首页 > 分享 > 技转!!叶片繁殖拖鞋兰! 轉帖

技转!!叶片繁殖拖鞋兰! 轉帖

花匠小妙招
2024-11-23 03:56

技转!!!叶片繁殖拖鞋兰!!! 轉帖

台灣中研院览号：09t-910419
创作人：张唯勤、陈婷玉、陈健忠本院览号：09t-910419
叶片繁殖拖鞋兰--技转!!!拖鞋兰(slipper orchids, paphiopedilum)每株价位仍居千元或万元不等，迄今仍无有效的无性繁殖法为高居不下之主要原因，谈不上量产企业。我们已开发出用成株叶片切块在合适培养基中，产生多量芽体，分别可发育成植株。珍贵稀有的兰花品种往往一株就有上百万元的身价，对一般人来说，的确是「只可远观，不可亵玩」。台湾以往被称为「兰花王国」，例如驰名国际的蝴蝶兰、外销日本的文心兰以及拖鞋兰等，为台湾赚进大把的钞票和国际知名度，但是，现在运用生物技术，只要想办法取得名贵兰花的一小片叶子，便可以复制出一颗一模一样的兰花了。台湾兰花花名远播中研院植物所张唯勤博士花了5年的时间，利用生物技术开发出可以复制文心兰和拖鞋兰等高价位兰花品种的技术。原来一株体态优美、花色艳丽的兰花品种动辄上千、上万元，未来或许只要几十元就买得到了。

兰花是植物界最大的科之一，共有2500多个品系。从热带雨林到沙漠地区，都有兰花分布的踪迹。摇曳生姿的风采、变化多端的花形以及五彩缤纷的颜色，正是兰花吸引众人目光的地方。台湾地处亚热带，温度、气候、雨量都相当适合兰花生长，目前已经有多种兰花进行商业栽培，蝴蝶兰、文心兰和拖鞋兰等，都是国际花卉市场上名闻遐迩的兰花品种。这些兰花的身价不斐，从几千元一株到上万元，甚至上百万元的品种都有，经营花卉进出口贸易的许明哲就指出，兰花的许多品系，至今仍无有效的无性繁殖技术，再加上兰花栽培的时间长、种子发芽率又低，因此，价格一直高居不下，近年来，虽有新的繁殖技术出现，但仍无法做到量产的规模。

首位尝试将组织培养的技术应用在兰花上的法国人莫瑞尔（g. m. morel），他的方式是取茎顶组织进行培养，再经由类原球体获得植株。若要以组织培养的方式来繁殖植物，首先就必须取得培植体，也就是从植物上取得细胞、组织或器官，再将这些培植体放入人工培养基上，经过一段时间的培养后，再藉由伤口诱生愈伤组织。叶片组织细胞再生植株虽然目前业界已利用组织培养方法繁殖文心兰，但仍缺少细胞再生成植株的明确方法。张唯勤则以叶片细胞直接再生成植株，以及由叶片组织所产生的愈伤组织细胞再生成植株等方法，来复制文心兰。张唯勤表示，以细胞复制文心兰时，须以花梗、根、茎及叶做为培植体，将这些培植体放入合适的人工培养基，一、两个月后，愈伤组织便会从根尖、茎及叶培植体的切口部位长出。这些被诱导的愈伤组织可以培养在培养基中，形成更多的愈伤组织，且仍具有再生植株的能力。如此一来，我们便不需要每次都从培植体去诱导新的愈伤组织。获得大量愈伤组织后，再进行体胚的诱导。理论上，每个细胞都可以产生一个体胚，所以一小块愈伤组织便可以诱导出数十个；甚至数百个体胚。至于体胚的发生，是培养的体细胞经过一连串类似有性胚发育的过程后，而形成小植株。张唯勤指出，除了以细胞复制文心兰外，素心兰、蝴蝶兰及拖鞋兰等，都可以经由愈伤组织诱导出小植株，但未来仍需进一步以营养器官或组织来诱导愈伤组织，才能针对特定的品种进行繁殖。直接体胚发生复制文心兰此外，张唯勤也以直接体胚发生的方式复制文心兰，这种技术不需经由愈伤组织，便可以诱导培植体形成体胚发生，进而再生植株。他将文心兰的叶片取下做为培植体，培养在不含植物生长调节剂的培养基中，约一个月后，叶片的尖端、上表面及切口部位，便会形成体胚，经过几个星期后，体胚会发育成为原球体，然后抽芽长大，最后形成小植株。研究助理陈婷玉表示，以电子显微镜观察体胚，可以看到大量的体胚从叶表面长出，同时除了叶子表面之外，叶子的尖端也是一个较容易形成体胚的地方。她指出，以直接体胚发生来繁殖文心兰的速率较快，从诱导培植体形成体胚到小植株、出瓶、驯化，仅需五到六个月左右的时间。此外，经由直接体胚发生所获得的小植株变异的机率较低，因为愈伤组织经过长期的继代，在生长调节剂等环境的刺激下，容易导致体细胞变异，比较起来，以叶细胞直接形成体胚确实比较稳定。在合适的条件下，每个叶细胞都会形成体胚，一片叶子便可以复制出许多性状及遗传物质相同的小植株，而这些小植株的叶片，也可以再用来诱导体胚发生，繁殖效率便可以大大提升。由于没有一种方式、或培养基，可以适用于复制所有的兰花品种，因此进行兰花繁殖时，都必须使用不同的方式。叶片切块繁殖拖鞋兰在复制拖鞋兰的方法上，张唯勤进一步开发一套仅以叶片就可以繁殖拖鞋兰的技术，也就是用成株的叶片切块，放到适合的培养基中，以产生多量的芽体，然后，分别发育成植株。这种经特殊设计的培养基，是一种类似植物荷尔蒙的物质，包含auxin（生长素）cytokinin（细胞分裂素）等多种成分，可以引导植物诱变，促使植物产生变化。简单地说，就是以植物荷尔蒙刺激，让植物产生各种生理变化，例如抽芽、细胞增殖、分裂，决定成长的速度等。一般来说，若采用传统的栽培方式，拖鞋兰从第一代到继代的出现，少说也要等上五年的时间；若以叶片的无性繁殖法，从叶子切片到长出丛生芽，再到成体，只需十个月左右的时间，不但缩短栽培的时间，还可以取得大量且性状与母代一致的植株。以往拖鞋兰的原生种一株高达50万元，现在至少也要7至8万的价位，未来只要进一步开发量产的方法、简化量化的步骤和流程，台湾以价格低廉、质量优良的兰花品种，进军国际花卉市场，一定相当具有竞争力，目前已经有四家厂商表达高度的兴趣，希望移转这项技术。「未来一株拖鞋兰卖五块钱也不是不可以，不过，希望这项技术不会让所有种植兰花的花农失业！」张唯勤说。兰花繁殖法「兰花的繁殖，有分株、无菌发芽及组织培养等几种方式。」张唯勤指出。所谓的分株，就是将兰花在植珠基部所形成的侧芽，切离母体，使这些侧芽单独存活。这种方法可以取得与母体（母代）性状一致的下一代，缺点是繁殖的数量很有限，一年只能增殖一至两倍，经济效益不高。一般来说，兰花种子内的胚，必须和一种细菌（兰菌）共生后才会发芽。而无菌发芽，却是将兰花种子播种于灭菌过的培养基中，让培养基中所含的糖类及营养元素取代兰菌，帮助兰花种子的胚继续发芽成株。无菌发芽的方式复制兰花，可以得到大量的种苗，但种子本身经由有性生殖而来，经过基因重组的过程，因此，无法得到与母代性状一致的下一代，让优良的兰花品种繁衍至下一代。目前商业栽培的兰花，大多以组织培养的方式繁殖，也就是取植物的细胞、组织或器官进行体外培养，以取得性状及遗传特性一致的植株，这种技术已经广泛地应用在植物的繁殖及育种上。另外，也有人以芽体增殖的组织培养方式复制兰花，例如，蝴蝶兰便是利用花梗芽进行繁殖，不过，这种方法的繁殖效率较差，成本也较高。目前以细胞来复制兰花仍仅限于文心兰、素心兰及蝴蝶兰等，几种品种。
张唯勤dr. wei-chin chang
学历：美国加州大学河边分校植物生理系博士
台湾大学园艺系学士
经历：美国加州大学河边分校、猷他州立大学博士后研究员
中央研究院植物研究所研究员
特殊成就：1980年曾经有一篇《人参开花》的论文，创下台湾第一个学术性论文刊登在《nature》上的先例。
-----------------------------------------------
陈健忠　助理教授最高学历：国立台湾大学农学博士学术专长：植物生理、植物生长与分化、植物形态发生、植物组织培养、植物基因转殖、扫描式电子显微镜、兰花细胞培养教授课程：普通生物学、药用植物学
（一）文心兰之试管内形态发生：已建立文心兰主要品种（oncidium gower ramsey）及盆花品种（onc.sweet sugar）体胚发生之再生体系（chen et al., 1999; chen & chang, 2000a,b）。并利用这些再生系统进行一系列的形态发生研究（chen & chang, 2001; 2002; 2003a,b; 2004）。目前已获得高效率的直接体胚发生体系，长度约 1 公分的叶片培植体可形成数十个体胚（如图），而每个体胚皆可长成完整的植株。未来将进行文心兰试管内开花的诱导，并利用叶培植体直接体胚发生之再生体系（chen et al., 1999），进行基因转殖之相关研究。

（二）蝴蝶兰重复性胚发生之再生体系：以白花蝴蝶兰（phalaenopsis amabilis）原球体进行诱导，成功获得重复性胚发生之再生体系（chen & chang, 2004），本论文内容之扫描式电子显微镜图片获选为 in vitro-plant 之封面。此再生系统的优点是不需经过植株开花、授粉及结果及播种之过程，即可在短时间重复获得大量的胚，适合作为胚形态发生及相关生理现象之研究。

（三）蝴蝶兰叶培植体直接体胚发生与基因转殖：蝴蝶兰（phalaenopsis amabilis & phalaenopsis little steve）幼叶培植体不经由愈伤组织，直接自叶表面及切口处形成体胚，这些再生体胚最后发育成为形态正常的小植株（kuo et al., in press; chen & chang, in press）。未来将进行一系列培养环境、培养基成分及生长调节剂等因子的测试，以期提高体胚发生的效率。目前已应用此再生体系进行素心兰嵌纹病毒鞘蛋白基因（cymmv cp gene）之转殖。

（四）拖鞋兰之细胞培养：由于组织培养技术尚未成熟，拖鞋兰目前仍以无菌播种为最主要的繁殖方式。近年来，虽有经原球体来源愈伤组织、丛生芽及叶片获得小植株的报导（lin et al., 2000; chen et al., 2002; 2004），其繁殖效率仍有待提升。未来将朝细胞悬浮培养及体胚发生诱导等方向进行研究，以期发展出具实用价值的拖鞋兰无性繁殖体系。

（五）石斛兰直接体胚发生与植株再生：已建立石斛兰（dendrobium chiengmai pink）直接体胚发生之再生系统，并探讨生长调节剂对于体胚发生效率之影响（chung et al., in press），未来将进一步测试其他培养条件，并将此技术应用至药用石斛之相关研究上。

（六）兰花细胞培养系统之建立：兰花是植物界最大的科之一，除了文心兰、蝴蝶兰及拖鞋兰等目前在台湾较为重要外，尚有许多具潜力的种类有待开发。未来将搜集珍稀的兰花品种，进行细胞培养等相关的研究，以期对种原保存、种苗繁殖及生物技术研究有所帮助。

（七）槟榔之试管内形态发生：槟榔（areca catechu l.）是台湾相当重要的经济作物，目前繁殖方式大多是从种子发芽而来，姑且不论其在社会上之评价为何，单纯就学术研究角度而言，槟榔的试管内形态发生是一个相当有趣的题目。取顶芽、种胚、根、茎叶进行愈伤组织的诱导，再经由芽体形成或体胚发生的途径获得植株，目前已获得成功（wang et al., 2003a,b; wang et al., in press），未来将针对重复性胚发生或试管内开花等生理现象进行深入研究。