗一般可分四個步驟:()無菌培殖體的建立,即初代培養()培植體大量繁殖,即繼代培養()瓶苗的發根()瓶苗的健化及移植。

山蘇花      

  山蘇花類植物是鐵角蕨科(Aspleniaceae)的大型著生蕨類,這類植物原生在台灣有南洋巢蕨(Asplenium australasicum (J.Sn.)Hook.)、台灣山蘇花(Asplenium nidus L.)和山蘇花(Asplenium antiguum Makino)三種。此外也有許多園藝品種如圓葉山蘇花、羽葉山蘇花、波浪山蘇和魚尾山蘇。山蘇花除了是很好的葉材和盆栽外,嫩葉更是餐廳美味的佳餚。

在不含BA培養基中,山蘇花芽原體(癒合組織)長出孢子體植株
在不含BA培養基中,山蘇花芽原體(癒合組織)長出孢子體植株

         山蘇花可利用孢子播種做有性繁殖,但若選拔出優良植株或遇到孢子少的羽葉或波浪山蘇品種,可以在瓶內利用葉原體培養進行大量無性繁殖。葉原體就是未長出的葉片,存在短縮莖的頂端,上面覆蓋很多黑褐色鱗片。將葉原體自母株切除後,徹底清除上面的鱗片,先用棉花沾70%的酒精擦拭乾淨,再經1%的次氯酸鈉振盪消毒20分鐘,再經無菌水清洗3次,經切成1公分的大小,培養在含BA(細肥分裂素) 5mg/L的1/2MS(Murashige Skoog)培養基中,一個月後在已白化的葉原體會長出綠色的芽原體或癒合組織,將其分切放在相同配方的固體或液體培養基,繼續增殖更多的芽原體或癒合組織,一般二個月增殖一次,增殖倍率可達5倍以上。待增殖足夠芽原體或癒合組織後,將芽原體或癒合組織放在不含生長素的培養基中就可長出很多幼孢子體植株,待苗長至3公分時就可經馴化移出瓶外種植,為了增加成活率和減少藻類危害,利用塑膠盒配合泥炭土種植,成活率可達100%。

山蘇花瓶苗利用塑膠盒馴化成活率100%
山蘇花瓶苗利用塑膠盒馴化成活率100%

不同BA濃度對斑葉月桃增殖之影響
不同BA濃度對斑葉月桃增殖之影響

 斑葉月桃

       斑葉月桃(Alpinia speciosa K. Schum "Variegata")為薑科(Zingiberceae)多年草本植物,葉片長橢圓狀披針形,有黃色斑紋,因葉片奇特優雅常用為插花材料。斑葉月桃可用種子繁殖,但因種子少,一般還是以分株法來繁殖。斑葉月桃利用組織培養除了可大量繁殖種苗外,其組培苗因植株縮小和生長調節劑殘留的作用,植株分蘗性增加,期望能成為新興的盆栽觀葉植物。

斑葉月桃移出瓶外種植,可當觀葉植物
斑葉月桃移出瓶外種植,可當觀葉植物

         斑葉月桃以莖頂或側芽為培養部位,選擇未抽長之新梢(20公分以下),去除多餘葉片後,切取莖頂2公分大小,經1%的次氯酸鈉消毒15分鐘,小心用解剖刀將莖頂或側芽切取下來,培養在以MS為配方添加BA 3mg/L和NAA 0.1mg/L的初代培養基,一個月後生長點逐漸長大,且若有側芽也會開始長出,待三個月後才長出較完整的芽體。爾後將每個芽體切離繼續增殖,且增殖的配方換成MS添加BA 2mg/L和NAA(奈乙酸) 0.05mg/L。

        斑葉月桃之增殖過程皆以定芽方式繁殖,癒傷組織形成不多,且其斑葉特性在增殖過程中能保存下來。斑葉月桃在瓶外其斑葉就很穩定,而在瓶內初代和繼代培養的過程中,皆能保持斑葉,但和瓶外一樣,並非每一植株斑葉都一模一樣。斑葉月桃在相同培養基以不同芽數為增殖單位(1芽、2芽或3芽),培養二個月後,繁殖速率隨著培養芽數的增加而增加,但增殖分切時因生長點皆在基部,故要切單芽不容易,建議以2或3芽為增殖單位較佳(表一)。而增殖芽數隨著BA濃度的增加而增加,以BA濃度為4和8 mg/L所增殖芽數較多(表二),但若以高濃度BA 8 mg/L其芽體叢生且短,不利將來分切,且白化苗較多影響日後瓶苗移出的成活率,而以4 mg/L的BA所增殖芽數多且正常,故繼代培養較佳的BA濃度為2-4 mg/L較適合。

表一:斑葉月桃不同培養芽數對繁殖速率之影響

  培養芽數 1芽 2芽 3芽
增殖芽數  
一個月後 0.76 0.92 1.49
二個月後 1.44 2.09 3.14

培養基配方:MS全量+BA 2mg/L+NAA0.05mg/L

表二:斑葉月桃不同BA濃度對繁殖速率之影響

  BA濃度 0 1 2 4 8
增殖芽數  
三個月後 0.84 1.88 2.81 3.63 4.65

培養基配方:MS全量+ NAA0.05mg/L +BA01248mg/L

斑葉蜘蛛抱蛋  

        斑葉蜘蛛抱蛋(Aspidistra elatio. Bl."Variegata")又稱葉蘭,原產中國,屬於百合科(Liliaceae)多年生草本,因其花苞像蜘蛛抱著的卵囊,故稱蜘蛛抱蛋。斑葉蜘蛛抱蛋葉片耐插持久,不論乾燥或新鮮葉片都是很好的葉材,繁殖以分株或根莖扦插為主,但速度較慢。  

斑葉蜘蛛抱蛋之繼代培養
斑葉蜘蛛抱蛋之繼代培養

       先將斑葉蜘蛛抱蛋新芽葉片由外而內小心撥除,切取包含4-5片葉原體的頂芽2公分,先用70-75%的酒精浸泡25-30秒,再以1%的次氯酸鈉振盪消毒15分鐘。經初代培養(MS+BA 3mg/L和NAA 0.1mg/L)一個月後芽體逐漸膨大,有類似癒傷組織和不定芽形成,而在繼代培養(MS+BA 2-4mg/L和NAA 0.05mg/L)後發現其斑葉表現不穩定,絕大多數芽體之葉片皆變回全綠,只有極少數幾個芽體還有斑葉存在。斑葉蜘蛛抱蛋在瓶外其斑葉即呈不穩定狀態,時有時無,受環境(光線、溫度和肥料)影響很大,本實驗皆取自有斑葉的頂芽進行初代培養,但後代絕大部分葉片皆變回綠色,只有少數仍保有斑葉,推測可能是在增殖過程中誘導癒傷組織和不定芽而造成的,或是本身斑葉就極不穩定。

 斑葉林投

        斑葉林投(Pandanus veitchii. Dall)又稱新西蘭葉、縞蘭,為露兜樹科(Pandanaceae)常綠灌木,原產印度尼西亞,其成株樹幹基部會長出粗大的氣根,形如章魚,故又稱章魚樹。斑葉林投葉片綠色呈劍形,鑲著黃白邊,具觀賞價值,當葉材非常好用。繁殖以分株、種子播種和匍匐莖扦插為主。

  斑葉林投利用頂芽或腋芽培養,將較基部的葉片撥除露出腋芽,用解剖刀小心將腋芽(側芽)挖取出來,先用70-75%的酒精浸泡25-30秒,再以1%的次氯酸鈉振盪消毒15分鐘。斑葉林投頂生長點非常難切,所以皆無培養成功,而利用切取基部的側芽,經初代培養(MS+BA 3mg/L和NAA 0.1mg/L)一個月後芽體開始膨大,然後莖頂緩慢生長,出現叢生的不定芽體,待芽體長大後再行分切。斑葉林投為單子葉植物,其斑葉可能是嵌合體(chimera),在芽體長大後觀察發現斑葉會消失,但應等瓶苗移出長大後再觀察確認。

斑葉林投初期增殖培養
斑葉林投初期增殖培養

斑葉林投之繼代培養
斑葉林投之繼代培養

黃邊虎尾蘭

  黃邊虎尾蘭(Sansevieris trifasciata.)屬於龍舌蘭科(Agavaceae)多年生肉質觀葉植物,又稱千歲蘭、弓弦麻,原產於巴西、南非。葉片肥厚扁平或稍作旋狀,具有深綠橫斑紋,周圍鑲黃邊。耐陰性強,是非常容易栽培的室內觀葉植物,且因其葉片堅硬挺直,極耐插,也是很好的葉材。黃邊虎尾蘭可採用分株、地下莖扦插和葉插來繁殖,但若用葉插法,後代黃邊容易消失。

  黃邊虎尾蘭為嵌合體(chimera),在瓶內利用葉片培養其後代黃邊也會消失,故欲保留黃邊要用定芽繁殖,即莖頂或腋芽培養。首先挖起基部的走莖,切取尚未展開葉片的新芽頂端2-3公分,經消毒後放在初代培養基(MS+BA 3mg/L和NAA 0.1mg/L)培養,初期培養生長緩慢,雖經六個月後,其芽體仍不到1公分,後來換成液體培養,芽體快速抽長且有側芽增生,因是定芽繁殖,所以無論是原來的頂芽或新長的側芽皆仍保有斑葉的特性。黃邊虎尾蘭在瓶內利用定芽增殖緩慢,尤其是固體培養,將來應以液體培養方式為主及找出更好的增殖配方,以大量繁殖。   

黃邊虎尾蘭葉片培養,黃邊會消失
黃邊虎尾蘭葉片培養,黃邊會消失

黃邊虎尾蘭頂芽(側芽)培養速度慢,但可保留黃邊
黃邊虎尾蘭頂芽(側芽)培養速度慢,但可保留黃邊

結語

  雖然不同植物種類皆有不同的培養部位和培養基配方,但仍有一些技巧可遵循。除某些再生能力強的植物如虎尾蘭、琴葉榕、椒草和部份黛粉葉品種可用葉片培養誘導癒合組織長出植株外,大部份觀葉(切葉)植物為單子葉植物,為求培養成功,以莖頂或莖節的側芽作為培植體,成功率很高,而配方以MS1/2MS添加BA 2-4mg/LNAA 0.1-0.5mg/L,可誘導側芽長出,爾後再修正配方找出較佳的增殖配方。植物的斑葉發生,若由突變而造成的嵌合體(chimera),則由組織培養方式繁殖,經誘導其頂芽或側芽之生長或增殖的途徑,斑葉較能維持,若繁殖的途徑產生癒傷組織、不定芽或體胚發生而繁殖植株,則常不能維持斑葉形式。由於組織培養技術只是生物技術的一項工具,不算是高深的學問,只要作物做得廣、做得多,從失敗中記取教訓,自然可學到其中的竅門。無論從事組織培養研究或生產者,應時常留意培植體的生長情形,有耐心地等待生長,多加觀察與記錄就會有意想不到的發現與結果。

 

 

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