百合科植物組織培養(yǎng)研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景展望

王朝陽　宋宏偉　王建　殷兆晴

摘 要 百合是具有較高觀賞性的一種植物，能夠為種植者帶來較大的經(jīng)濟收益。近年來，圍繞百合觀賞性、抗性、品質(zhì)以及繁殖能力等方面進行育種已經(jīng)取得較大成效，培育出較多的新品種?；诖?，對百合科植物組織培養(yǎng)現(xiàn)狀進行分析，并對百合科植物組織培養(yǎng)發(fā)展前景作出研究。

關(guān)鍵詞 百合科植物；組織培養(yǎng)；外植體；培養(yǎng)條件

中圖分類號： 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.18.101

百合科植物屬性可以分為280屬，品種有近3800種，在世界各地均有分布，尤其在溫帶以及亞熱帶區(qū)域生長較多。在我國有近四分之一類，600多種，在我國各個地域分布。百合科植物有較高價值，既是觀賞性較高的名花，又具有藥用價值，部分品種可以直接服食，還有部分品種能夠作為化妝品的主要原料。百合科植物一般通過分株、分球、扦插等方式培育繁殖，但經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，這種培育方式會使百合的價值下降，甚至會產(chǎn)生毒性，所以利用植物組織技術(shù)進行培養(yǎng)能夠解決這些問題，保障物種優(yōu)質(zhì)性。

1 百合科植物組織培養(yǎng)技術(shù)發(fā)展研究

20世紀中期，國外百合組織培養(yǎng)技術(shù)首次發(fā)表，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)記載，現(xiàn)階段國內(nèi)外已經(jīng)有24屬百合科植物培育成功，其中百合科植物培養(yǎng)成功的在30種左右。目前，較多的百合科植物組織培養(yǎng)技術(shù)已經(jīng)進入成熟期，能夠很好地應(yīng)用在工廠育苗中。

1.1 外植體選擇與消毒

1.1.1 外植體選擇

在百合科植物組織培養(yǎng)過程中，外植體一般會選擇植物的根莖、葉片等。外植體要根據(jù)百合科植物的培育目標進行選擇，如培養(yǎng)外植體的目標是獲取單倍體或者二倍體，在選擇外植體時可以選擇花藥、花粉等。若是向?qū)崿F(xiàn)百合科植物快速繁殖或者脫毒的目標，則在選擇外植體方面可以選用鱗片或者莖、尖。

進行組織培養(yǎng)時，選擇的外植體一般具有易培養(yǎng)的品質(zhì)。外植體的選擇決定了目標性質(zhì)，所以選擇易消毒和不容易發(fā)生變異的材料作為外植體效果最佳。周歡等[1]利用新鐵炮百合的葉片、花瓣、花絲以及種子等作為外植體，對離體培養(yǎng)再生能力進行分析，通過研究發(fā)現(xiàn)，種子分化能力較強，然后是鱗片和花瓣，葉片則是在分化能力上表現(xiàn)較弱。高敏等[2]對香水百合的花托、子房、花絲進行組織培養(yǎng)，最終發(fā)現(xiàn)花托分化能力最強、子房分化能力居中、花絲分化能力較弱。

1.1.2 外植體殺菌

百合組織培養(yǎng)使用較多的外植體是鱗莖，鱗莖一般在地下生長，所含有的細菌較多，在滅菌時較為困難，一但殺菌不當極易出現(xiàn)感染，整個殺菌過程具有較高的復(fù)雜性。朱旭東[3]在對東方百合索邦、元帥、西伯利亞的莖尖進行組織培養(yǎng)時，首先將種球外部出現(xiàn)壞死的病菌以及污染嚴重的鱗片剝離，再將種球外部的鱗片提取，將洗衣粉溶于適量的水攪拌10 min，然后使用流水工具沖洗2 h，經(jīng)過一段時間的晾曬后擱置備用。將清洗干凈的鱗片置于濃度為75%的酒精中進行消毒，時間設(shè)定為

30 s，然后利用無菌水再次沖洗，使用0.1%升汞溶液再次消毒10 min，使用無菌水沖洗5次，利用濾紙將水分提取干凈后備用[3]。

梁宏偉等[4]以宜昌百合鱗莖作為外植體，將鱗莖中的三層鱗片提取，使用自來水沖洗，然后再次用純凈水沖洗2～3次。鱗片在晾曬后使用濃度為75%的酒精浸潤15 s，通過氯化汞消毒10 min，最后使用滅菌水沖洗3～4次。對于鱗莖來講，利用珠芽、花苞作為外植體，被污染的較少，殺菌過程不是很復(fù)雜。齊春敏[5]等人首先使用濃度為75%的酒精浸泡3～12 min，然后利用氯化汞消毒3～9 min?，F(xiàn)階段我國較為常用的方法是通過濃度為75%酒精和氯化汞利用不同時間組合進行外植體消毒。

1.2 培養(yǎng)基種類和培育方式

1.2.1 培養(yǎng)基類型甄選

百合科植物在組織培養(yǎng)中一般會適用的培養(yǎng)基為MS，部分研究人員會適用N6、SH作為基本培養(yǎng)基，效果以MS最佳。孫必閑[6]在誘導(dǎo)大蒜不定芽時，B5效果也較為不錯。

1.2.2 培養(yǎng)方法選擇

植物組織培養(yǎng)方式有固體培養(yǎng)、半固體培養(yǎng)以及液體培養(yǎng)，較為常用的便是固體培養(yǎng)。百合科植物美麗豹子花、虎眼萬年青、延齡草、虎尾蘭等組織培養(yǎng)一般會適用固體培養(yǎng)基。谷祝平等[7]研究人員將百合未授粉子房加入到改良的MS以及N6固體培養(yǎng)基中，能夠獲取整株再生植被。

1.3 培養(yǎng)條件

光照、溫度、培養(yǎng)基pH值都會對百合科植物培育產(chǎn)生影響。外植體培養(yǎng)初期以及愈合階段，一般會選擇較為黑暗的環(huán)境或者弱光環(huán)境，器官在分化階段，則需要較多的光照，組織培養(yǎng)常用溫度在20～30℃，培養(yǎng)基pH值使用范圍維持在5.5～6.0。邵春昕[8]對西藏卷丹研究時發(fā)現(xiàn)，黑暗環(huán)境更易使愈傷組織形成。萬勇等[9]認為，黑暗環(huán)境會使百合科植物小鱗莖萌動速度增加，若在光照條件下則會使鱗片顏色變紫，萌動速度較慢。

2 百合科植物組織培養(yǎng)應(yīng)用研究發(fā)展

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及不斷的研究發(fā)現(xiàn)，百合科植物組織在培育品種、繁育以及次生代謝產(chǎn)物方面取得了較大進展。組織培養(yǎng)方式在育種方面一般會體現(xiàn)在資源保存、種質(zhì)資源創(chuàng)新和新品種選育上。通過離體保存方式將百合科植物保存已經(jīng)得到應(yīng)用。在種質(zhì)資源創(chuàng)新方面，谷祝平等[10]人使用未授粉的大衛(wèi)百合子房離體培養(yǎng)獲取了單倍體植物。而黃濟明等[11]人使用秋水仙素對二倍體百合鱗片進行處理，最終獲取了較多的多倍體百合植物。在新品種選擇方面，黃濟明等使用王百合與大衛(wèi)百合做雜交實驗，并在最后培育出遠緣雜交種。孫利娜[12]通過鈷射線照射的方式對百合鱗片做離體培養(yǎng)，在最終獲得大量的變異植物。

組織培養(yǎng)快速繁殖在良種繁育方面還能夠在植物快速繁殖以及脫毒苗生產(chǎn)方面使用。孫旭進[13]在利用組培技術(shù)培養(yǎng)百合成功后，快速繁殖技術(shù)的不斷發(fā)展使百合科植物工廠化。現(xiàn)階段，百合、玉簪、郁金香、大蒜等植物已經(jīng)建立了工廠化繁殖體系，脫毒種苗技術(shù)在工廠生產(chǎn)上應(yīng)用已經(jīng)日益廣泛。

組織培養(yǎng)快速繁殖已經(jīng)利用到次生物代謝產(chǎn)物生產(chǎn)方面，蘆薈、黃精等植物通過組培快繁方式、增加次生代謝產(chǎn)物產(chǎn)量技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用。楊楊等[14]在對比野生川貝母總生物含堿量以及組培川貝母總生物含堿量時，發(fā)現(xiàn)組培川貝母含堿量明顯較高。通過使用快速繁殖川貝母鱗莖從而提取生物堿，能夠大幅度對市場供求情況緩解，并提升川貝母質(zhì)量。賈廷耀等[15]人經(jīng)過試驗分析同樣得出以上結(jié)論，伊貝母在培養(yǎng)8次后，不定芽以及不定根中的生物堿含量會比栽培五年的伊貝母根中堿含量高，能夠提升伊貝母生物堿含量。

3 百合科植物組織培養(yǎng)展望

百合科植物本身具有較大的經(jīng)濟價值。組織培養(yǎng)在百合科植物資源保存以及種質(zhì)資源創(chuàng)新方面應(yīng)用前景廣闊，所以加大力度對百合科植物進行技術(shù)培養(yǎng)和研究，能夠推動名百合科植物育種、良種繁育以及次生代謝產(chǎn)物生產(chǎn)。

百合科植物組培快速繁殖技術(shù)已經(jīng)獲得了較大進步，但是如無葉蓮屬、白絲草屬等植物組培技術(shù)還不夠完善。蛛抱蛋屬的一葉蘭快速繁殖技術(shù)還不能進行實際應(yīng)用，生產(chǎn)資質(zhì)還不夠。在實際生產(chǎn)中常用的百合科植物主要是玉簪、萬年青以及百合等，工場繁殖速度依舊不夠理想，污染、褐化、玻璃化等問題依舊對工廠生產(chǎn)產(chǎn)生較大影響，技術(shù)水平還有待提升。所以只有更好地開展百合科植物組織培養(yǎng)研究，才能夠在實際生產(chǎn)中取得更大的成效。

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（責任編輯：劉昀）