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索蚌百合鳞片的组织培养



全 文 :第 39 卷 第 8 期 东 北 林 业 大 学 学 报 Vol. 39 No. 8
2011 年 8 月 JOURNAL OF NORTHEAST FORESTRY UNIVERSITY Aug. 2011
第一作者简介:郭海滨,女,1980 年 3 月生,辽宁省朝阳市园林管
理处,工程师。
收稿日期 2011 年 3 月 4 日。
责任编辑:戴芳天。
索蚌百合鳞片的组织培养
郭海滨 雷家军 吴淑玲 宁志霞
(辽宁省朝阳市园林管理处,朝阳,122000) (沈阳农业大学) (辽宁省朝阳市园林管理处)
摘 要 以百合品种索蚌(Sorbonne)鳞片为外植体,比较各种消毒时间和接种方法的效果,研究不同激素质量
浓度对芽的诱导、增殖、小鳞茎培养及生根的影响。结果表明,索蚌鳞片最适合的消毒时间是 70%酒精 30 s、0. 1%升
汞 15 min,成活率可达 60. 0%,百合鳞片不同部位的分化能力从大到小依次为下部、中部、上部,外层、中层、内层,低
温(4 ℃)预处理可使百合鳞片的平均诱导率达到 94. 4%,明显高于常温处理。索蚌鳞片最佳诱导培养基为 MS+
BA1. 5 mg·L-1 +NAA0. 2 mg·L-1,诱导率达到 97. 5%,最佳增殖培养基为 MS+BA2. 0 mg·L-1 +NAA0. 2 mg·L-1,增
殖系数8. 0。MS+BA1. 0 mg·L-1 +NAA1. 0 mg·L-1、MS+BA0. 5 mg·L-1 +NAA0. 05 mg·L-1是百合小鳞茎培养及生根
的最适合培养基,鳞茎周长达 5. 5 cm,且根系多而粗壮。
关键词 索蚌百合;鳞片;组织培养
分类号 S682. 203
Bulb Scale Culture in vitro of Oriental Lily Sorbonne /Guo Haibin(Landscape Administrative Department of Chaoyang
City,Liaoning Province,Chaoyang 122000,P. R. China) ;Lei Jiajun(College of Horticulture,Shenyang Agricultural Uni-
versity);Wu Shuling,Ning Zhixia(Landscape Administrative Department of Chaoyang City,Liaoning Province)/ / Journal
of Northeast Forestry University. -2011,39(8). -30 ~ 32
An experiment was conducted to study the effects of sterilization time and inoculation methods on the bulb scale cul-
ture in vitro of Oriental Lily Sorbonne. The influences of hormone concentrations on induction,proliferation,small bulb
cultivation and rooting were also studied. Results showed that the bulb scales treated with 70% alcohol for 30 s followed by
0. 1% HgCl2 for 15 min exhibited the best sterilization effect,with a survival rate of 66. 0% . The regeneration ability of
external scale was the best,followed by middle scale,internal scale,external layer,middle layer,and internal layer. The
induction rate of bulb scales after low temperature pretreatment (4 degrees C)could reach 94. 4% . The optimal culture
medium for induction was MS supplemented with 1. 5 mg·L-1 6-BA and 0. 2 mg·L-1 NAA,with an induction rate of 97.
5%;that for multiplication was MS containing 2. 0 mg·L-1 6-BA and 0. 2 mg·L-1 NAA,and the multiplication coeffi-
cient reached 8. 0;the optimum media for bulblet growth and rooting were MS with 1. 0 mg·L-1 BA and 1. 0 mg·L-1
NAA and MS with 0. 5 mg·L-1 BA and 0. 05 mg·L-1 NAA,on which the perimeter of the bulblets could reach 5. 5 cm
with strong roots.
Keywords Lily Sorbonne;Bulb scales;Tissue culture
百合(Oriental hybrids)是百合科(Liliaceae)百合属(Lili-
um)的多年生球根类花卉,东方百合品种以其花大,花色丰
富,具有浓郁的芳香,成为现在切花百合中最重要的种类,其
中索蚌百合、西伯利亚百合是我国和国际上最主要的品种。
我国在百合生产上主要靠扦插和分球进行繁殖,采用这些方
法繁殖系数低,并且长期的无性繁殖使病毒在体内积累[1-2],
导致退化严重,严重影响百合的产量和品质[3],而组织培养
可大大提高百合名优品种的繁殖速度并可获得无病毒苗[4]。
近年来国内有关百合组织培养方面的研究逐渐增多[5],但对
索蚌组织培养的报道却很少。笔者以东方百合索蚌鳞片为外
植体,探讨了不同激素质量浓度组合对芽诱导、芽增殖、小鳞
茎单独培养及生根情况的影响,以期为索蚌百合的快速繁殖
提供一定的理论依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
试材来源于沈阳花卉公司从荷兰进口的东方百合(Ori-
ental hybrids)杂种系品种索蚌(Sorbone)种球,选取完整、大小
一致、生长良好、无病虫害、周茎约为 14. 0 cm 的母球为试验
材料。
1. 2 方法
种球低温预处理:将一部分索蚌种球放在冰箱中(4 ℃)
中,另一部分装在保鲜袋中放在常温下,14 d后接种。
外植体消毒:将鳞茎表面泥土除去,再去掉母球上受损或
发黄的鳞片,然后用自来水冲洗,将鳞片剥离,用 70%酒精消
毒 15、30、60 s,0. 1% HgCl2 消毒 8、10、12、15 min,共 8 个组
合,处理后用无菌水冲洗 5 ~ 6 次。
培养条件:以 MS为基本培养基,pH= 5. 8 ~ 6. 2。培养温
度为 20 ~ 25 ℃,光照条件为 1 000 ~ 1 500 lx,光源为荧光灯,
光照时数 14 ~ 16 h·d-1。
诱导培养:将鳞片切成 0. 8 cm×0. 8 cm和 0. 5 cm×0. 5 cm
小块,在无菌条件下接种在诱导培养基 MS+6-BA1. 0 ~ 1. 5
mg·L-1 +NAA0 ~ 0. 5 mg·L-1上,共 6 个组合。观察鳞片上
部、中部、下部及鳞片内层、中层、外层对诱导不定芽的影响。
增殖培养:将诱导出的不定芽转接到增殖培养基 MS+6-
BA0. 5 ~ 2. 0 mg·L-1 +NAA0. 05 ~ 1. 0 mg·L-1上,共 9 个组
合,培养 30 d后比较不同激素质量浓度对苗生长状况及增殖
系数的影响。
小鳞茎单独培养:选取苗高 2. 0 cm左右的健壮苗转入到
不同激素浓度的培养基上,MS+BA0. 5 ~ 2. 0mg·L-1 +NAA
0. 05 ~ 0. 5 mg·L-1,共 5 个组合,进行小鳞茎单独培养,培养
40 d,观察小鳞茎的生长状况及生根情况。
2 结果与分析
2. 1 不同消毒方法对索蚌百合鳞片消毒效果的影响
接种 2 周后观察比较鳞片的污染率及成活率,发现过长
时间的酒精处理会导致成活率的明显降低,以不超过 30 s 为
宜。使用 70%酒精 30 s、0. 1%升汞溶液 15 min 的成活率最
高,可达 60. 0%、污染率为 18. 0%(表 1)。还观察到,切割为
0. 5 cm×0. 5 cm的小块鳞片死亡较多,可能是由于消毒液切口
造成毒害,导致切块较小的鳞片死亡率比较高。因此,在试验
中应采用 0. 8 cm×0. 8 cm的鳞片。
表 1 不同消毒方法对索蚌百合鳞片消毒效果的影响
70%酒精消
毒时间 / s
0. 1%升汞消
毒时间 /min
接种鳞片
数量 /个
污染数
量 /个
污染
率 /%
成活数
量 /个
成活
率 /%
15 8 50 26 52. 0 21 42. 0
15 10 50 22 44. 0 24 48. 0
30 8 50 25 50. 0 20 40. 0
30 10 50 17 34. 0 23 46. 0
30 12 50 14 28. 0 24 48. 0
30 15 50 9 18. 0 30 60. 0
60 10 50 20 40. 0 18 36. 0
60 15 50 9 18. 0 14 28. 0
2. 2 低温处理及不同激素质量浓度对索蚌百合鳞片诱导的
影响
索蚌鳞片经过 4 ℃低温处理 14 d,诱导出不定芽的鳞片
平均数量为 75. 5 个,平均诱导率达到了 94. 4%。而在室温
(20 ℃)下仅为 57. 7个,诱导率为 71. 8%,低于低温处理 22. 6%,
可见经过低温处理的鳞片诱导率明显增加,并且低温处理后
转绿时间提前了 5 ~ 8 d,每块鳞片诱导的芽数也平均增加了
1. 6 ~ 3. 2 个。由此看来低温对鳞片的诱导具有显著的促进
作用。MS+BA1. 5 mg·L-1 +NAA0. 2 mg·L-1培养基上鳞片的
诱导率达到 97. 5%,转绿时间最短,为 8 d,且每块鳞片诱导的
芽数最多,为 6. 2 个,因此 MS+BA1. 5 mg·L-1 +NAA0. 2 mg·
L-1是最适合鳞片的诱导培养基(表 2)。
表 2 不同诱导培养基及低温处理对索蚌百合鳞片诱导的影响
培养基质量浓度 /mg·L-1
BA NAA
处理温
度 /℃
鳞片接种
数量 /个
诱导数
量 /个
诱导
率 /%
鳞片转绿
时间 /d
诱导芽数 /
个·块-1
1. 0 — 4 80 74 92. 5 9 4. 0
1. 0 — 25 80 56 70. 0 15 2. 0
1. 5 — 4 80 76 95. 0 8 3. 6
1. 5 — 25 80 58 72. 0 16 2. 0
1. 0 0. 2 4 80 74 92. 5 11 4. 0
1. 0 0. 2 25 80 56 70. 0 16 2. 0
1. 5 0. 2 4 80 78 97. 5 8 6. 2
1. 5 0. 2 25 80 58 72. 0 15 3. 0
1. 0 0. 5 4 80 75 93. 8 9 4. 5
1. 0 0. 5 25 80 58 72. 0 15 2. 3
1. 5 0. 5 4 80 76 95. 0 8 5. 0
1. 5 0. 5 25 80 60 75. 0 13 2. 8
2. 3 索蚌百合鳞片不同部位对不定芽诱导的影响
把索蚌百合鳞片切成上、中、下 3 段,并将内、中、外层的
鳞片分开培养,观察各部位的鳞片诱导不定芽的情况。发现
不同部位的百合鳞片诱导不定芽的能力有差别,下部>中部>
上部,上部诱导能力最差,诱导率仅为 13. 3%,中部为 88. 2%,下
部为 92. 8%,并且基部鳞片形成的不定芽生长快、数量多。
百合的内、中、外层诱导能力也有明显的差别,外层>中层>内
层,内层诱导能力最差,诱导率为 51. 4%,中层为 87. 0%,外
层为 96. 0%。但是百合外层鳞片受损伤大且带菌多,污染率
较高,内层鳞片诱导率低,芽比较弱,不是主要的外植体来源。
中层诱导率比较高,带菌较少,芽生长健壮,且数量最多。综
合分析,应采用中层鳞片的下、中部作为外植体(表 3)。
表 3 不同鳞片部位对索蚌百合不定芽诱导的影响
鳞片部位 外植体数量 /个 诱导出不定芽的外植体数量 /个 诱导率 /%
上部 30 4 13. 3
中部 34 30 88. 2
下部 28 26 92. 8
内层 35 18 51. 4
中层 31 27 87. 0
外层 25 24 96. 0
2. 4 不同质量浓度激素培养基对索蚌百合鳞片继代增殖的
影响
将诱导出的不定芽转接到含有不同质量浓度激素配比的
MS培养基上培养 30 d后,观察出当 6-BA 质量浓度在 0. 5 ~
2. 0 mg·L-1范围内,随着质量浓度的升高,增殖系数变大,6-
BA对百合侧芽的再生有促进作用,但质量浓度不宜过高,否
则对百合侧芽有抑制作用。而 NAA 增高,增殖系数变化不
大,但芽的生长更快,根生长和叶生长旺盛,但不宜超过 1. 0
mg·L-1,否则会对侧芽的的再生产生抑制作用。当 6-BA1. 0
mg·L-1、NAA1. 0 mg·L-1时,其增殖系数突然下降,可能就
是由于 NAA质量浓度过高所致。试验中 6-BA1. 0 mg·L-1、
NAA0. 2 mg·L-1组合,增殖系数仅为 2. 8,且株高最矮,仅为
2. 3 cm。6-BA质量浓度在 1. 5 ~ 2. 0 mg·L-1,NAA质量浓度
在 0. 1 ~ 0. 5 mg·L-1增殖效果较好,其中 MS+BA2. 0 mg·L-1 +
NAA0. 2 mg·L-1的增殖系数最大,可达到 8. 0,且生长情况良
好,为最适合索蚌增殖的培养基。另外,在试验中发现,索蚌
的愈伤组织生长紧实、比较硬,在以后的继代过程中应把愈伤
组织去掉,否则影响芽的增殖和生长(表 4)。
表 4 不同质量浓度激素对索蚌百合继代增殖的影响
激素质量浓度 /mg·L-1
BA NAA
增殖系数 株高 / cm 生长势
0. 5 0. 10 3. 6 6. 3 较弱
0. 5 0. 50 4. 0 4. 7 较强
1. 0 0. 05 2. 4 4. 7 较弱
1. 0 0. 10 2. 6 5. 5 较弱
1. 0 0. 20 2. 8 2. 3 较弱
1. 0 0. 50 6. 0 5. 3 较强
1. 0 1. 00 2. 0 6. 0 最弱
1. 5 0. 50 6. 1 3. 5 较强
2. 0 0. 20 8. 0 3. 5 最强
2. 5 单株与丛株培养方式对索蚌百合增殖培养的影响
继代增殖过程中,采用单株与丛株培养方式,进行对比试
验。30 d 后观察得出,以单株培养方式进行增殖时,在 MS+
BA1. 0 mg·L-1 +NAA0. 2 mg·L-1、MS+BA0. 5 mg /L+NAA0. 1
mg·L-1培养基上均无侧芽再生;而以丛株接种,在所有培养
基上均有侧芽再生,且再生芽数明显多于单株培养。因此接
种方式以丛株接种效果明显优于单株接种。这种现象的产
生,可能是由于百合具有群居生长的特点。以 MS+BA2. 0 mg·
L-1+NAA0. 2 mg·L-1培养基上的侧芽增殖效果最好,单株再生
芽数量最多为 60 个,丛株再生芽数量可达到 180 个(表 5)。
13第 8 期 郭海滨等:索蚌百合鳞片的组织培养
表 5 单株与丛株接种方式对索蚌百合增殖诱导的影响
培养基质量浓度 /mg·L-1
BA NAA
接种芽数量 /个
单株 丛株
增殖芽数量 /个
单株 丛株
0. 5 0. 1 20 20 0 60
0. 5 0. 5 20 20 0 80
1. 0 0. 2 20 20 0 160
1. 0 0. 5 20 20 40 60
1. 5 0. 5 20 20 20 80
2. 0 0. 2 20 20 60 180
2. 6 不同质量浓度激素对索蚌百合生根的影响
选取苗高 2. 0 cm左右的健壮试管苗,接种在生根培养基
上,观察生根情况在 MS+BA1. 5 mg·L-1 +NAA0. 5 mg·L-1、
MS+BA1. 0 mg·L-1 + NAAmg·L-1、MS +BA0. 5 mg·L-1 +
NAA0. 05 mg·L-1培养基上的试管苗生根率最高,均达到
100. 0%。试管苗在 MS+BA1. 5 mg·L-1 +NAA0. 5 mg·L-1上
生根 4 ~ 5 条,根长 0. 4 ~ 2. 0 cm,但形成的根系较细,不利于
以后的移栽成活。
表 6 不同质量浓度激素对索蚌百合小鳞茎单独培养及生根的影响
培养基质量浓度 /
mg·L-1
接种数
量 /个
生根鳞茎
数量 /个
生根
率 /%
生根数
量 /条
MS+6-BA0. 5+NAA0. 05 18 18 100. 0 6 ~ 7
MS+6-BA1. 0+NAA0. 2 18 6 33. 3 3 ~ 4
MS+6-BA1. 0+NAA1. 0 18 18 100. 0 8 ~ 10
MS+6-BA1. 5+NAA0. 5 18 18 100. 0 4 ~ 5
MS+6-BA2. 0+NAA0. 2 18 5 27. 7 4 ~ 5
3 讨论
3. 1 低温处理百合鳞茎对诱导率的影响
经过 2 周低温处理(4 ℃)的百合鳞片,其分化率比按常
温处理的高出 50. 0%,并且低温处理有可能打破其休眠[6],
从而提高其分化子球的能力。在鳞片离体培育中用 4 ℃低温
处理百合鳞片 4 ~ 6 周,可提前 12 ~ 20 d分化小鳞茎。本试验
中的百合鳞茎也是经 4 ℃低温处理 14 d,鳞片诱导率有很大
的提高,而未满足低温要求的鳞茎,即使置于适宜的诱导环境
中,其诱导率也很低,且转绿较晚。转绿时间直接影响到其分
化芽的早晚,鳞片越早转绿,芽分化越早,而没有转绿的鳞片
最终不能分化出芽。接种前通过低温处理有利于提高鳞片的
分化率,这可能与百合在生长过程中有休眠现象有关。
3. 2 百合鳞片不同部位对诱导培养的影响
在本试验中发现,百合鳞片不同层次诱导不定芽的能力
差别很大,诱导能力从强到弱依次是:外层>中层>内层,百合
鳞片的最内层基本上没有分化能力,并且不同部位的百合鳞
片诱导不定芽的能力也有差别,诱导能力从强到弱依次是:下
部>中部>上部,上部诱导能力最差,诱导率仅为 13. 3%,中部
为 88. 2%,下部则高达 92. 8%,并且下部鳞片形成的不定芽
生长快、数量多。小鳞茎形成的部位在鳞片的近轴面和鳞片
中段,肉质比较肥厚的部位[7];在新铁炮百合组织培养研究
中发现鳞茎产生芽的能力从强到弱顺序为下部、中部、上
部[8],并且差异非常显著,下部芽的产生能力很强,是最初代
培养的最适合外植体[3]。另外,试验中还发现索蚌百合近轴
面向上放置于培养基上时,所形成的不定芽数目较多,芽长势
较好、利于成活;而远轴面向上时,虽然也产生不定芽,但数量
很少、长势较差,芽诱导时间变长。诱导出的不定芽一般都在
鳞片基部靠近鳞茎盘的部位出现,沿边缘不规则排列。
参 考 文 献
[1] 高敏.香水百合的组织培养快繁[J]. 广西农业科学,2002(3) :
120-121.
[2] 黄惠英.东方百合的离体培养[J].甘肃农业大学学报,2000,35
(4) :450-453.
[3] 丁兰,刘国安,田卫东,等.新铁炮百合组织培养和快速繁殖研
究[J].西北师范大学学报:自然科学版. 2001,37(1) :80-82.
[4] 庄志鸿,刘建.试管内形成东方百合鳞茎的组织培养[J]. 植物
生理学通讯,2002,38(2) :149.
[5] 佘小涵. 百合组织培养技术研究[J]. 林业科技开发,2002,16
(6) :27-29.
[6] 王家福,陈振光.百合快速繁殖条件的优化[J].福建农业大学
学报,1999,28(2) :152-156.
[7] 杭玲,苏宾,陈丽新,等.龙牙百合组培快繁技术研究[J]. 广西
农业科学,2001(4) :183-184.
[8] 董志渊,郑思乡.百合的组织培养及在其育种中的作用[J]. 西
部林业科学,2004,33(2) :

64-68.
(上接 27 页)
[7] 薛京伦.表观遗传学:原理、技术与实践[M].上海:上海科学技
术出版社,2006.
[8] 島本功,飯田滋,角谷徹仁.植物のエピジェネティクス[M].東
京:秀潤社,2008.
[9] ValledorL,Hasbun R,Meijon M,et al. Involvement of DNA meth-
ylation in tree developmentand micropropagation[J]. Plant Cell,
Tissue and Organ Culture,2007,91(2) :75-86.
[10] Klimaszewska K,Noceda C,Pelletier G,et al. Biological charac-
terization of young and aged embryogenic cultures of Pinus pinaster
(Ait.) [J]. In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant,
2009,45(1) :20-33.
[11] Finnegan E J,Peacock W J,Dennis E. DNA methylation,a key
regulator of plant development and other processes[J]. Current Opin-
ion in Genetics Development,2000,10(2) :217-223.
[12] 候雷平,李梅兰. DNA甲基化与植物的生长发育[J].植物生理
学通讯,2001,37(6) :584-588.
[13] 刘传光,涂从勇,江奕君,等. 5-氮胞苷对籼稻成熟胚愈伤组织
生长和再分化的影响及诱变效应[J].核农学报,2006,20(5) :
353-357.
[14] 聂丽娟,王子成. DNA甲基化抑制剂作用机理及其在植物发育
生物学研究中的应用[J].核农学报,2007,21(4) :362-365.
[15] Santos D,Fevereiro P. Loss of DNA methylation affects somatic
embryogenesis in Medicago truncatula[J]. Plant Cell,Tissue and
Organ Culture,2002,70(2) :155-161.
[16] Tchorbadjieva M I,Pantchev I Y. DNA methylation and somatic
embryogenesis of orchardgrass (Dactylis glomerata L.) [J]. Bulg
J Plant Physiol,2004,30(1 /2) :3-13.
[17] Leljak-Levanic D,Bauer N,Mihaljevic S,et al. Changes in DNA
methylation during somatic embryogenesis in Cucurbita pepo L.
[J]. Plant Cell Reports,2004,23:120-127.
[18] Yamamoto N,Kobayashil H,Kobayashi H,et al. Formation of
embryogenic cell clumps from carrot epidermal cells is suppressed
by 5-azacytidine,a DNA methylation inhibitor[J]. Journal of
Plant Physiology,2005,162(1) :47-54.
[19] Belchev I,Tchorbadjieva M,Pantchev I. Effect of 5-azacytidine
on callus induction and plant regeneration potential in anther cul-
ture of wheat (Triticum aestivum L.) [J]. Bulgium Journal of
Plant Physiology,2004,30(1 /2) :45-50.
[20] Hao Yujin,Deng Xiuxin. Stress treatments and DNA methylation
affected the somatic embryogenesis of Citrus callus[J]. Acta Bo-
tanica Sinica,2002,44(6) :673-677.
[21] 陆光远,伍晓明,陈碧云,等. 油菜种子萌发过程中 DNA 甲基
化的 MSAP分析[J].科学通报,2005,50(24) :2750-2756.
[22] Xu Mingliang,Li Xiangqian,Korban S S. DNA-methylation altera-
tions and exchanges during in vitro cellular differentiation in rose
(Rosa hybrida L.) [J]. Theoritical and Applied Genetics,2004,
109:899-910.
23 东 北 林 业 大 学 学 报 第 39 卷