卡特兰类原球茎诱导及增殖再生条件研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

卡特兰以其花型硕大多姿、气息芬芳可人，颜色丰富多彩，有热带兰之王之称，哥伦比亚、巴西、哥斯达黎加等国都以卡特兰为国花^[1]。近年来，卡特兰的杂交育种和繁殖栽培技术在国际上发展迅速，每年都有大量优质新品种不断涌现。截止到2010年12月31日，在国际兰花品种登录机构英国皇家园艺学会(rhs)上正式登录的卡特兰（cattleya）品种已达到35546个，杂交组合数量名列兰科（orchidaceae）植物之首^[2]。但国内对于卡特兰的研究起步较晚，品种更新速度严重落后于发达国家，且尚未形成完善的科研体系，其工厂化生产方式也远没有蝴蝶兰等其他洋兰的规模大。

目前国内对于卡特兰的研究并不深入，其中基因工程研究数量较少而且较为分散，而组织培养技术是进行卡特兰基因工程研究的基础。卡特兰增殖培养主要有两种方式，一是通过类原球茎大量增殖，再将类原球茎转入分化培养基后分化成苗；二是先使类原球茎分化成丛芽，在丛芽增殖培养基上使丛芽大量增殖来达到快繁的目的^[3]。吕复兵等研究得到了卡特兰类原球茎增殖的最佳培养基配方，但并未对类原球茎途径和丛生芽途径进行对比实验^[4]。丁兰等研究表明卡特兰的增殖培养以丛生芽的增殖途径优于类原球茎增殖途径。

在外植体方面，卡特兰组培中应用最多的外植体是茎尖和种子，将叶片、茎段、根段、根尖作为外植体相对较少。目前使用卡特兰茎尖作为外植体的组培快繁技术已较为成熟^{[3, 5-7]}。茎尖是最早用于兰花快速繁殖的外植体，应用相当广泛，茎尖做外植体较适于复茎性兰花，且卡特兰快繁首先在茎尖培养中取得成功^[8]。梁国平在无菌条件下剥取长0.5cm的卡特兰小苗茎尖，接种在以ms为基本培养基，附加不同激素的培养基中，20天后长出浅绿色的愈伤组织，上面有许多小毛状物^[9]。丁兰等切取l～2mm的茎尖接种在kc kt1mg/l naa0.1mg/l的诱导培养基中，避免高浓度激素导致植株变异，诱导率高达83%^{[6, 10]}。赵贵林等切取长约2~3cm的茎尖分生组织块，在1/2ms ba2mg/l naa0.2mg/l 椰乳200ml/l 3%蔗糖的培养基中，能够分生出较多的愈伤组织和不定芽，诱导率受椰乳和ba/naa从浓度配比较大，以ba浓度为2mg/l，配比系数约为10，较有利于不定芽的发生^[11]。鲁雪华等切取0.3~0.5mm长的茎尖，接种2周后基部开始膨大，一个月后逐渐产生黄绿色小的瘤状愈伤组织，培养基为ms ba3mg/l naa0.5~1.0mg/l 蔗糖3%，诱导率高达97.2%^[7]。

2. 研究的基本内容和问题

【研究目标】

（1）对卡特兰离体快繁体系进行优化；

（2）寻找卡特兰离体状态下保持类原球茎形态增殖的最佳条件；

3. 研究的方法与方案

【研究方法】

取卡特兰茎尖表面消毒灭菌后接种于培养基上，在一般条件下增殖作为试材，以茎尖为外植体进行类原球茎诱导及增殖和分化条件研究，在现有基础上优化卡特兰的快繁体系；以类原球茎为材料寻找导致其发生快速分化的关键因素，制作石蜡切片观察细胞分化的发生过程，得到类原球茎稳定增殖及其发生分化成苗的最佳环境条件。

【实验方案】

4. 研究创新点

特色或创新之处

目前尚未有报道利用制作石蜡切片的方法对卡特兰类原球茎的增殖、分化进行组织学分析，本实验综合激素浓度和细胞发生的微观形态从宏观和微观两方面寻找保持类原球茎稳定增殖的条件，为卡特兰工厂化生产及遗传转化、细胞融合和原生质体培养等深入研究奠定良好基础。

5. 研究计划与进展

研究计划及预期进展

2013.32013.7 将卡特兰材料培养，所获无菌苗进行增殖，已获得足够试材；

2013.8～2013.11 将增殖后的试材按实验方法进行诱导类原球茎、增殖、分化再生等条件研究，比较所设各梯度间分化差异，优化快繁体系；