百合屬‘普瑞頭’的組織培養(yǎng)和快速繁殖

張彥妮，李文英

(東北林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040)

百合為百合科(Liliaceae)百合屬(Lilium)，有很高的觀賞性,是高檔切花之一[1]。百合‘普瑞頭’(L.asitichybridscv. Prato)為亞洲雜種系百合[2]，株高平均約為83.3 cm，花朵直徑平均約為15.6 cm，碗型，橘紅色，無(wú)香味，抗寒性高，能在東北地區(qū)露地越冬[3]。由于抗寒性強(qiáng)，‘普瑞頭’是培育抗寒百合新品種的重要雜交親本，所以，對(duì)其的研究主要集中在花粉生活力的測(cè)定、遠(yuǎn)緣雜交以及百合遠(yuǎn)緣雜交的胚囊和胚胎發(fā)育及胚拯救等方面[4-8]。目前，對(duì)百合的組織培養(yǎng)和擴(kuò)繁也有研究，但相對(duì)較少[9-10]。本研究以亞洲百合品種‘普瑞頭’鱗莖為材料，設(shè)置不同激素種類和濃度，以期完善‘普瑞頭’鱗片組織培養(yǎng)再生體系，為其生產(chǎn)擴(kuò)繁、脫毒復(fù)壯、基因轉(zhuǎn)化等工作奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1材料 亞洲百合品種‘普瑞頭’的鱗莖取自東北林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院花卉研究所。

1.2方法

1.2.1無(wú)菌材料的獲得 洗去‘普瑞頭’鱗莖表面的泥土，除去有病斑和機(jī)械損傷的鱗片，取中外層無(wú)病斑的鱗片，放入三角瓶中，加入適量洗衣粉，然后放在自來(lái)水下沖洗3～4 h，在超凈工作臺(tái)上用無(wú)菌水沖洗3次，再用75%酒精消毒20～30 s后用無(wú)菌水沖洗3遍，放入0.1%升汞溶液中，滴入2～3滴吐溫消毒8 min，期間不斷搖晃，再用無(wú)菌水沖洗5～6次。用無(wú)菌濾紙吸干鱗片表面的水分。把鱗片切成0.5 cm×0.5 cm左右的小塊接種在MS培養(yǎng)基附加不同濃度6-BA(0、0.01、0.05、0.10、0.50、1.00、1.50 mg·L-1)和NAA(0、0.01、0.05、0.10、0.50、1.00、1.50 mg·L-1)的培養(yǎng)基中。采用鱗片內(nèi)側(cè)向上平放的接種方式，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，定期統(tǒng)計(jì)不定芽的分化情況。

1.2.2再生小鱗莖鱗片誘導(dǎo) 待再生小植株上的小鱗莖直徑超過(guò)0.5 cm時(shí)，取中外層，接種在MS培養(yǎng)基附加不同濃度6-BA(0、0.05、0.10、0.50、1.00、2.00 mg·L-1)和NAA(0、0.05、0.50、1.00、1.50 mg·L-1)的培養(yǎng)基中，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，一個(gè)月后觀察記錄誘導(dǎo)分化結(jié)果。

1.2.3生根壯苗 待組培苗約2 cm高時(shí)，切取長(zhǎng)勢(shì)好、無(wú)根的苗，接種到生根培養(yǎng)基(MS+0.05 mg·L-1IBA、MS+1.00 mg·L-1IBA、MS、1/2 MS+0.05 mg·L-1IBA、1/2 MS+0.50 mg·L-1IBA、1/2 MS+1.00 mg·L-1IBA、1/2 MS+2.00 mg·L-1IBA、1/2 MS)上，一個(gè)月后統(tǒng)計(jì)生根率、平均生根數(shù)。

1.2.4煉苗移栽 將生根后的組培苗進(jìn)行煉苗移栽，先打開三角瓶口的封口膜，經(jīng)過(guò)1 d后，取出并洗凈根部附著的培養(yǎng)基，移栽到蛭石中，15 d后移栽到沙和土壤混合壤土中，30 d后統(tǒng)計(jì)成活率。

1.3培養(yǎng)條件 所有培養(yǎng)基都采用固體MS培養(yǎng)基,培養(yǎng)基中蔗糖30 g·L-1、瓊脂8 g·L-1，pH值為5.8～6.0。1/2 MS培養(yǎng)基中，大量元素減半，pH值不變。培養(yǎng)溫度為(25±2) ℃，日光燈光源，光照強(qiáng)度2 000～3 000 lx，光照時(shí)間10～12 h·d-1。

1.4數(shù)據(jù)分析 不同激素、培養(yǎng)基對(duì)組培效果影響用Statistica 7.0中的多因素方差(Factorial ANOVA)分析進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1‘普瑞頭’鱗片在不同激素組合培養(yǎng)基上的分化效果 將鱗片消毒后接入到培養(yǎng)基上，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，剛接入的外植體為乳白色，15 d左右基部略有膨大，20 d 左右開始出現(xiàn)淡黃綠色愈傷組織，主要集中在鱗片外側(cè)靠近培養(yǎng)基處。鱗片的下部容易形成愈傷，上部和中部大多沒有明顯的愈傷組織生成。外植體多直接形成小鱗莖狀突起，然后分化成不定芽(圖1)。結(jié)果表明(表1)，培養(yǎng)基中只加NAA時(shí)，在濃度為0.05 mg·L-1時(shí)分化率最高(55.56%)。培養(yǎng)基中只加6-BA，濃度為1.5 mg·L-1時(shí)分化率最高(66.67%)，但平均分化芽數(shù)少于濃度為1.0 mg·L-1時(shí)的分化率。當(dāng)6-BA濃度為1.5 mg·L-1時(shí)，不定芽呈叢狀生長(zhǎng)，生長(zhǎng)較弱，有畸形芽出現(xiàn)。同時(shí)添加6-BA和NAA，能明顯促進(jìn)不定芽的生成，誘導(dǎo)率高于單獨(dú)添加6-BA和NAA。在培養(yǎng)基MS+0.5 mg·L-16-BA+0.1 mg·L-1NAA上分化率最高(85.00%)，且平均每塊分化的芽數(shù)最多(3.60個(gè))。所以，誘導(dǎo)小鱗莖的最適宜培養(yǎng)基為MS+0.5 mg·L-16-BA+0.1 mg·L-1NAA。方差分析結(jié)果(表2)表明，不同濃度6-BA和NAA組合對(duì)外植體分化率和平均芽個(gè)數(shù)影響顯著。

2.2不同激素濃度對(duì)再生小鱗莖鱗片分化的影響 再生小鱗莖鱗片的再生能力較強(qiáng)，20 d左右即可分化出小苗，誘導(dǎo)率均達(dá)到100%。結(jié)果表明(表3)，單獨(dú)添加6-BA時(shí)，濃度在1.0 mg·L-1時(shí)不定芽分化數(shù)最多(4.67個(gè))，植株長(zhǎng)勢(shì)良好(圖2)；單獨(dú)添加NAA時(shí),隨著NAA的濃度增大，平均生成的根數(shù)增多，但是誘導(dǎo)的芽數(shù)減少且出現(xiàn)畸形根，NAA的濃度為0.5 mg·L-1時(shí)平均生成的芽數(shù)最多(3.58個(gè))，且小苗生長(zhǎng)健壯；同時(shí)添加6-BA和NAA時(shí)，6-BA濃度為1.0 mg·L-1時(shí)，誘導(dǎo)的苗長(zhǎng)勢(shì)不佳，黃色且畸形，6-BA濃度為0.5 mg·L-1、NAA的濃度為0.05～0.50 mg·L-1時(shí)，誘導(dǎo)率和產(chǎn)生的芽數(shù)都很高，隨著NAA濃度增大生成的根數(shù)增多，但當(dāng)NAA的濃度達(dá)到1.00 mg·L-1時(shí)生成的芽數(shù)較少且誘導(dǎo)的苗長(zhǎng)勢(shì)不佳，根出現(xiàn)畸形；既能獲得數(shù)量很多的不定芽又能直接用于生根移栽的最適培養(yǎng)基為MS+0.5 mg·L-1NAA，誘導(dǎo)不定芽的最適培養(yǎng)基為MS+1.0 mg·L-16-BA。方差分析結(jié)果(表4)表明，6-BA和NAA濃度對(duì)再生小鱗莖鱗片的芽個(gè)數(shù)、生根率、生根系數(shù)影響顯著。

圖1 鱗片上誘導(dǎo)出的愈傷組織和叢生芽Fig.1 Callus and adventitious buds induced from bulbscale

表1 不同濃度6-BA和NAA組合對(duì)‘普瑞頭’鱗片分化能力的影響

表2 6-BA和NAA濃度對(duì)‘普瑞頭’鱗片分化能力影響的方差分析結(jié)果

圖2 生長(zhǎng)良好的叢生芽Fig.2 Cluster-shoots growing well

2.3生根培養(yǎng) 當(dāng)叢生芽長(zhǎng)為2 cm左右時(shí)，把叢生芽分成單株，接種到生根培養(yǎng)基中誘導(dǎo)生根，7 d后接種到含有IBA的培養(yǎng)基上的多數(shù)單株都有根生成，30 d后，觀察記錄根的生長(zhǎng)狀況。結(jié)果表明(表5)，1/2 MS培養(yǎng)基對(duì)于生根的影響好于MS培養(yǎng)基。IBA能促進(jìn)生根，隨著IBA濃度升高，生根率及平均根數(shù)都明顯增加。但I(xiàn)BA濃度達(dá)到0.5 mg·L-1時(shí)苗的葉尖就出現(xiàn)白化現(xiàn)象，濃度超過(guò)1.0mg·L-1時(shí)，葉尖白化且苗的生長(zhǎng)狀況不佳，萎蔫且根畸形。所以，最適的生根培養(yǎng)基為1/2 MS + 0.5 mg·L-1IBA(圖3)。方差分析結(jié)果(表6)表明，基本培養(yǎng)基、IBA濃度對(duì)生根率和生根系數(shù)影響顯著。

表3 不同激素濃度對(duì)再生小鱗莖鱗片分化的影響

表4 6-BA和NAA濃度對(duì)再生小鱗莖鱗片分化影響的方差分析結(jié)果

表5 基本培養(yǎng)基和IBA濃度對(duì)叢生芽生根的影響

圖3 叢生芽的生根

2.4組培苗的馴化及移栽 打開三角瓶的封口，1 d后小心取出生根的無(wú)菌苗，洗凈其根部的培養(yǎng)基，移栽到蛭石中，遮陰處理，注意通風(fēng)保濕，15 d后把無(wú)菌苗從蛭石中取出放入壤土(壤土和沙的比例為2∶1)中，無(wú)菌苗的成活率超過(guò)85.0%，且移栽后生長(zhǎng)狀況良好(圖4)。

圖4 移栽成活的苗Fig.4 Survival seedlings after transplanting

3 討論與結(jié)論

百合不同部位的鱗片不定芽的分化能力不同，外層、中部鱗片的分化能力大于內(nèi)部鱗片[11-12]，所以本研究直接采用外中層鱗片作為外植體進(jìn)行不定芽誘導(dǎo)。外源生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是細(xì)胞離體培養(yǎng)所必需的激素，合適的濃度和種類的適宜配比不但可以誘導(dǎo)細(xì)胞分裂和生長(zhǎng)，而且能控制細(xì)胞分化和形態(tài)建成[13]。不同激素組合對(duì)百合鱗片誘導(dǎo)分化不定芽的能力存在差異[14]，培養(yǎng)基中只加6-BA，濃度為1.0 mg·L-1時(shí)的分化率高且平均分化芽數(shù)最多。這與周蘊(yùn)薇等[10]的研究結(jié)果相同，但是分化率及分化系數(shù)低于其結(jié)果，這可能是因?yàn)樯却温人徕c對(duì)鱗片的毒害作用大。培養(yǎng)基中6-BA與NAA的適宜搭配，可使芽的誘導(dǎo)和增殖達(dá)到最高比率。但是6-BA與NAA的比例不能過(guò)高，否則會(huì)導(dǎo)致誘導(dǎo)率極低[15]。6-BA質(zhì)量濃度過(guò)高會(huì)使部分鱗片產(chǎn)生不定根，抑制不定芽的生成，植株細(xì)弱，不利于再生植株的正常發(fā)育[16-17]。本研究中當(dāng)NAA和6-BA的濃度超過(guò)1.5 mg·L-1時(shí)不定芽的誘導(dǎo)率比較低且出現(xiàn)畸形芽，證實(shí)了這一理論。

表6 培養(yǎng)基和IBA濃度對(duì)叢生芽生根影響的方差分析結(jié)果

再生小鱗莖鱗片的誘導(dǎo)效果及誘導(dǎo)周期短，分化能力強(qiáng)，可以作為百合組培再生體系較好的外植體，愈傷的誘導(dǎo)率較高且愈傷的質(zhì)量較好。誘導(dǎo)無(wú)菌小鱗莖鱗片生成不定芽數(shù)量多且生長(zhǎng)健壯的培養(yǎng)基為MS+1.0 mg·L-16-BA。而在MS附加NAA 0.5 mg·L-1的培養(yǎng)基上誘導(dǎo)出的不定芽及生根多，且植株生長(zhǎng)健壯，可直接用于生根移栽，且大大縮短了育苗周期。1/2 MS培養(yǎng)基比MS培養(yǎng)基的生根效果好，這和前人的研究結(jié)果相一致[18-19]，可能是由于MS培養(yǎng)基含有較高濃度的無(wú)機(jī)鹽而抑制了不定根的形成。IBA對(duì)生根有促進(jìn)作用，但I(xiàn)BA過(guò)高，根的數(shù)量過(guò)多，抑制根的伸長(zhǎng)，容易發(fā)生老化現(xiàn)象。崔剛等[20]對(duì)櫻桃(Cerasuspseudocerasus)、蘋果(Maluspumila)等進(jìn)行瓶外生根，未生根的苗木得到了充分的利用，所以也可以嘗試用瓶外生根的方式縮短百合育苗周期。

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