不同因子對(duì)蘭州百合組培小鱗莖誘導(dǎo)及膨大的影響研究

?；坻?楊道蘭 馮煒弘 尹燕 李愛兵 王璐 何瀟

摘要：為了縮短蘭州百合生長(zhǎng)周期，提高百合品質(zhì)，以蘭州百合組培小鱗莖為材料，研究了大量元素、NAA、6-BA、培養(yǎng)基狀態(tài)、蔗糖、2，4-D等單一因素對(duì)百合試管鱗莖形成和膨大的影響。結(jié)果表明，高濃度的大量元素有利于鱗莖的膨大，而不利于鱗莖的誘導(dǎo);大量元素濃度為2MS時(shí)鱗莖平均直徑最大，但新增鱗莖數(shù)下降到4.56個(gè);NAA濃度為0.2 mg/L時(shí)新增鱗莖數(shù)最多且鱗莖平均直徑最大;6-BA濃度為0.1 mg/L時(shí)最有利于鱗莖的形成和膨大，新增鱗莖數(shù)5.25個(gè)，鱗莖平均直徑10.642 mm;固體培養(yǎng)基對(duì)鱗莖的形成效果明顯，而半固體更有利于鱗莖的膨大;蔗糖濃度為90 g/L時(shí)新增鱗莖數(shù)最多，120 g/L時(shí)鱗莖平均直徑最大;2，4-D濃度0.02 mg/L處理對(duì)鱗莖的形成和膨大效果更好。

關(guān)鍵詞：蘭州百合;試管鱗莖;組織培養(yǎng);膨大

中圖分類號(hào)：S152? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1001-1463（2022）06-0066-06

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2022.06.016

Effects of Different Factors on Bulblet Induction and Enlargement in

Lanzhou Lily Bulb Tissue Cultivation

NIU Huiting， YANG Daolan， FENG Weihong， YIN Yan， LI Aibing， WANG Lu， HE Xiao

（Lanzhou Agricultural Science and Technology Research Extension Centre， Lanzhou Gansu 730000， China）

Abstract： To reduce the growth period and to improve the quality of Lanzhou lily bulb， the effects of mass elements， NAA， 6-BA， medium status， sucrose and 2，4-D concentration on the formation and enlargement of small bulb of Lanzhou lily in vitro were studied. Results showed that high concentration of macro elements was beneficial to the enlargement of bulbs， but not to the induction of bulbs， the bulb diameter reached the maximum at 2MS， but the number of newly grown bulbs decreased to 4.56. When NAA concentration was 0.2 mg/L， the number of new bulbs and the bulb diameter were the highest. When 6-BA concentration was 0.1 mg/L， it was most beneficial to the formation and enlargement of bulbs， the number of new bulbs was 5.25 and the diameter of bulbs was 10.642 mg. Solid medium showed obvious effect on bulb formation， while semi-solid medium was more beneficial to bulb enlargement. When sucrose concentration was 90 g/L， the number of newly grown bulbs was the highest， the bulb diameter was the largest when sucrose concentration was 120 g/L. 0.02 mg/L 2，4-D showed better effect on bulb formation and enlargement.

Key words： Lanzhou lilybulb; Test-tube bulb; Tissue culture; Enlarge

蘭州百合（Lilium davidii Var. unicolor）是百合科百合屬川百合的變種，多年生鱗莖草本植物[1 ]。蘭州百合作為甘肅省蘭州市的名優(yōu)特產(chǎn)，也是中國(guó)國(guó)家地理標(biāo)志產(chǎn)品，個(gè)頭大，鱗莖潔白如玉，味極甜美，肉質(zhì)細(xì)膩，含有豐富的蛋白質(zhì)、糖類、礦物鹽和果膠[2 ]，具有極高的觀賞、食用和保健價(jià)值，是全國(guó)唯一能夠食用的甜百合[3 - 8 ]。

鱗莖是百合用于繁殖和藥用的重要器官，研究發(fā)現(xiàn)，組織培養(yǎng)可增大鱗莖的直徑與鮮重，對(duì)組培苗移栽的成活率高低以及生長(zhǎng)狀況有著明顯的影響[9 - 10 ]。近年來(lái)，有不少學(xué)者對(duì)促進(jìn)百合鱗莖膨大的方法進(jìn)行了研究，如張彥妮等[9 ]以毛百合無(wú)菌苗為試驗(yàn)材料，研究了激素種類及質(zhì)量濃度、活性炭濃度、蔗糖濃度對(duì)試管鱗莖膨大的影響及適宜移栽的鱗莖大小;張潔等[11 ]以東方百合試管苗為材料，研究了蔗糖濃度、大量元素、培養(yǎng)基狀態(tài)、多效唑和水楊酸濃度對(duì)試管鱗莖誘導(dǎo)和膨大的影響;秦新惠等[12 ]以新鮮蘭州百合為試驗(yàn)材料，研究了單一的活性炭、蔗糖、PP333和水楊酸以及多因子對(duì)小鱗莖膨大的影響。但是，鮮少有學(xué)者研究大量元素、NAA、6-BA等不同濃度對(duì)蘭州百合組培小鱗莖形成和膨大的影響。多年來(lái)，蘭州百合面臨的問(wèn)題是生產(chǎn)周期長(zhǎng)、產(chǎn)量低，長(zhǎng)期采用無(wú)性繁殖的方法擴(kuò)大繁育，導(dǎo)致種球自然退化或異化，引起品質(zhì)下降，很難滿足蘭州百合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的需求[13 ]。為此，我們以蘭州百合鱗片為外植體組培而成的小鱗莖為試驗(yàn)材料，采用蔗糖濃度、大量元素、不同激素種類及濃度以及培養(yǎng)基狀態(tài)等多個(gè)單因素，研究了促進(jìn)百合鱗莖膨大的方法，旨在縮短蘭州百合生長(zhǎng)周期，提高百合品質(zhì)，為蘭州百合產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供參考[13 ]。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗(yàn)材料

蘭州百合種球于2020年1月從蘭州市七里河區(qū)西果園鎮(zhèn)百合試驗(yàn)田采集，試驗(yàn)選用外形飽滿、顏色潔白、健壯無(wú)病蟲害的三年生蘭州百合鱗莖，用蘭州百合鱗片為外植體組培而成的小鱗莖作為供試材料。

1.2? ?試驗(yàn)方法

剝?nèi)ヌm州百合最外層鱗片后，選取第2～4層的鱗片，在無(wú)菌操作臺(tái)上將鱗片中下部位切成約1 cm×1 cm小塊，接種在誘導(dǎo)培養(yǎng)基（MS+6-BA 1.0 mg/L+ NAA 0.1 mg/L+蔗糖45 g/L）上，50 d后得到較多的小鱗芽。將誘導(dǎo)出的小鱗芽再通過(guò)增殖培養(yǎng)基（MS+6-BA 1.0 mg/L +NAA 0.2 mg/L+蔗糖85 g/L）培養(yǎng)，至小鱗莖的單芽基部直徑長(zhǎng)至0.5～0.7 cm，將其分割成單個(gè)小鱗莖，去除上部葉片和根，分別接種于附加不同添加物種類及濃度（大量元素、NAA、6-BA、培養(yǎng)基狀態(tài)、蔗糖、2，4-D）的鱗莖膨大培養(yǎng)基上。其中NAA、6-BA、培養(yǎng)基狀態(tài)、蔗糖、2，4-D均以MS為基本培養(yǎng)基，大量元素、NAA、6-BA、蔗糖、2，4-D均附加瓊脂4.0 g/L，培養(yǎng)基pH均為5.8。培養(yǎng)基于121 ℃高壓滅菌鍋中滅菌20 min取出。組培室溫度為（25±2） ℃，光照強(qiáng)度為1 600 lx，光照時(shí)間為14 h/d。每個(gè)處理接種5瓶，每瓶3～7個(gè)小鱗莖，重復(fù)3次。培養(yǎng)90 d。

1.3? ?鱗莖膨大培養(yǎng)基

1.3.1? ? 大量元素培養(yǎng)基? ? 設(shè)1/4MS、1/2MS、MS（對(duì)照）、3/2MS、2MS共5個(gè)濃度梯度，并附加6-BA 0.5 mg/L、NAA 0.1 mg/L和蔗糖90 g/L。

1.3.2? ? 添加不同濃度NAA培養(yǎng)基? ? 在培養(yǎng)基MS + 6-BA 0.5 mg/L +蔗糖90 g/L中，分別添加0（對(duì)照）、0.1、0.2、0.3、0.4 mg/L NAA。

1.3.3? ? 添加不同濃度6-BA培養(yǎng)基? ? 在培養(yǎng)基MS+ NAA 0.1 mg/L+蔗糖90 g/L中，分別添加0（對(duì)照）、0.1、0.5、1.0、2.0 mg/L 6-BA。

1.3.4? ? 不同狀態(tài)培養(yǎng)基? ? 在MS+6-BA 0.5 mg/L + NAA0.1 mg/L+ 蔗糖90 g/L的培養(yǎng)基中，分別添加4.0 g/L瓊脂（固體培養(yǎng)基）、2.0 g/L瓊脂（半固體培養(yǎng)基）、固體培養(yǎng)基上層注入5 mL液體培養(yǎng)基（液體培養(yǎng)基）和不加瓊脂（固液培養(yǎng)基）。

1.3.5? ? 添加不同濃度蔗糖? ? 在培養(yǎng)基MS+6-BA 0.5 mg/L +NAA 0.1 mg/L中，分別添加30（對(duì)照）、60、90、120、150 g/L蔗糖。

1.3.6? ? 添加不同濃度2，4-D? ? 在培養(yǎng)基MS+0.5 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA+90 g/L中，分別添加0（對(duì)照）、0.01、0.02、0.03、0.04 mg/L 2，4-D。

1.4? ?測(cè)定項(xiàng)目及方法

培養(yǎng)90 d后，剪去小鱗莖的葉片及根，統(tǒng)計(jì)新增鱗莖數(shù)、鱗莖的直徑及鱗莖直徑增大倍數(shù)等相關(guān)指標(biāo)，同時(shí)觀察試管苗葉片和根系生長(zhǎng)狀況。用經(jīng)高壓滅菌鍋滅菌的游標(biāo)卡尺測(cè)量鱗莖直徑。

直徑增大倍數(shù)=鱗莖直徑/接種時(shí)鱗莖直徑。

1.5? ?數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)通過(guò)Microsoft Excel和SPSS（13.0） 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?大量元素對(duì)蘭州百合組培小鱗莖誘導(dǎo)及膨大的影響

由圖1可知，隨著大量元素濃度的提高，鱗莖平均直徑與直徑增大倍數(shù)呈明顯上升趨勢(shì)，而新增鱗莖數(shù)呈先增后減的趨勢(shì)。大量元素濃度低于對(duì)照（MS）時(shí)，不利于小鱗莖的膨大和誘導(dǎo)。大量元素為1/4 MS時(shí)，基本無(wú)葉片，鱗莖平均直徑為6.51 mm，直徑增大倍數(shù)為1.11倍，新增鱗莖數(shù)為2個(gè)。大量元素為1/2 MS時(shí)，有少量葉片，長(zhǎng)勢(shì)較弱，鱗莖平均直徑、直徑增大倍數(shù)及新增鱗莖數(shù)均顯著低于對(duì)照（MS）。當(dāng)大量元素濃度大于對(duì)照（MS）時(shí)，試管苗葉片均長(zhǎng)勢(shì)良好，且有利于百合鱗莖的膨大，但會(huì)抑制鱗莖的誘導(dǎo)。大量元素為3/2 MS時(shí)，鱗莖平均直徑為9.471 mm;新增鱗莖數(shù)為5.11個(gè)，與對(duì)照（MS）差異不顯著。大量元素為2 MS時(shí)鱗莖平均直徑最大，為9.884 mm;直徑增大倍數(shù)最高，為1.75倍;新增鱗莖數(shù)為4.56個(gè)，顯著低于對(duì)照（MS）。說(shuō)明大量元素過(guò)低，既不利于鱗莖的誘導(dǎo)也不利于膨大，而大量元素濃度過(guò)高則不利于鱗莖的誘導(dǎo)，但對(duì)鱗莖的膨大有明顯的促進(jìn)作用。

2.2? ?NAA對(duì)蘭州百合組培小鱗莖誘導(dǎo)及膨大的影響

在培養(yǎng)基中適量加入NAA，可以促進(jìn)鱗莖的形成和膨大，且鱗莖平均直徑和直徑增大倍數(shù)各處理間差異顯著（圖2）。當(dāng)NAA濃度為0.1 mg/L時(shí)，直徑增大倍數(shù)最大，為1.68倍;葉片數(shù)目不多，長(zhǎng)勢(shì)良好。當(dāng)NAA濃度為0.2 mg/L時(shí)，鱗莖平均直徑最大，為8.806 mm;新增鱗莖數(shù)最多，為6.00個(gè);根系及葉片均生長(zhǎng)良好。當(dāng)NAA濃度大于0.2 mg/L時(shí)，鱗莖平均直徑、直徑增大倍數(shù)及新增鱗莖數(shù)都明顯下降，葉片數(shù)目減少以及根系長(zhǎng)勢(shì)變?nèi)?。綜合考慮，NAA濃度為0.2 mg/L時(shí)最適宜促進(jìn)蘭州百合鱗莖形成與膨大。

2.3? ?6-BA對(duì)蘭州百合組培小鱗莖誘導(dǎo)及膨大的影響

不同濃度的NAA對(duì)鱗莖平均直徑、新增鱗莖數(shù)的影響差異均顯著。隨著6-BA濃度的增加，鱗莖平均直徑與新增鱗莖數(shù)均呈先增加后減少的趨勢(shì)，而直徑增大倍數(shù)則呈逐漸下降趨勢(shì)（圖3）。當(dāng)6-BA濃度為0 mg/L時(shí)，鱗莖平均直徑增大倍數(shù)最大，為1.66倍。當(dāng)6-BA濃度為0.1 mg/L時(shí)，鱗莖平均直徑最大，為10.642 mm，新增鱗莖數(shù)最多，為5.25個(gè)，略高于對(duì)照，且葉片數(shù)目較多，根系長(zhǎng)勢(shì)良好。當(dāng)6-BA濃度大于0.1 mg/L時(shí)，隨著質(zhì)量濃度的增加，鱗莖平均直徑、直徑增大倍數(shù)及平均新增鱗莖數(shù)均明顯下降，葉片數(shù)目減少，根系長(zhǎng)勢(shì)較弱。說(shuō)明低濃度的6-BA更有利于鱗莖的形成、膨大、生根及試管苗生長(zhǎng)，而6-BA濃度過(guò)高則抑制鱗莖的形成和膨大，也不利于試管苗生長(zhǎng)。因此，6-BA濃度為0.1 mg/L時(shí)最適宜蘭州百合鱗莖的形成與膨大。

2.4? ?培養(yǎng)基狀態(tài)對(duì)蘭州百合組培小鱗莖誘導(dǎo)及膨大的影響

由圖4可知，培養(yǎng)基為半固體時(shí)，鱗莖平均直徑最大，為8.476 mm，直徑增大倍數(shù)最大，為1.41倍。當(dāng)培養(yǎng)基為固液和固體時(shí)，鱗莖平均直徑分別為8.383 mm和8.461 mm，直徑增大倍數(shù)分別為1.19倍和1.23倍，均顯著低于半固體培養(yǎng)基。新增鱗莖數(shù)以固體培養(yǎng)基最多，為5.70個(gè)。液體培養(yǎng)基對(duì)鱗莖的形成和膨大均無(wú)促進(jìn)作用，可能由于鱗莖長(zhǎng)期處于液體狀態(tài)下缺氧導(dǎo)致死亡。綜合考慮，半固體培養(yǎng)基更適用于蘭州百合鱗莖的形成和膨大。

2.5? ?蔗糖對(duì)蘭州百合小鱗莖膨大的影響

由圖5可看出，蔗糖濃度不同，對(duì)鱗莖平均直徑、新增鱗莖數(shù)的影響均有顯著性差異。隨著蔗糖濃度的增加，鱗莖的平均直徑、直徑增大倍數(shù)、新增鱗莖數(shù)均呈增加后減少的趨勢(shì)。當(dāng)蔗糖濃度30、60 g/L時(shí)，試管苗長(zhǎng)勢(shì)好，葉多濃綠，但鱗莖的形成和膨大效果不佳。當(dāng)蔗糖濃度90 g/L時(shí)，新增鱗莖數(shù)最多，為8.17個(gè)。當(dāng)蔗糖濃度120 g/L時(shí)，鱗莖的直徑和增大倍數(shù)均達(dá)到最大，鱗莖的直徑為9.912 mm，增大了1.63倍，葉片很少，大部分的營(yíng)養(yǎng)都用于鱗莖的膨大。當(dāng)蔗糖濃度為150 g/L時(shí)，基本無(wú)葉片，根系細(xì)弱，新增鱗莖數(shù)、鱗莖平均直徑及直徑增大倍數(shù)明顯減少。說(shuō)明蔗糖濃度為90 g/L時(shí)有利于蘭州百合鱗莖的誘導(dǎo)形成;蔗糖濃度為120 g/L時(shí)，更有利于蘭州百合鱗莖的膨大。從成本考慮，在生產(chǎn)中蔗糖濃度以90 g/L為宜。

2.6? ? 2，4-D對(duì)蘭州百合組培小鱗莖誘導(dǎo)及膨大的影響

隨著2，4-D濃度的增加，鱗莖平均直徑、直徑增大倍數(shù)及新增鱗莖數(shù)均呈先增加后減少的趨勢(shì)，且各處理間均有顯著性差異（圖6）。當(dāng)2，4-D濃度低于0.02 mg/L時(shí)，葉片少，葉色黃綠，鱗莖的膨大效果不佳。當(dāng)2，4-D濃度為0.02、0.03 mg/L時(shí)，試管苗的長(zhǎng)勢(shì)均良好。其中，當(dāng)濃度為0.02 mg/L時(shí)，鱗莖平均直徑最大，為9.396 mm，新增鱗莖數(shù)最多，為6.31個(gè)。當(dāng)濃度為0.03 mg/L時(shí)，直徑增大倍數(shù)達(dá)最大（1.65倍）;鱗莖平均直徑和新增鱗莖數(shù)均低于添加 0.02 mg/L 2，4-D的培養(yǎng)基。當(dāng)2，4-D濃度為0.04 mg/L時(shí)，鱗莖平均直徑、直徑增大倍數(shù)和新增鱗莖數(shù)明顯減少，葉片呈淡黃綠色，苗長(zhǎng)勢(shì)弱。說(shuō)明適當(dāng)加入2，4-D有利于百合鱗莖的形成和膨大，較低濃度和較高濃度都不利于百合的誘導(dǎo)形成和膨大。綜合考慮，2，4-D濃度為0.02 mg/L時(shí)適宜蘭州百合鱗莖的形成和膨大。

3? ?小結(jié)與討論

對(duì)影響蘭州百合小鱗莖形成及膨大的多個(gè)單因素進(jìn)行研究，以明確大量元素、NAA、6-BA、蔗糖、2，4-D濃度及培養(yǎng)基狀態(tài)，促進(jìn)百合試管鱗莖新增鱗莖數(shù)的增加和鱗莖平均直徑膨大。結(jié)果表明，高濃度的大量元素有利于鱗莖的膨大，而不利于鱗莖的誘導(dǎo)。大量元素濃度2MS時(shí)鱗莖平均直徑最大，但新增鱗莖數(shù)下降到4.56個(gè)。NAA濃度為0.2 mg/L時(shí)新增鱗莖數(shù)最多且鱗莖平均直徑最大。6-BA濃度為0.1 mg/L時(shí)最有利于鱗莖的形成和膨大，新增鱗莖數(shù)5.25個(gè)，鱗莖平均直徑10.642 mm。固體培養(yǎng)基對(duì)鱗莖的形成效果明顯，而半固體更有利于鱗莖的膨大。蔗糖濃度為90 g/L時(shí)新增鱗莖數(shù)最多，蔗糖濃度為120 g/L時(shí)鱗莖平均直徑最大。2，4-D濃度為0.02 mg/L處理對(duì)鱗莖的形成和膨大效果更好。

高濃度的大量元素對(duì)蘭州百合鱗莖的膨大效果好，但對(duì)百合鱗莖的誘導(dǎo)效果不佳。當(dāng)大量元素2MS時(shí)形成的鱗莖最大，而新增鱗莖數(shù)減少，這與張潔等[11 ]對(duì)百合鱗莖的研究結(jié)果相似。適當(dāng)?shù)募に貪舛瓤梢源龠M(jìn)百合鱗莖的形成和膨大。研究表明，最適宜蘭州百合鱗莖形成和膨大的6-BA和NAA濃度分別為0.1 mg/L和0.2 mg/L。張延龍等[14 ]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)NAA濃度為0.5 mg/L時(shí)，東方百合鱗莖的直徑和鮮重最大，當(dāng)大于0.5 mg/L時(shí)，鱗莖的直徑和鮮重均有所下降，可見，較低濃度的NAA和6-BA更有利于百合鱗莖的形成和膨大，而植物種類和品種不同，其適宜的濃度也有所差異。不同的培養(yǎng)基狀態(tài)對(duì)蘭州百合鱗莖的形成和膨大的影響也有所不同。研究結(jié)果顯示，半固體培養(yǎng)基狀態(tài)下，鱗莖膨大效果最好。在液體培養(yǎng)基中蘭州百合鱗莖處于完全不生長(zhǎng)狀態(tài)。這一結(jié)果與張潔等[11 ]對(duì)東方百合試管鱗莖的形成和膨大的研究及Niim i等 [14 ]對(duì)紅點(diǎn)百合在液體培養(yǎng)基中前8～12周的亞培養(yǎng)對(duì)小鱗莖的膨大發(fā)育的研究結(jié)果不盡相同，可能是百合品種不同或因本試驗(yàn)中操作不當(dāng)引起的，具體原因有待進(jìn)一步研究。蔗糖濃度對(duì)百合鱗莖的形成、直徑和鮮重有著直接的影響。當(dāng)蔗糖濃度為120 g/L時(shí)，鱗莖平均直徑最大;但當(dāng)蔗糖濃度高達(dá)150 g/L時(shí)，又會(huì)抑制鱗莖的膨大和形成。這與張延龍[15 ]、王家福等[16 ] 、裴懷弟[13 ]對(duì)百合鱗莖的研究基本一致，適當(dāng)?shù)恼崽菨舛扔欣诎俸削[莖的形成和膨大。2，4-D作為一種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，對(duì)百合鱗莖的形成及直徑大小有著一定的影響。本試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)培養(yǎng)基中添加2，4-D濃度為0.02 mg/L時(shí)，對(duì)蘭州百合鱗莖的直徑膨大及新增鱗莖效果最好，當(dāng)其濃度大于0.02 mg/L時(shí)，鱗莖的直徑和新增鱗莖數(shù)明顯下降，可見適宜的2，4-D濃度對(duì)百合鱗莖形成和膨大有良好的促進(jìn)作用。本文僅對(duì)影響蘭州百合組培小鱗莖形成誘導(dǎo)及膨大的6個(gè)單因素進(jìn)行了研究，對(duì)綜合優(yōu)化的6個(gè)因素組合培養(yǎng)基下鱗莖膨大的效果尚待研究。

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收稿日期：2021 - 12 - 28;修訂日期：2022 - 02 - 26

基金項(xiàng)目：蘭州市人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目（2020-RC-144）。

作者簡(jiǎn)介：?；坻茫?991 — ），女，甘肅永登人，助理農(nóng)藝師，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工。Email：1017943093@qq.com。

通信作者：楊道蘭（1970 — ），女，甘肅皋蘭人，高級(jí)農(nóng)藝師，主要研究方向?yàn)槭卟擞N。Email：875516380@qq.com。