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东方百合快繁培养基优化与脱毒技术研究



全 文 :基金项目:福建省科技厅重点项目“新铁炮百合优质种苗繁育及花期调控技术研究”(2008N0071);福建省科技重大专项“工业原料林和花卉产业
现代化关键技术”(专项编号:2006NZ0001)。
第一作者简介:钟海丰,男,1982年出生,福建晋江人,福建省农业科学院作物研究所研究实习员,硕士,从事花卉栽培、组培及育种工作,多次参
与省科技厅课题实施。通信地址:365300福建省三明市清流县鸿翔农庄农业发展有限公司,E-mail:zhghf008@163.com。
通讯作者:黄宇翔,男,1972年出生,福建长汀人,副研究员,硕士,福建省花卉协会种子种苗与资材分会副会长,长期从事花卉栽培、组培技术研
究开发工作,主持过省农科院及科技厅多项课题。通信地址:365300 福建省三明市清流县鸿翔农庄农业发展有限公司,E-mail:yux-
iangh2000@yahoo.com.cn。
收稿日期:2008-12-29,收回日期:2009-04-24。
东方百合快繁培养基优化与脱毒技术研究
钟海丰 1,2,黄宇翔 1,2,邓朝生 3,江 斌 3
(1福建省农业科学院作物研究所,福州 350013;2福建省特色花卉工程技术研究中心,福州 350013;
3福建省清流县林业局,福建清流 365300)
摘 要:为实现百合种球的国产化,繁育大量的优质种球,以东方百合的西伯利亚和索邦品种为材料,研
究东方百合茎尖诱导、继代增殖和生根的最佳培养基,并比较不同的组织培养方法的脱毒效果。设置不
同的激素浓度梯度筛选东方百合茎尖诱导、继代增殖和生根的最佳培养基,并比较新鲜百合球茎尖培
养、冷藏处理百合球的茎尖培养、鳞片培养、鳞片扦插苗茎尖培养和试管苗茎尖培养等5种组织培养方
法的脱毒效果。试验结果表明,百合茎尖诱导的适宜培养基为MS + 2.0 mg/L 6-BA + 0.1 mg/L NAA,芽
形成的适宜培养基为MS + 1.0 mg/L 6-BA + 0.5 mg/L NAA,苗形成的适宜培养基为MS + 1.0 mg/L
6-BA + 0.08 mg/L NAA,生根的适宜培养基为 1/2MS + 0.4 mg/L NAA + 4%AC (Active Charcoal)。病毒
检测表明试管苗茎尖培养的脱毒效果最好,但成活率较低;冷藏处理百合球的茎尖培养的脱毒效果也较
好且成活率较高。筛选的东方百合各阶段的培养基配方能满足东方百合快速扩繁的技术要求,茎尖培
养在东方百合依然是较好的脱毒方法。
关键词:东方百合;培养基优化;快繁;脱毒技术
中图分类号:S682.2+9 文献标识码:A 论文编号:2008-1538
Medium Optimization of Rapid Propagation and Viruses Elimination
Techniques of Oriental Lily
Zhong Haifeng 1,2, Huang Yuxiang 1,2, Deng Zhaosheng3, Jiang Bin3
(1Crop Institute, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou 350013;
2Fujian Engineering Research Center for Characteristic Floriculture, Fuzhou 350013;
3Qingliu Forestry Bureau, Qingliu Fujian 365300)
Abstract: In order to realize the localization of lily bulbs and breed a great deal of high quality bulbs in China,
the author studied the optimal culture media for the inducement of stem tip, multiplication and rooting of Orien⁃
tal Lily, and meanwhile the author compared the virus-free effect of different tissue culture methods. The paper
investigated the medium optimization of rapid propagation by setting different concentrations of hormone and
studied on the different viruses elimination techniques for Oriental Lily (Siberia and Sorbonne). The results
showed that the optimal medium of inducing seedlings from stem-tips, sprouts regeneration, seedling growing
and rooting was MS (Murashige and Skoog) + 2.0mg/L 6-BA + 0.1mg/L NAA, MS + 1.0 mg/L 6-BA + 0.5 mg/L
NAA, MS + 1.0 mg/L 6-BA + 0.08 mg/L NAA and 1/2MS + 0.4 mg/L NAA + 4%AC (Active Charcoal), respec⁃
tively. The virus detection results indicated that the effect of the method that the stem-tip culture from
中国农学通报 2009,25(17):168-173
Chinese Agricultural Science Bulletin
0 引言
百合(Lilium spp.)是多年生草本球根植物,是世
界名贵花种之一。利用天香百合(L. auratum)的花型和
药百合(L. speciosum)的深红、深粉、粉色等艳丽的花色
及其芳香宜人的遗传特性,培育出的东方百合杂种(L.
tenuifolium oriental hybrid)群,花型靓丽,色泽鲜艳,是
栽培的主要新品种,在切花生产中占据重要地位。西
伯利亚(Siberia)和索邦(Sorbonne)是东方百合杂种群
的两个品种。随着百合栽培面积的增大,百合优质种
球的供应成为百合生产的制约因素。目前中国国内主
要通过从荷兰进口种球进行繁殖,严重制约了中国百
合鲜切花的发展。同时由于百合病毒可以通过种球传
播,所以病毒一旦感染了百合,即在种球内不断积累,
最终导致百合种球的退化,给百合种植业造成巨大的
经济损失,迄今为止已发现导致百合种球退化的病毒
及其类似病原达12种之多,其中危害最为严重的有百
合潜隐病毒(Lily symptomless virus, LSV)、郁金香碎色
病毒(Tulip breaking virus, TBV)及黄瓜花叶病毒(Cu-
cumber mosaic virus, CMV)[1-2]。改变这种局面,实现百
合种球的国产化的主要办法是繁育大量的优质种球,
利用组织培养诱导大量的商品小鳞茎并结合百合脱毒
技术是一种快速而有效的途径[3-6]。笔者以东方百合的
西伯利亚和索邦品种为材料,研究东方百合茎尖诱导、
继代增殖和生根的最佳培养基,并比较新鲜百合球茎
尖培养、冷藏处理百合球的茎尖培养、鳞片培养、鳞片
扦插苗茎尖培养和试管苗茎尖培养等5种组织培养技
术的脱毒效果,探索东方百合优质种苗快速繁殖及脱
毒新技术,促进中国百合种球的国产化及百合切花产
业的可持续发展。
1 材料与方法
1.1 试验时间、地点
研究试验于 2008年在福建省三明市清流县鸿翔
农庄农业发展有限公司组培中心进行。
1.2 百合品种
东方百合:西伯利亚(Siberia)和索邦(Sorbonne)。
1.3 东方百合组培培养基优化方法
以MS (Murashige and Skoog)为基础培养基,添加
7%的琼脂,30 g/L的蔗糖,pH5.8,光照2000~3000 lx,光
照时间 12 h/天。在不同的繁殖阶段分别添加不同量
的 6-苄氨基嘌呤(6-BA)、奈乙酸(NAA)、2,4-二氯苯氧
乙酸(2,4-D)和活性碳(AC),通过2个月的观察和统计,
筛选最优的培养基配方。
1.4 脱毒方法
新鲜百合种球茎尖培养:去除新鲜百合种球的外
表鳞片,先用清水冲洗 30 min,再用 70%的酒精浸泡
30 s,无菌水冲洗 2遍,后用已消过毒的滤纸将外植体
表面的水分吸干,再将外植体装入已消毒的瓶子中,倒
入0.1%升汞水浸泡7 min,并不间断摇荡瓶子,以确保
外植体得到全面彻底的消毒,然后用无菌水冲洗 5
遍。在显微镜下,剥除内鳞片,观察球形生长点,迅速
切取约0.2 mm茎尖,快速接种到已打开瓶口的培养基
中,观察发芽率与脱毒率。
冷藏处理百合球的茎尖培养:将新鲜百合种球 4
C冷藏处理一个月后,以同样的消毒方法,进行茎尖培
养,观察发芽率与脱毒率。
鳞片培养:新鲜百合种球的外表鳞片,经过消毒
处理后,在无菌培养瓶内进行鳞片扦插,观察发芽率与
脱毒率。
鳞片扦插苗茎尖培养:将得到的鳞片扦插苗,剪
去离球约 1 cm处以上的叶柄、叶片,经消毒后进行茎
尖诱导,观察发芽率与脱毒率。
试管苗的茎尖培养:无菌试管苗,免去消毒环节,
直接在显微镜下剥茎尖,观察发芽率与脱毒率。
1.5 病毒的检测方法
病 毒 提 纯 液 经 20% 磷 钨 酸 染 色 后 置 于
TEM-1200EXII型透射电镜下观察,并结合 ELISA方
法来检测病毒。
2 结果与分析
2.1 百合组织培养不同阶段的培养基筛选
2.1.1 茎尖诱导最佳培养基的筛选 在光照强度、温度、
湿度等物理条件相同下,索邦在添加2.0 mg/L 6-BA和
0.1 mg/L NAA的MS培养基的出苗率极显著提高(表
1,图 1)。西伯利亚该培养基配方上的出苗率也显著
提高(图 2)。因此,添加 2.0 mg/L 6-BA和 0.1 mg/L
NAA的MS培养基是索邦和西伯利亚较好的茎尖诱
导配方(图3,图4)。
test-tube seedlings was best, but the seedling rate was low, and the method of stem-tip culture after Cold Stor⁃
age is also better in seeding rate and virus-free percent. The optimal culture media for the different stages of
rapid propagation the paper studied met the need of the rapid propagation for Oriental Lily. The result also
showed that stem tip culture was a better way for Oriental Lily in the aspect of virus elimination.
Key words: Oriental Lily, medium optimization, rapid propagation, viruses elimination techniques
钟海丰等:东方百合快繁培养基优化与脱毒技术研究 ·· 169
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
2.1.2 继代增殖最佳培养基的筛选 不同培养基对东方
百合的索邦和西伯利亚品种的继代增殖有显著的影响
(表 2)。在相同的培养环境下,芽的形成的最佳配方
为:MS + 1.0 mg/L 6-BA + 0.5 mg/L NAA,配方MS +
1.0 mg/L 6-BA + 0.08 mg/L NAA有利于苗的形成(图
5,图6)。
品种
索邦
西伯利亚
激素浓度/(mg/L)
6-BA
1.0
2.0
1.0
2.0
NAA
-
0.1
0.1
2,4-D
0.5
-
0.5
出苗率/%
8.6±0.3 A*
15.3±0.8 B
17.0±0.2 a
16.0±0.4 b
表1 不同培养基对东方百合的西伯利亚和索邦品种的茎尖诱导出苗率的影响
注:同一列不同字母表示经Duncan测验的差异显著性,小写字母在0.05水平上差异,大写字母在0.01水平上差异,下文同。
图1 索邦(Sorbonne)种球茎尖诱导 图2 西伯利亚(Siberia)种球茎尖诱导
图4 西伯利亚(Siberia)种球茎尖诱导苗图3 索邦(Sorbonne)种球茎尖诱导苗
·· 170
2.1.3 生根最佳培养基的筛选 表3是不同培养基对东
方百合的索邦和西伯利亚品种的生根影响结果。试验
表明:1/2MS + 0.4 mg/L NAA的培养基可促进根的分
化,再添加 0.4%AC,虽对根的分化影响不显著,但可
明显促进根的伸长,而不加AC时,根朝空中生长,且
粗而短。因此,1/2MS + 0.4 mg/L NAA+0.4%AC是百
合生根的最佳培养基(图7,图8)。
2.2 5种脱毒方法的比较
5种组织培养技术对索邦和西伯利亚的出芽率与
脱毒率的影响见表4和表5。试验结果说明,索邦和西
伯利亚种球鳞片培养和冷藏处理后的茎尖培养,其出
芽率较高,但鳞片培养的脱毒效果不及其他 4种方
法。脱毒效果最好的是试管苗的茎尖培养,但成活率
低,其次是冷藏处理结合茎尖培养和新鲜百合球茎尖
培养,鳞片扦插苗茎尖培养和鳞片培养的脱毒效果较
差。因此新鲜百合球冷藏处理的茎尖培养的脱毒方
法,既提高出芽率,也达到了较理想的脱毒率,效果明
显,是百合脱毒的较好方法。
表2 不同培养基对百合继代增殖的影响
品种
索邦
西伯利亚
激素浓度 /(mg/L)
6-BA
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
NAA
-
0.5
0.08
-
0.5
0.08
2,4-D
0.5
-
-
0.5
-
-
接种数
12
12
12
12
16
12
58.3±3.1a A
81.7±4.0 bB
70.3±2.1 cC
43.0±2.0aA
83.0±1.7bB
51.7±1.5cC
成芽数 成苗数
7.3±0.6aA
16.3±1.5bB
29.3±1.5cC
8.3±1.5aA
15.7±1.6bB
33.7±3.2cC
表3 不同培养基对百合生根的影响
品种
索邦
西伯利亚
激素浓度
MS
1/2
1/2
1/2
1/2
1/2
1/2
NAA /(mg/L)
0.4
0.4
0.03
0.4
0.4
0.03
AC /%
-
0.4
-
-
0.4
-
单株根数
4.7±0.6aA
5.0±1.0aA
2.3±0.6bB
6.3±0.6 Aa
5.0±1.0 aA
2.7±0.6 bB
平均单株根长/cm
2.2±0.4 aA
7.2±0.5 bB
2.0±0.3 aA
3.2±0.2 aA
6.4±0.4 bB
3.1±0.4 aA
图5 索邦(Sorbonne)增殖培养 图6 西伯利亚(Siberia)增殖培养
钟海丰等:东方百合快繁培养基优化与脱毒技术研究 ·· 171
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
3 讨论
大量试验表明百合等花卉组织培养的各阶段,要
选择不同的培养基,而激素的种类及浓度是最主要的
影响因子。常用的植物激素有 6-BA、NAA、MET(多
效唑)、KT(激动素)等,大量的研究已筛选出不同激素
的组合,用在百合组织培养的不同阶段[7-12]。此文研究
了东方百合茎尖诱导、继代增殖和生根的最佳培养基,
并已在生产应用。
目前,百合的脱毒技术主要借鉴其它花卉的技
术,采用的方法有茎尖诱导、珠芽培养、化学处理和热
处理等[6,13-15]。植物的生长点以及生长点附近被认为没
有病毒或浓度很低[16],所以一般百合脱毒都采用茎尖
培养来获取无病毒植株[17]。此文比较了新鲜百合球茎
尖培养、冷藏处理百合球的茎尖培养、鳞片培养、鳞片
扦插苗茎尖培养和试管苗茎尖培养等5种脱毒技术的
脱毒效果及其成活率。新鲜百合球剥除鳞片后,露出
半球形的生长点,呈乳白色,与周围组织颜色相近,不
易切取,而经过一个月的冷藏处理后,内部鳞片出现浅
绿色脉纹,生长点仍是乳白色,与周围组织有明显的颜
色分界线,从而能更快更准地找到生长点,提高出芽
率。在显微镜下剥鳞片扦插苗茎尖,比种球茎尖剥离
更容易,但死亡率更高,可能是用于试验的种球更大
些,外围有层层鳞包裹,不易受病菌等入侵,能达到很
好的消毒效果,而扦插苗球茎小,不具有多层鳞片的保
护,用0.1%升汞消毒时,时间不易把握,时间太短消毒
效果不理想,时间太长就有可能渗入到茎尖位置,损伤
茎尖,导致成活率低。由于试管苗比较娇嫩,生长点暴
露在空气中极易死亡,所以在速度和准确度上的要求
更高,成活率也就相应地下降。
此文是在冷藏处理新铁炮百合种苗来延长苗的
供应时间的生产实践中,观察到经过冷藏处理后百合
种球茎尖的新表观[18],并利用此特点,研究采用了新鲜
百合球冷藏处理的茎尖培养的脱毒方法,既显著提高
出芽率,也达到了较理想的脱毒率,是大规模百合种球
生产中的较好的脱毒方法。
参考文献
[1] Cohen J, Gera A, Loebenstein G, et al. Virus diseases of lilies in Is-
表4 5种脱毒方法对西伯利亚百合品种出芽率与脱毒率的影响
脱毒方法
新鲜百合球茎尖培养
冷藏处理百合球的茎尖培养
鳞片培养
鳞片扦插苗茎尖培养
试管苗的茎尖培养
出芽率/%
8.5±1.5aA
41.7±3.8bB
50.7±4.0cC
8.3±0.6aA
6.3±1.5aA
脱毒率/%
80.7±2.5 cB
87.3±3.2 dC
61.7±1.5 aA
76.3±1.5 bB
94.7±1.5 eD
脱毒方法
新鲜百合球茎尖培养
冷藏处理百合球的茎尖培养
鳞片培养
鳞片扦插苗茎尖培养
试管苗的茎尖培养
出芽率/%
17.1±2.5bB
62.7±2.5dD
41.3±1.5cC
4.3±0.6aA
4.7±1.2aA
脱毒率/%
78.7±3.2 bB
88.7±1.2 cC
59.3±4.0 aA
77.7±2.1bB
95.3±0.6 dD
表5 5种脱毒方法对百合索邦品种出芽率与脱毒率的影响
图7 索邦(Sorbonne)生根结鳞茎 图8 西伯利亚(Siberia)
·· 172
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