食用百合生態(tài)適應(yīng)性及離體繁殖差異

崔光芬 段青 杜文文

摘要：以蘭州百合、川百合、卷丹、龍牙百合為材料，研究4種百合土壤栽種時(shí)的物候期、鱗莖生長量、株高及鱗莖在培養(yǎng)基上培養(yǎng)的不定芽增殖倍數(shù)、分化率差異。結(jié)果表明，卷丹發(fā)芽相對最早，龍牙百合發(fā)芽晚于其他3種百合 1～2周;蘭州百合苗期短、開花早，枯萎期歷時(shí)長達(dá)8周;4種百合采收時(shí)鱗莖鮮質(zhì)量增加值由高到低依次為卷丹>龍牙百合>川百合>蘭州百合，其中，卷丹鱗莖鮮質(zhì)量增加相對最高，為33.92 g，龍牙百合圍徑增加相對最大，為 4.35 cm;蘭州百合在6-BA、NAA濃度分別為1.5、0.5 mg/L的培養(yǎng)基上其不定芽增殖芽增殖倍數(shù)相對最高，為5.75倍;蘭州百合、川百合鱗莖不定芽分化率分別為96%、94%，卷丹、龍牙百合鱗莖不定芽分化率則低于90%，蘭州百合、川百合鱗莖離體繁殖效率高于卷丹、龍牙百合。

關(guān)鍵詞：食用百合;蘭州百合;川百合;卷丹;龍牙百合;物候期;鱗莖生長量;株高;不定芽

中圖分類號：S644.104+.3 ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號：1002-1302（2019）22-0196-03

百合（Lilium spp.）為百合科百合屬多年生草本植物，其地下鱗莖可食用，具有止咳化痰、寧心安神等功效，是衛(wèi)生部首批通過審批的藥食兩用植物之一[1-2]。目前，我國約有野生百合100種[3]，規(guī)?；_發(fā)的食用百合有蘭州百合（L. davidii var. unicolor）、川百合（L. davidii）、卷丹（L. lancifolium）、龍牙百合（L. brownii var.viridulum）這4種[4-5]，主要栽培區(qū)域分別位于我國的西北、西南、華東、華中地區(qū)。蘭州百合核心產(chǎn)區(qū)為甘肅蘭州附近的丘陵和溝谷地帶，海拔為2 000～2 600 m，采用平播、壟作和地膜覆蓋的栽培方式[6];川百合為云南及其周邊地區(qū)傳統(tǒng)食用百合，對高海拔的栽培環(huán)境適應(yīng)性良好，其鱗莖氨基酸含量較高[4];卷丹在我國分布較為廣泛，從南到北都有野生種群[7]，但形成產(chǎn)業(yè)的地區(qū)主要在江浙一帶的宜興、龍泉及湖南龍山等地;龍牙百合是江西萬載、吉安，湖南邵陽、隆回等地的重要經(jīng)濟(jì)作物，淀粉含量高于其他食用百合[8-9]。

由于各地區(qū)氣候環(huán)境差異較大，從而導(dǎo)致蘭州百合、川百合、卷丹、龍牙百合這4種百合所需要的栽培方式不盡相同。目前，老產(chǎn)區(qū)栽培的食用百合種類單一，且長期采用分球進(jìn)行繁殖，導(dǎo)致百合病毒病感染嚴(yán)重，直接影響食用百合的產(chǎn)量、質(zhì)量，從而影響其產(chǎn)業(yè)發(fā)展。近年來，國內(nèi)市場對食用百合的需求逐年增大，一些非傳統(tǒng)產(chǎn)區(qū)也開始對食用百合進(jìn)行引種栽培，且表現(xiàn)出較好的適應(yīng)性，如湖北省宜昌市、江蘇省南京市、四川省達(dá)州市等從甘肅省引種蘭州百合栽培生長良好[10-12]，三峽庫區(qū)引種龍牙百合、卷丹其營養(yǎng)物質(zhì)含量與原產(chǎn)地相比差別不大[13]。

目前，對食用百合種源繁殖而言，除常見的分球繁殖、鱗片繁殖和珠芽繁殖外，食用百合組培繁殖作為新技術(shù)被應(yīng)用，且有相應(yīng)研究報(bào)道[14-16]，而對不同種類百合栽培適應(yīng)性和組培增殖技術(shù)共同研究的較為鮮見。本試驗(yàn)以國內(nèi)主栽的蘭州百合等4種食用百合為對象，對其開展栽培適應(yīng)性評價(jià)和離體繁殖差異比較，以期為食用百合的引種栽培、種源離體生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于云南省昆明市松華鄉(xiāng)團(tuán)結(jié)村的云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究所球根花卉育種基地，海拔2 060 m，屬亞熱帶季風(fēng)氣候類型;年均氣溫為12.5 ℃，2017年降水量為 1 049 mm，無霜期在240 d以上;土壤類型為棕黃壤土，pH值為6.09，有機(jī)質(zhì)、全氮含量分別為25.18、1.24 g/kg，速效磷、速效鉀含量分別為41.45、198.46 mg/kg。

1.2 供試材料

規(guī)格接近的蘭州百合、卷丹、龍牙百合和川百合鱗莖，圍徑為（10±0.5） cm，外觀狀況良好，無病蟲害。所有鱗莖均在百合專用冷庫中-1 ℃放置90 d。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 物候期調(diào)查 將百合鱗莖于2017年3月19日種植到土壤中，株行距為15 cm×25 cm，種植2行，每行30個鱗莖，記錄其苗期、現(xiàn)蕾期、開花期、枯萎期。每個品種重復(fù)3次。

1.3.2 生長量測定 將百合鱗莖于2017年3月19日種植到土壤中，株行距為15 cm×25 cm，種植2行，每行50個鱗莖;植株現(xiàn)蕾時(shí)摘除花蕾，從鱗莖出土至整個生長期內(nèi)，每隔10 d隨機(jī)選取10株百合測量1次植株株高，鱗莖圍徑、質(zhì)量在栽培前、采收后各測量1次，取平均值。每個品種重復(fù)3次。

1.3.3 組培苗增殖率測定 取百合鱗莖中層鱗片滅菌消毒，保留基部，切割成大小為1 cm2的切塊用于不定芽的誘導(dǎo)及增殖，增殖培養(yǎng)基以MS為基礎(chǔ)培養(yǎng)基，分別添加1.0、1.5、2.0 mg/L 6-BA和0.1、0.5 mg/L NAA組合的激素，共設(shè)6個處理，處理編號依次為M1～M6;每處理接種15瓶，每瓶接種8個切塊，接種30 d后統(tǒng)計(jì)10瓶叢生芽的數(shù)量，統(tǒng)計(jì)增殖倍數(shù)。百合鱗莖組織培養(yǎng)條件為溫度（25±2） ℃，光照 12 h/d，光照度2 000 lx。

鱗莖分化培養(yǎng)基為MS+1.0 mg/L NAA+6 000 mg/L瓊脂+60 g/L蔗糖[17]，培養(yǎng)條件為溫度（25±2） ℃，暗培養(yǎng)。每處理接種15瓶，每瓶接種10個單芽，接種40 d后統(tǒng)計(jì)10瓶的鱗莖分化率。增殖倍數(shù)、鱗莖分化率計(jì)算公式分別為：

增殖倍數(shù)=培養(yǎng)生成的不定芽數(shù)/接種外植體數(shù);

鱗莖分化率=誘導(dǎo)生成的小鱗莖數(shù)/接種單芽數(shù)×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同百合物候期及其歷時(shí)差異

由表1可見，4種百合鱗莖萌發(fā)時(shí)間差別較大，蘭州百合、卷丹出苗時(shí)間較為接近，其中卷丹發(fā)芽相對最早，川百合始發(fā)芽時(shí)間較卷丹晚10 d;發(fā)芽相對最晚的是龍牙百合，晚于其他3種百合1～2周;川百合、蘭州百合從萌芽到枯萎的生長發(fā)育周期較為相近，為23周左右，卷丹與龍牙百合則為22周。由圖1可見，4種百合各物候期經(jīng)歷的時(shí)長差別較大，尤其是苗期和枯萎期;蘭州百合的苗期相對最短，約8周就進(jìn)入蕾期，為開花相對最早的百合品種，其他3種百合苗期約為10～11周;卷丹、龍牙百合蕾期歷時(shí)較其他2種百合短，約1周;川百合同一株上的花蕾發(fā)育時(shí)間長，花期達(dá)到3周，是花期相對最長的百合品種;始花后5～8周， 百合葉片從下至上逐漸變黃而進(jìn)入枯萎期，蘭州百合的枯萎期歷時(shí)相對最長，超過8周。

2.2 4種百合鱗莖生長量變化

由表2可見，經(jīng)過一個生長季節(jié)，4種百合采收時(shí)鱗莖鮮質(zhì)量、圍徑較栽種前有大幅增加;鱗莖圍徑增加值由大到小依次為龍牙百合、卷丹、川百合、蘭州百合，龍牙百合鱗莖圍徑的增加幅度相對最大，較栽種前增加41.95%，其次為川百合，增加幅度為35.41%，增大幅度最小的是蘭州百合，僅較栽種前增加30.33%;鮮質(zhì)量增加值由大到小依次為卷丹、龍牙百合、川百合、蘭州百合卷丹采收時(shí)鱗莖鮮質(zhì)量較栽種前的增長值相對最大，為33.92 g，比栽種前增加221.27%，增加值相對最小的為蘭州百合，較栽種前增加1.79倍;4種百合鱗莖鮮質(zhì)量與圍徑?jīng)]有出現(xiàn)同步的增長趨勢，圍徑增加值相對最高的龍牙百合，其鮮質(zhì)量增加值低于卷丹，而蘭州百合圍徑、鮮質(zhì)量增加值均相對最小。另外，從鱗莖外觀來看，蘭州百合、龍牙百合的鱗片表面均有不同程度的褐斑，而卷丹、川百合的鱗片則光滑、潔白。

2.3 4種百合的株高變化

由圖2可見，總體來看，卷丹、龍牙百合苗期的生長速度較蘭州百合、川百合快，其中，龍牙百合在苗期末期的生長速度相對最快，明顯超過其他3種百合，進(jìn)入蕾期，龍牙百合的株高增幅相對變小;摘除花蕾后，4種百合的株高仍有所增長，蘭州百合的株高增長相對緩慢，并在摘蕾1個月后趨緩，處于穩(wěn)定狀態(tài);川百合則在摘蕾1周后進(jìn)入快速增長期，過20 d后株高基本不再變化;卷丹摘蕾后株高仍在持續(xù)增加，但后期增速較苗期變緩，最終株高穩(wěn)定在85.4 cm。

2.4 不同激素組合對不定芽增殖的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，鱗片切塊接種到增殖培養(yǎng)基培養(yǎng)15 d后開始轉(zhuǎn)綠，在基部切口處萌出不定芽，并在隨后2周不定芽的數(shù)量增多，不同激素組合的培養(yǎng)基上每個切塊增殖的不定芽數(shù)為1～7個。由表3可見， 在不同激素組合的培養(yǎng)基上，同種百合接種30 d其不定芽增殖倍數(shù)差異較大;NAA濃度為0.1 mg/L時(shí)，隨6-BA使用濃度的增加，除龍牙百合外其他3種百合的不定芽增殖倍數(shù)增加，川百合不定芽增殖倍數(shù)在 6-BA濃度為2.0 mg/L時(shí)達(dá)到最大，較外接種植體增殖 3.38倍;NAA濃度為0.5 mg/L時(shí)，卷丹、龍牙百合的不定芽增殖倍數(shù)在6-BA濃度為1.0 mg/L時(shí)相對最高，分別為2.75、2.58倍，隨6-BA濃度的提高，其不定芽萌發(fā)受到抑制，增殖倍數(shù)降低，而蘭州百合不定芽增殖倍數(shù)在6-BA濃度為1.5 mg/L時(shí)相對最高，為5.75倍，說明適當(dāng)提高NAA、6-BA的使用濃度可促進(jìn)蘭州百合不定芽的增殖。

2.5 4種百合不定芽鱗莖分化差異

將4種百合的不定芽接種在鱗莖分化培養(yǎng)基上，結(jié)果表明，4種百合不定芽分化形成的小鱗莖個數(shù)差異較大，蘭州百合、卷丹、川百合、龍牙百合的鱗莖分化率依次為96%、87%、94%、79%，蘭州百合與川百合的鱗莖分化率較為接近，且分化出的小鱗莖大小均勻，鱗片包裹緊實(shí)，圍徑為1.5 cm左右;卷丹與龍牙百合的鱗莖分化率低于90%，新生小鱗莖規(guī)格不整齊，最大的小鱗莖圍徑大于2.0 cm，最小的鱗莖圍徑小于1.0 cm;隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長，4種百合的鱗莖都開始長出新根，鱗莖不再繼續(xù)膨大，須轉(zhuǎn)接到新的分化培養(yǎng)基上鱗莖才能繼續(xù)生長。

3 結(jié)論與討論

物候期可反映植物的生長發(fā)育節(jié)律，往往受到遺傳因素和氣候、土壤等生態(tài)條件的共同影響[18]。食用百合常見的栽培方式為露地栽培，了解其物候特征可為規(guī)?；N植提供依據(jù)。本研究結(jié)果表明，蘭州百合、川百合、卷丹、龍牙百合這4種百合在滇中地區(qū)均能正常生長，但物候特征差別較大;卷丹發(fā)芽最早，同時(shí)枯萎也相對最早，其生長歷時(shí)約為22周，比王瑩等在湖北宜昌栽培的卷丹物候期[19]縮短4周，說明同一種植物在不同地區(qū)種植的物候期差距較大，植物物候期的改變可能是其適應(yīng)生存環(huán)境的反應(yīng)，這與宋福強(qiáng)的研究結(jié)論[18]吻合;蘭州百合苗期、枯萎期的歷時(shí)相當(dāng)，苗期較卷丹、川百合、龍牙百合短10 d以上，而枯萎期比其他3種百合長20 d以上，物候期總歷時(shí)則與川百合相似;龍牙百合發(fā)芽相對最晚，物候期各階段歷時(shí)與川百合近似。

食用百合規(guī)模化栽培時(shí)多采用摘除花蕾的措施以促使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)回流到鱗莖中，Wang等以14C標(biāo)記的同化物研究鐵炮百合中營養(yǎng)物質(zhì)的分配時(shí)發(fā)現(xiàn)，蕾期上位葉的光合產(chǎn)物大部分輸送到花芽，只有少量輸送到鱗莖，而將花芽摘除則上位葉的光合產(chǎn)物大部分輸送到鱗莖，摘除花芽是提高鱗莖碳化合物含量的有效方式[20]。本研究中，4種百合摘除花蕾后植株可正常生長，鱗莖質(zhì)量成倍增加，卷丹鱗莖鮮質(zhì)量增加相對最多，蘭州百合相對最少，這與李紅娟的研究結(jié)論[21]一致;經(jīng)過一個生長季節(jié)，4種百合除鱗莖鮮質(zhì)量、圍徑增加外，株高也在花蕾摘除后繼續(xù)增長，蘭州百合株高增幅相對較小，摘蕾與未摘蕾的植株株高差別不大，其他3種百合則增幅較大;不同百合品種株高與鱗莖鮮質(zhì)量、圍徑增加相互間沒有表現(xiàn)出明顯的關(guān)聯(lián)性，龍牙百合是鱗莖圍徑增加最多的品種，而鱗莖鮮質(zhì)量、株高的增加值均低于卷丹。此外，4種百合地上部分的植株表現(xiàn)均為健康，但鱗莖外觀上差別較大，卷丹、川百合鱗莖的根系粗壯、鱗片厚實(shí)，而蘭州百合鱗片薄，表層鱗片上有少量顆粒狀褐色斑點(diǎn)，龍牙百合的最外層鱗片上褐斑較多，且單個斑點(diǎn)面積大。蘭州百合產(chǎn)生褐斑可能是由于滇中地區(qū)降水過多引起，而龍牙百合則可能是由于土壤不適宜其鱗莖的生長。綜合而言，川百合、卷丹較適合在滇中地區(qū)栽培。

百合外植體可在適合的培養(yǎng)基上直接誘導(dǎo)出不定芽，相較于其他植物先誘導(dǎo)愈傷再誘導(dǎo)不定芽的做法可節(jié)約大量時(shí)間和成本[17，22-23]。本研究中，蘭州百合、卷丹、龍牙百合在NAA濃度為0.5 mg/L的培養(yǎng)基上不定芽增殖倍數(shù)相對較高;蘭州百合不定芽最適增殖培養(yǎng)基為MS+6-BA 1.5 mg/L+NAA 0.5 mg/L，卷丹與龍牙百合的最適培養(yǎng)基為MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L，川百合最適不定芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L;蘭州百合、川百合鱗莖不定芽在分化培養(yǎng)基上的分化率高達(dá)90%以上，卷丹、龍牙百合的分化率則低于90%，說明蘭州百合、川百合鱗莖離體繁殖效率高于卷丹、龍牙百合。

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