摘要:斑兰叶,学名香露兜(Pandanus amaryllifolius Roxb.)是海南自主培育的热带特色高效作物。目前花果未见,主要以无性分蘖繁育为主。针对斑兰叶传统无性繁育效率低(2~4年/代)和受外界环境影响,多代连续繁育后,使病毒在种苗世代中积累,出现种苗退化严重,导致叶片黄化、品质降低、产量下降等问题。中国热科院香饮所基于间接循环再生的组培快繁技术,通过外植体灭菌与愈伤组织诱导、液体间歇浸没循环再生(TIS)以及丛生芽分化生根等技术,高通量繁育斑兰叶优质组培苗,使繁育效率提升80%以上,种苗成活率由80%提高至90%以上,关键香气成分2—乙酰—1—吡咯啉(2AP)含量提高20%,育苗成本下降30%,亩产量提高40%,获得种苗抗性强,品质更优,育苗周期缩短至1年。近3年累计生产优质种苗200多万株,已在海南省万宁、琼海、陵水、海口、保亭、琼中、文昌、儋州等市县示范辐射推广1000亩以上,为斑兰叶产业健康快速提供种苗基础。

一、技术概述

(一)背景情况

斑兰叶,学名香露兜(Pandanus amaryllifolius Roxb.),又名斑斓叶、香兰叶,为露兜树科(Pandanaceae)露兜树属(Pandanus)。斑兰叶叶片富含角鲨烯、亚油酸、草蒿脑和甾醇等活性成分,主要香气成分2—乙酰—1—吡咯啉(以下简称2AP),能散发出一种特殊香气—粽香,具有增强细胞活力、加快新陈代谢、提高人体免疫力的作用,广泛应用于食品、医药、化妆品、花卉等行业,市场潜力巨大。

斑兰叶花果未见,目前在种苗繁育方面以无性分蘖繁育为主,且对母株的生长程度要求高,且母株的繁育效率有限,需要逐步分蘖繁育。多代连续繁育后,使病毒在种苗世代中积累,出现种苗退化,导致叶片黄化、品质降低,产量下降等问题,致使斑兰叶产业经济效益降低。有研究表明斑兰叶的2AP含量是香稻含量的10倍多,2AP不仅具有香味,还有增进食欲和促进新陈代谢的作用。因此2AP含量是评判斑兰叶种苗质量高低的主要指标之一,种苗组培快繁能够在短时间内不受外界影响下提高种苗繁育效率,经外植体灭菌后获得愈伤组织,通过间歇浸没式系统(TIS)能够进一步提高丛生芽的分化率、丛生芽中单芽的质量,单芽生根后能够直接育苗无需炼苗,该方法能减少继代次数、培养时间及炼苗壮苗环节。因此斑兰叶种苗组培快繁及工厂化,生产优质种苗,能够降低生产成本,解决种苗退化、繁育效率低、品质下降等问题。

海南省政府高度重视斑兰叶产业高质量发展。在中共海南省委农村工作领导小组关于印发《海南省林下经济高质量发展实施方案(2023—2025年)》的文件中,提出围绕林下经济种养模式的布局和发展需求,支持科研院所、高等院校和企业开展斑兰叶种苗培育和快速繁育技术攻关和优良推广项目。2024年9月~10月海南省农业农村厅联合海南省财政厅连发2个文件《海南省农业农村厅 海南省财政厅关于公布 2024年省级优势特色产业集群项目名单的通知》和《海南省农业农村厅 海南省财政厅关于印发〈2024年海南省榴莲优势特色产业集群建设方案〉〈2024年海南省斑兰优势特色产业集群建设方案〉的通知》在海南儋州市、文昌市和万宁市地区建立省级斑兰优势特色产业集群,其中中国热带农业科学院香料饮料研究所承担斑兰叶组培苗推广项目,负责在全省范围内推广60万株以上斑兰组培苗,并开展斑兰种植相关培训。经过长时间发展,海南斑兰叶种植面积约3万亩,其中部分种植园种植时间已接近甚至超过斑兰叶经济寿命,急需进行园区清理和种苗更换,按照每年改造和新种1000亩计算,预期每年需种苗200多万株,市场对斑兰叶优质种苗的需求量大。

(二)推广应用情况

斑兰叶组培高通量繁育技术自2020年以来,近3年技术累计生产优质种苗200多万株,在海南省万宁、琼海、陵水、海口、保亭、琼中、文昌、儋州等市县进行组培苗推广应用,示范辐射推广1000亩以上,亩产量提高40%。并以基地示范、现场指导、科技培训等手段/形式,组织开展斑兰叶组培高通量繁育技术服务活动20场次,培训农户、技术骨干等400多人次。组培苗较分蘖苗产量逐年上升,抗性更强,品质更优,应用效果良好,带动当地老百姓增收致富,经济、生态和社会效益显著,推广前景广阔,为斑兰叶产业高质量发展、带动产业升级均具有重要促进作用。

(三)技术效果

应用该技术进行斑兰叶种苗标准化和规范化生产,斑兰叶种苗长势良好,抗性更强,品质更优,繁育效率提高80%以上,种苗成活率由80%提高至90%以上,2AP含量增加20%以上,育苗成本下降30%,亩产量提高40%,大幅度增加斑兰叶经济产出,经济效益显著。而作为一种“海南味”很足的特色香料作物,斑兰叶自身的天然绿色香料、产品种类多接地气、劳动投入少、适合林下发展等诸多要素,使其具备快速发展成为海南特色乡村振兴产业的独特优势,前景极为广阔。通过该技术的推广运用,将显著增加我国斑兰叶种苗数量和质量,解决斑兰叶种苗品质参差不齐的难题,促进产业提质增效。

(四)入选和获奖情况

以斑兰叶组培高通量繁育技术为核心的科技成果“斑兰叶高通量种苗繁育及槟榔林下高效栽培技术”获第二十三届高交会优秀创新技术,“斑兰叶种苗繁育及林下栽培技术”获第二十三届高交会优秀产品奖,“斑兰叶种苗繁育及林下栽培技术”获中国热带农业科学院“十三五”十大转化技术成果。制定发布农业行业标准《香露兜 种苗》(NY/T4264—2023)、海南省地方标准《斑兰叶 组培苗》(DB46/T645—2024)、《斑兰叶组培快繁技术规程》(DB46/T646—2024)、《斑兰叶(香露兜)种苗》(DB46/T577—2022)与《斑兰叶(香露兜)种苗繁育技术规程》(DB46/T578—2022)5项。

二、技术要点

1. 外植体选择与消毒

采取斑兰叶老茎上的0.5cm以下的侧芽作为外植体,将外植体经过75%乙醇处理30s,再用0.1%升汞10min,接种在无激素的改良MS培养基上,经过15d左右的培养时间,如外植体周围不长出杂菌,则视为灭菌处理成功,获得无菌外植体。

2. 愈伤组织诱导

将无菌外植体接种在愈伤诱导培养基上,温度22℃~25℃,暗培养60d左右,待外植体基部膨大,获得淡黄色愈伤组织(愈伤诱导培养基:MS+2mg/L 6—BA+0.05mg/L TDZ+30g/L 蔗糖+7g/L 琼脂,pH值为5.6~5.8)。

3. 愈伤组织TIS胚性增殖

将愈伤组织分别接种在胚性增殖培养基上,按接种密度0.5g/瓶,促芽培养液间歇频率为30min/4h,进行愈伤组织胚性增殖(继代增殖培养基:MS+0.4mg/L 6—BA+0.05mg/L NAA+30g/L 蔗糖,pH值为5.6~5.8)。

4. 丛生芽再生

愈伤组织接种到芽诱导培养基后,将组培瓶整齐、均匀摆放在培养架上,温度26℃~28℃,光照强度1000lx~2000lx,光照12h,黑暗12h,诱导40d~60d,获得丛生芽和愈伤芽团(芽诱导培养基:MS+1mg/L 6—BA+0.05mg/L NAA+30g/L 蔗糖+7g/L 琼脂,pH值为5.6~5.8)。

用解剖刀将丛生芽切割成单株小芽或小芽团块,将小芽或小芽团块接种到继代增殖培养基中,宜4株(团)~5株(团)/瓶。接种完毕后做好标记,注明材料名称、接种日期、培养基类型等事项。培养室温度为26℃~28℃,光照强度1000lx~2000lx,光照12h,黑暗12h,30d继代一次。

5. 生根壮苗

将苗高≥6.0cm的芽苗,取出放置于无菌的接种盘上,去除茎部处多余愈伤组织,分成单株接种到装有生根培养基的组培袋中,宜接种10株/袋,封口。接种完毕后做好标记,注明材料名称、接种日期、培养基类型等事项。光照强度1500lx~2500lx,光照12h,黑暗12h,30d后检查幼苗基部新根生长情况。将带有愈伤组织的芽团和苗高<6.0cm的芽苗,再次进行愈伤诱导和芽诱导(生根培养基:MS(大量元素减半)+0.05mg/L IBA+30g/L 蔗糖+7g/L 琼脂,pH值为5.6~5.8)。

图1 斑兰叶组培高通量繁育过程

6. 组培苗移栽

栽植前,用基质填满容器,整齐摆放在苗床上。用镊子轻轻取出试管苗并洗净其根部培养基,用1g生根可溶性粉剂1000倍液浸泡5min~8min。浇湿育苗基质后在基质中挖2.0cm~3.0cm×0.5cm~1.0cm(深度×宽度)左右大小的苗坑,再将试管苗放进苗坑内,叶片及茎部全部露出,回填基质压实。对苗床边上的育苗容器进行培土,淋足定根水,并用50%多菌灵可湿性粉剂500倍液喷淋消毒。

图2 斑兰叶组培苗炼苗

7. 水肥管理

每天查看基质湿度,表面发干即补水保湿。当苗的叶片长至≥5.0cm时开始喷施叶面肥,30d~60d施肥1次。叶面肥推荐用量为3%(质量分数)速溶复合肥(15—15—15)配制的液态肥,喷施量以种苗叶片湿润为宜。

8.出圃

(1)试管苗炼苗

将生根后的试管苗,剪开组培袋漏出3.0cm~4.0cm宽的开口,炼苗3d~5d,炼苗时温度为26℃~28℃,光照强度1000lx~1500lx,保持环境洁净。

图3 斑兰叶组培试管苗

(2)容器苗炼苗

容器苗炼苗管理按照表1的规定执行。

(点击图片放大查看)

图4 斑兰叶组培苗出圃

(3)出圃标准

试管苗容器完好,培养基完整不松散,植株淡绿,生长旺盛,苗高≥6cm,茎粗≥1.5mm,经过炼苗后,具有更高的存活率,保证后续育苗的成功率。容器苗育苗容器完好,育苗基质完整不松散,植株直立,具有4条以上长度≥5cm气生根,4片以上的长度≥8cm完整叶片,苗高≥1cm,茎粗≥8mm,生长健壮,叶片淡绿,无机械损伤时,具有较好的环境适应能力,能较快的恢复生长。通过炼苗、分蘖苗根等处理,可以保证较好的种苗成活率。

三、适宜区域

海南省全省均可推广应用。

四、注意事项

1. 斑兰叶组培快繁全过程需在无菌环境下进行,即对操作环境的洁净度有一定的要求。

2. 该技术运用需要熟练掌握的技术工人,故需要提前对技术工人进行相关技术培训后才能操作,防止因操作失误导致大面积污染。

五、技术依托单位

单位名称:中国热带农业科学院香料饮料研究所

联系地址:海南省万宁市兴隆热带植物园

邮编:571533

联 系 人:吉训志、鱼欢、秦晓威

联系电话:18876794730,0898-62553687

电子信箱:18876794730@163.com

来源:海南省农业农村厅

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