生物科技的精进,在农业种植领域早已掀起翻天覆地的改革,与大自然隔离的我们,总是懵然未知。
我国的木瓜种植,五年前竟已悄悄投入科研专才和资金,研究组织培苗(tissue culture)技术,改良传统种子繁殖法所存在的弱点,让大马木瓜的品质进一步升级和增产,应付及拓展国内外的木瓜市场。
切取木瓜组织培育幼苗的过程听起来很“简单”。
首先,从经过严格筛选的木瓜母树,切取芽头的部分;然后,在无菌的实验室内,再将芽头切分出来,置放入特别调配的营养基内。
接着,放在培苗室内让它生长,直到长出胚芽及根部之后,就移植到户外的果园,像传统种子繁殖那样,从幼苗长成果树,最后结果、收果、投入市场。
这“简单”的背后,是生物科技研究员兼雪隆果农公会秘书李心怡三年研究的心血———营养基是以化学物调配的,所含的纤维、钙、激素、浓度,都必须正确无误,分量恰好,单单“摄氏121度的高温杀菌,才能培育胚苗”,就经过了无数次的实验,调配出上百种配方之后,才找出现有的配方。
“不同植物有不同的营养基配方,所以这个只能用于木瓜培苗,若要进行其他的水果和种植物培苗,则须另外研究和调配。”
须确保“零菌生长”
另外,“细胞和组织是极度敏感的,只能在无菌的环境下生长”。所以,实验室和培苗室内都装置灭菌器,培苗过程的每一个阶段,都须经“脱毒”过程,确保“零菌生长”。
于是,进入第二个难题———果树的任何部位都有组织,也都能用于取材样本,但哪一个才是最好的生长部位?
哪一棵树是没有病菌的?结论是“芽头”,即采用木瓜的芽点,在培苗时可直接出芽,若用叶子,则需经历较长的过程。至于母树,则须经过一番隔离,确认是“健康的母体”,才能取材。
实验室内,开始面对植物组织的培养、离体发育、分化、增殖和诱导生根等考验。
在研究人员将木瓜芽头切分及植入营养基的过程,都会接触空气和细菌;接着,胚苗必须置放在24小时的冷气培苗室内,气温必须保持在摄氏25度或增减摄氏2度,搭配适当的灯光热度与光度,加上瓶罐内的空气循环,进行光合作用。
每月须更换胚苗营养基
每一天,工作人员除了观察培苗进展,还需检视每一瓶胚苗的情况,若是出现变异迹象,则须移走。此外,每一个月必须更换胚苗的营养基。原有的营养基瓶罐,则清洗后再使用。
(培苗室内的架子上,整齐排放着数以万计的胚苗,想想,单单观察、检视、更换、清洗,工程堪称“浩大”……)
气候温度变化 影响幼苗存活率
一般上,只要大约两个星期,组织培苗就会长出胚芽。待根部长成后,研究人员须再次取出芽苗,分开种植,以免分化太多,“纠缠不休”。
“芽苗最多只能在培苗室内10个月,通常6至8个月就会移植到户外,一些生长期较快的,4个月就能长到5、6寸的高度,已能移植到户外。”
不过,李心怡强调,移植到户外的培苗,不能直接种植在开放空间,而是移植到户外的温室内,经历一段“练苗”期之后,才能植入完全开放的果园地土壤。
“培苗室内的温度稳定,与户外的气候、土壤、水质有很大差异,尤其是气候温度变化,若直接种植,会影响幼苗的存活率。”
目前阶段,大约一个星期的练苗期,木瓜培苗的存活率已达80%至90%,但适应力较强的香蕉,存活率可达95%至98%。这也是研究人员目前仍在努力改进的不足之处。
李心怡说,木瓜培苗“夭折”的原因,主要是空气潮湿度和天气的转变很大,阴晴难测,冷热不定,温室内安装的喷雾系统,就是为了慢慢调适幼苗的适应力。
至于土壤,则选用园艺栽培种广泛使用的“泥炭土”(peat moss),这类种植土由泥炭苔或泥炭藓(sphagnum)构成,经干燥处理加工,土中有机物质是含碳的有机化合物,主要是碳、氢、氧三大元素。
此外,培苗过程可能产生的“变异”,是另一项关注重点。最初,营养基和胚苗变异的几率非常高,直到最近1、2年,才逐渐降低。研究团队目前将室内的变异率,设定在5%的宽限。
每一个过程,每一项细节,都一丝不苟的学问,用时间积累的研究成果。
最怕突发事件影响胚苗
组织培育技术虽然能通过人工和科技,掌控木瓜种植的品质和产量,但再怎么细心呵护,培苗及移植过程中还有让人措手不及的“意外事故”,而且是引发“大规模的集体死亡”的突发事件。
就在采访之前的两个月,实验室发生意外事故,导致电源中断,培苗室内气温飙升,结果就在短短5分钟内,培育中的10万棵胚苗,悉数死亡,完全来不及抢救!培苗团队的心血,付之一炬。
正准备离开实验室,随李心怡到果园“巡视成果”时,她突然慎重叮嘱“带走所有随身物件”———避免在户外泥地和各种细菌沾身,再带入实验室,影响胚苗。
当下,才真正意识到植物对环境的敏感程度。农业部提供。