在兰花培育和生产中,组织培养和无性繁殖是非常普遍而又重要的繁殖方法。通过无性繁殖可以保证人类所需的兰花种类得以世代延续,也可以产生能够遗传的变异,和培育人类所期望的优良品种。 兰花在无性繁殖中的变异,主要有染色体畸变、嵌合体和花外部形态的变异等。 兰花组培中极易发生变异 通过组培无性繁殖的兰花一般地讲保持了它们原来的性状,但变异却是明显存在的,这是因为:(1)在用生长点或其他部分作外植体时,在正常情况下不能进一步发育的内层细胞在分化后可以是异形的;(2)离体培养的环境条件极不同于体内条件,这种外界条件对于不同类型的细胞的选择有着相当大的影响;(3)在组织培养中突变率变大,新型细胞的选择将会引起在离体条件下新的基因型和表现型的产生。 在组织培养中兰花的无性系一般从愈伤组织或原球基再生出新的植株,当然不是所有在组织培养中产生的变异都能够保存下来并且发育为能在自然条件下生长的完整植株。 嵌合体和芽变。嵌合体是两种或两种以上遗传性不同的组织互相结合的植物(器官或组织)复合体,它来源于追随着体细胞分离的细胞分裂。所有的嵌合体相对来说都是不稳定的,并且可以转变为原来的组织类型,稳定的程度取决于它们的结构,即是:(1)新的变异细胞在茎尖位置;(2)细胞分裂的方向;(3)可以影响嵌合体发育的侧芽位置。由茎的突变部分发育而来的侧枝变为一个芽变,而另一侧发育的枝却不受影响,如果一个茎由两种不同种组织结合而成的芽发育而来,它就是一个嵌合体。 如何防止变异 在兰花生产中并不是所有的变异都是有价值的,相反有些变异是人们不期望的。因此在兰花组织培养中,为了降低变异的频率而应该从以下几个方面采取必要的措施。 (1)外植体。作为组织培养的外植体,应该避免采用已分化的组织,已分化的组织由不同基因型的细胞组成,应采用包含有分生组织和一个或两个叶原基的小块组织。另外,决不能从可能是嵌合体的叶片和花上选取组织进行培养。 (2)培养基。培养基成份对于正在发育组织的遗传型选择有很大影响,在培养基中添加椰子乳汁、酵母提取液等化学成份还不太清楚的复合物的作法是不应提倡的,这些物质虽有促进组织生长发育的作用,但会导致产生多倍体,激动素等植物生长素也有类似作用,因此,也应避免使用,或尽可能使用很低的浓度。 (3)外界条件。各种外界环境条件对于组织的生长和发育通常有相当大的影响,并且可能影响到植物的基因型。例如液体悬浮培养能促进多倍体细胞的生长;光的强度和明暗周期交替易影响特殊基因型的生存。组织培养继代次数过多易出现过多的变异。 如何诱导变异 在兰花培育和生产中,有时需要诱导产生一些变异,希望得到少量的可能是非常优秀的类型,基本的要求是得到遗传多样性,从中可以选择人们所期望的优良品质。诱导变异的主要方法有以下几种。 (1)化学诱变剂。已知具有诱变功能的化学物质种类很多,如甲基碘酸乙脂(EM幻可能是用于高等植物最有效的化学诱变剂之一,这种诱变可以得到高的突变率而对染色体的危害较少。另一种很有名的化学诱变剂是秋水仙素,它的作用是作为纺素体形成的抑制剂,从而使染色体加倍形成多倍体。 (2)物理透变。能够提高突变频率的物理因素是热、紫外光和电离辐射。常用的辐射源为X一射线、a射线和快中子。一般说来,射线的穿透能力愈强,它对突变的诱导能力愈大。 (3)嵌合体的分离。在分化组织中细胞的染色体组分在某种程度上可能是不同的,例如从二倍体兰花的组织中可能分离出四倍体细胞,并且这种细胞能够分化为四倍体植株。无性系中的每一个细胞都可能具有不同的染色体数目,在离体情况下可能自发地产生染色体突变或基因突变,每一个受到影响的细胞可以分裂并形成嵌合体。 利用和诱导兰花组织培养和无性繁殖中的变异,毫无疑问在将来兰花的品种改良中是非常有用的,而且随着原生质体培养,体细胞杂交,外源基因导入等细胞工程和基因工程新技术的应用,对于兰花品种的改良和优秀新品种的选育将产生巨大的影响。