全 文 :文章编号:1001-4829(2010)05-1652-04
收稿日期:2010-05-12
基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2006
AA100109);辽宁省自然基金博士启动基金项目(20081067);中
国博士后科学基金资助项目(20100471471);辽宁省教育厅项
目(L2010495)
作者简介:陈丽静 , (1971-), 女 ,山东省海阳县人 ,副教授 , 博
士 , 024-88487164, E-mail:chenlijing1997@ 126.com, *为通讯作
者。
东方百合 “索蚌 ”离体培养快繁体系建立
陈丽静 1 , 马 爽 1 , 李丽丽 1 ,李浩戈 1 ,林景卫 1 ,马 慧1 ,明 军 2*
(1.沈阳农业大学辽宁省生物技术重点实验室 ,辽宁 沈阳 110866;2.中国农科院蔬菜花卉研究所 ,北京 100081)
摘 要:本研究以东方百合 “索蚌 ”为试材 ,以 MS培养基为基础培养基 ,附加不同种类和浓度的植物生长调节物质(6-BA, NAA,
IBA)诱导丛生芽及再生植株。结果表明:“索蚌 ”的最适灭菌时间为 8 ~ 10min,最佳取材部位是鳞片的基部。东方百合 “索蚌 ”的
最佳诱导分化培养基为 MS十 6-BA2.0 +NAA0.1,最佳继代培养基为 MS+6-BA 2.0 +NAA 0.2;最佳生根培养基为 1/2MS+
NAA0.1 +IBA0.01,生根率 97.8%,平均每苗根数可达 11条;试管苗移栽的最佳基质为珍珠岩∶草炭土∶河沙 =1∶1∶1,成活率达
92%。
关键词:东方百合;索蚌;组织培养;快速繁殖
中图分类号:S681.9 文献标识码:A
RapidPropagationofOrientalLily`Sorbonne
CHENLi-jing1 , MAShuang1 , LILi-li1 , LIHao-ge1 , LINJing-wei1 , MAHui1 , MINGJun2*
(1.BioscienceandTechnologyInstituteofShenyangAgricultureUniversity, LiaoningShenyang110866, China;2.InstituteofVegetableand
FlowersChineseAcademyofAgriculturalSciences, Beijing100081, China)
Abstract:Theinfluenceofdiferentconcentrationhormone(6-BA, NAA, IBA)forthetisuecultureoforientallily`Sorbonne , basedon
MSmediumwerestudiedinordertoexplorethesuitablelevelofhormoneandtoincreasetheeficiencyofthetissuecultureoforientallily
`Sorbonne , andthediferentcomponentsofthefourmediumwereusedtofindthebestmediumandbestgrowthconditions, andtransplan-
tingoforientallily`Sorbonne wasstudiedtoestablishthehighfrequencypropagationsystemorientallily`Sorbonne .Thebeststerilization
methodwasthatshoottipwassoakedinthe75% ofalcoholfor30s, andthenputin0.1% mercuricchloridefor8-10 min;thebest
drawnpartswasthebaseofbulbs.EnrichofMSmediumwithMS+6-BA2.0 +NAA0.1wasthebesttopromotetheinductionofadventi-
tiousshootsandtheirgrowth, theoptimalsubculturemediumwasMS+6-BA2.0+NAA 0.2, theoptimumrootingmediumwas1/2MSsup-
plementedwithNAA0.1 +IBA0.01, rootingratewas97.8%, andOrientallilysaverageeachseedlingradicalcouldreach11.Thetrans-
plantingsurvivalratewashighonthetransplantingmediumofpearlite:vermiculite∶peat∶sand=1∶1∶1∶1, thesurvivalratewasupto92%.
Keywords:Orientallily;`Sorbonne ;Tissueculture;Rapidpropagation
百合(LiliumSpp.)是百合科(Liliaceae)百合属
(Lilium)植物的总称 ,为多年生鳞茎草本植物 [ 1 ~ 2] 。
百合花大 ,花色丰富 ,花姿优美 ,既能作切花 、盆花 ,
又能在园林绿地中应用;既能观赏又能食用药用 ,深
受人们喜爱 [ 3 ~ 4] 。百合切花是继世界五大切花之后
近些年发展起来的一枝新秀 ,是目前世界上发展最
快的花卉之一 ,具有广阔的发展前景 。随着百合在
国内外鲜切花市场中走俏 ,百合花生产和消费逐年
递增 [ 5] ;但传统的栽培方法不仅繁殖率低 , 且易感
染病毒 ,造成鳞茎退化 ,目前主要采用组织培养的方
法进行百合的脱毒和扩繁[ 6 ~ 7] 。
根据百合品种的来源 、性质不同 ,可以分为许多
品种群[ 8] 。在生产栽培 、花卉市场常见的有 3大品
种群:麝香百合杂种系 、亚洲百合杂种系和东方百合
杂种系。 “索蚌 ”是众多从荷兰引入中国的东方百
合品种中最受市场欢迎 、经久不衰的品种之一 ,关于
它的工厂化快速繁殖工艺流程尚无人研究 ,为扩大
和开发这一百合切花品种 ,丰富鲜切花市场 ,降低价
格 ,使象征着吉祥 、纯洁 、美丽的百合花走进更多的
1652
西 南 农 业 学 报
SouthwestChinaJournalofAgriculturalSciences
2010年 23卷 5期
Vol.23 No.5
百姓人家 ,为人们的生活增添色彩 [ 9] ,本研究以 “索
蚌 ”为试材 ,以规模化生产为目的 ,选择符合规模化
生产要求的植物生长调节剂进行了组织培养研究 ,
系统地探讨了不同取材部位 、灭菌时间 、激素组合对
芽诱导和增殖的影响 ,选择出了最佳增殖 、生根培养
基和移栽基质 ,旨在建立简便 、有效 、规模化生产东
方百合 “索蚌 ”种苗的快速繁殖技术 ,为商业化生产
这一新型高档花卉提供技术和途径。
1 材料与方法
1.1 试验材料及地点
东方百合 “索蚌 ”采自沈阳农业大学生物科技
学院海城产学科研基地。
本试验研究部分在辽宁省农业生物技术重点实
验室的组织培养室内进行 , 扩繁生产部分在沈阳
农业大学生物科学技术学院产学研基地进行。在取
材和培养基的选用方面参考文献 [ 10 ~ 11]的内容 。为
确保试验结果可应用于生产 , 试验重复多次。
1.2 试验方法
1.2.1 外植体处理 取健康 、无病虫害的东方百合
“索蚌”鳞茎剥去外层干枯的部分 ,取里面新鲜的鳞
片 ,将同一鳞片分割为上部鳞片 、中部鳞片和基部鳞
片 ,以这三部分为外植体 ,用刀片切成 1.0 ~ 1.5cm3
的小块 ,分别置于小烧杯中 ,用纱布封口 ,自来水流
水冲洗 30 min,放入超净工作台灭好菌的小烧杯里 ,
用 75%的酒精浸泡 30 s,用无菌水冲洗 1次 ,再用
0.1% HgCl2溶液灭菌 4 ~ 11min,无菌水冲洗 5 ~ 6
次 ,备用。
1.2.2 不定芽的诱导和分化 灭菌后的百合鳞片
不同部位分别接种于 MS培养基上 ,每瓶接 1片鳞
片 ,每个处理接 25瓶。芽诱导愈伤组织或幼芽培养
基每一处理重复 3次 。每瓶接 4个小芽。培养基
表 1 不同消毒时间对东方百合 “索蚌”外植体成活率的影
响
Table1 Efectofsurvivalrateofnewlybulbletonorientallily`Sor-
bonne indiferentsterilizetime
消毒时间
(min) 接种瓶数 污染瓶数
污染率
(%) 成活瓶数
4 25 23 92 0
5 25 20 80 2
6 25 12 48 10
7 25 12 48 11
8 25 7 28 16
9 25 8 32 15
10 25 7 28 18
11 25 13 52 8
pH值为 5.8,含蔗糖 3 %、琼脂 0.7 %。置于培养
室温度(23 ±2)℃,光照强度 2000 ~ 3000 lx,每天
光照时间 12 ~ 14 h环境条件下进行组织培养。每
10d调查 1次 ,调查接种后材料的污染情况 、外植体不
同接种部位诱导分化情况等 ,每隔 30d继代 1次。
1.2.3 不定芽的继代增殖 将百合的鳞片基部接
种于不同激素浓度与配比的 MS+蔗糖 3 % +琼脂
0.7 %, pH5.8培养基中 ,每一类接种 30块外植体 ,
培养条件同上 , 30 d后观察并统计结果 。
1.2.4 试管苗的生根 将株高约 2 ~ 3 cm,生长健
壮的索蚌百合不定芽幼芽丛单个切下 ,接种于不同
激素浓度与配比的 MS培养基中 ,每瓶接种 3株单
芽 ,每个处理 30瓶。培养条件同上 , 30 d后观察并
统计结果 。
1.2.5 试管苗的移栽 当苗高 4 cm左右 ,苗根长
2 ~ 3 cm,根为乳白至黄色时 ,将培养有组培苗的培
养瓶置于室温条件下 ,逐渐把封口膜打开 ,炼苗 4 ~
5d。炼苗后 ,将试管苗从瓶中小心取出 ,用自来水
将附在幼苗根上的培养基冲洗干净 ,再用 0.2 %多
菌灵液浸泡 5 ~ 10s消毒灭菌 ,然后用清水洗净 ,晾
干水分后移栽到经过 50 %福美双可湿性粉剂 1∶500
喷雾消毒的基质中 。每种移栽基质均栽种 50盆 ,每
盆 1株。栽好后淋透水 ,置于有散射光的阴凉处 ,一
星期后进行正常光照 ,并结合浇水喷施营养液 ,以后
每 4 d喷 1次营养液。 40 d后观察并统计结果 。
2 结果与分析
2.1 不同灭菌时间对外植体成活率的影响
从表 1可以看出最适灭菌时间为 8min,时间过
长会引起植物材料死亡 ,时间过短会引起试材污染 ,
降低得率 。从实验结果分析来看 ,东方百合索蚌的
灭菌时间应控制在 8 ~ 10 min。通过这个试验 ,可看
出组织培养的成功与否 ,灭菌时间起着关键作用。
因此要严把时间关 ,以获得最大得率。
2.2 不同接种部位对不定芽分化的影响
从表 2可以看出 ,同一鳞片的不同部位 ,其小鳞
茎的发生情况是不同的。鳞片基部的繁殖能力最
强 ,其次是中间部分 ,最差的是上部分。从试验结果
分析可推断 ,外植体的形态与小鳞茎的发育之间似
表 2 不同接种部位对不定芽分化的影响
Table2 Efectofdiferentbulbletpartondiferentiationofadventi-
tiousbud
取材部位 接种瓶数(瓶) 着生小鳞茎数 平均繁殖系数
上部分 25 40 1.33
中间部分 25 50 1.67
鳞片基部 25 200 6.67
16535期 陈丽静等:东方百合 “索蚌 ”离体培养快繁体系建立
表 3 不同激素浓度配比对不定芽诱导的影响
Table3 Efectofdiferentbasicmedia, 6-BAandNAAoninductionofadventitiousbud
6-BA
(mg/L)
NAA
(mg/L)
外植体数
(块)
分化数
(块)
分化率
(%)
分化系数
(芽 /块)(%) 生长状况
0.5 0.2 30 27 90 3.2 愈伤组织很少 、芽细弱
1 0.1 30 30 100 4 愈伤组织很少 、芽细弱
2 0.1 30 30 100 5.1 愈伤组织多 、芽较壮
2 0.2 30 30 100 芽成团 结实的愈伤组织 、芽成团块状
3 0.1 30 30 100 芽成团 结实的愈伤组织 、芽成团块状
表 4 不同激素浓度配比对不定芽增殖的影响
Table4 Efectofdiferentbasicmedia, 6-BAandNAAonpropagationofadventitiousbud
培养基成分(mg· L-1) 6-BA/NAA 接种数 增殖芽数 繁殖系数
MS+6-BA1.0+NAA0.2 5 30 134 4.47
MS+6-BA1.0+NAA0.5 2 30 82 2.73
MS+6-BA2.0+NAA0.2 10 30 189 6.30
MS+6-BA2.0+NAA0.5 4 30 106 3.53
MS+6-BA3.0+NAA0.2 15 30 158 5.27
MS+6-BA3.0+NAA0.5 6 30 124 4.13
乎有某种联系 ,即肥厚的鳞片基部容易分化出小鳞
茎 ,且繁殖系数较其它部位高出许多。那么小鳞茎
的分化是与外植体中营养物质的多寡有关 ,还是与
其化学组成(如植物激素)有关 ,尚需进一步探讨。
2.3 不同激素浓度配比对不定芽诱导分化的影响
将东方百合 “索蚌 ”的鳞片基部接种到不同浓
度 6-BA与 NAA配比的培养基中 ,培养 30 d后统计
分化率 。试验结果表明:鳞片的分化率和分化系数
都随 6-BA、NAA浓度的提高而提高 ,但当 6-BA、
NAA浓度提高到一定值时 , 分化出的丛芽太过密
集 ,单芽质量差 。当 6-BA浓度达到 3mg/L时 ,索蚌
鳞片上分化出的愈伤组织较结实 ,分化出的芽成团
块状 ,很难形成正常的单芽 ,这些团块状芽需要经过
3 ~ 4代的继代培养才能形成正常的单芽 ,因此综合
比较 , MS十 6-BA2.0 mg/L+NAA0.1 mg/L培养
基较适合索蚌的鳞片分化 ,此培养基上鳞片分化出
的不定芽叶色浓绿 、叶片展开 ,芽健壮 。
2.4 不同激素浓度配比对不定芽增殖的影响
从表 4可以看出:增殖的芽数与 6-BA、NAA的
浓度配比有直接的关系 ,当其配比增大时 ,增殖的芽
数也增多;当其超过所培养材料的最适配比时 ,增殖
芽数会随着配比的增大而减少 。同时 , 6-BA浓度相
同 , NAA的浓度高时 ,会抑制芽的增殖 ,只有当 6-
BA, NAA的浓度及其配比恰当时 ,芽的增殖数才能
达到最大数。 MS+6-BA2.0 +NAA0.2是东方百
合 “索蚌”增殖的最佳培养基 。
2.5 不同生根培养基的筛选
通过对表 4的结果分析可知 , 4号培养基 1/
2MS+NAA0.1mg/L+IBA0.01mg/L为东方百合
“索蚌”的最佳生根培养基。 NAA和 6-BA以此浓度
配比最适合生根 ,生根率高达 97.8 %,且根壮 、叶
绿 、根多易分离 ,易生根毛 ,移栽后成活率高 。
2.6 试管苗移栽基质的筛选
基质的选择对试管苗的移栽是很重要的 ,在瓶
表 4 东方百合 “索蚌”生根试验结果调查
Table4 Therootingrateandrootmorphologyoflily
序号 培养基 总苗数(株) 生根苗数(株) 生根率(%) 平均每苗根数(条) 生长状况
1 MS 90 88 97.8 6.9 ++ +
2 MS+NAA0.1 90 75 83.3 10.4 ++
3 MS+NAA0.1+IBA 0.01 90 79 87.8 4.8 +
4 1 /2MSNAA0.1+IBA0.01 90 89 97.8 11 + ++ +
注:+苗黄 ,长势不好;+ +分生多 ,不易分开 ,分开后根易脱落 ,苗弱 、根少;++ +根壮 、苗绿 、长势好;+ ++ +叶绿 、根壮 、根数
多 、有一 、二极侧根 、易生根毛 、长势好。
1654 西 南 农 业 学 报 23卷
表 5 不同移栽基质对试管苗成活率的影响
Table5 Efectofdiferentmediumsonsurvivalrateofseedlingaf-
tertransplanting
基质种类 移栽株数(株)
成活株数
(株)
成活率
(%)
珍珠岩∶草炭土 =1∶1 50 40 80
河沙∶草炭土 =1∶1 50 43 86
河沙 50 36 72
珍珠岩∶草炭土∶河沙 =1∶1∶1 50 46 92
苗出瓶前 ,将瓶口打开晾苗 ,让苗健壮 , 3 d后进行
移栽 ,在以下各基质中各栽 50株 , 30d后观察结果 。
表 5表明 , 4号基质(珍珠岩∶草炭土∶河沙 =1
∶1∶1)最适合百合的移栽 。成活率可达 92 %。
3 结论与讨论
利用组织培养的方法进行植物的快繁 ,其优点
就是利用较少的外植体材料在短时间内获得大量品
质优良的脱毒再生植株 ,整个过程操作方便 、快捷 、
节省人力物力 ,且不受外界环境条件的影响 。具有
极大的推广应用价值 [ 12] 。本试验从 5个方面对百
合的快速繁殖体系进行了研究。得到的结论是:最
佳灭菌时间为 8 ~ 10 min;最佳取材部位是百合鳞茎
的基部;最适合索蚌的鳞片分化培养基为:MS十 6-
BA2.0 +NAA0.1,此培养基上鳞片分化出的不定
芽叶色浓绿 、叶片展开 ,芽健壮;东方百合 “索蚌 ”的
最佳继代培养基为:MS+6-BA2.0 +NAA0.2;最
佳生根培养基为:1/2MS+NAA0.1 +IBA0.01;试
管苗移栽的最适基质为珍珠岩∶草炭土∶河沙 =1∶1
∶1。影响植物组培成功的因素很多。灭菌是组培中
关键的一步 ,不同的外植体所要求的灭菌时间不
同 [ 13] 。随着氯化汞灭菌时间的增加 ,污染率逐渐下
降 。外部鳞片由于机械损伤 ,本身容易带菌 ,污染率
较高 ,在相同的灭菌时间后 ,越往里 ,鳞片的污染率
越低[ 14]
从遗传学的角度出发 ,百合的鳞茎是营养物质
的储藏器官和进行无性繁殖的器官 ,从植物的整体
结构来看 ,它位于植株的中间偏下部位 ,这种情况应
全息于每个鳞片即鳞片中偏下 ,对小鳞茎发生有较
强的遗传势 ,小鳞茎发生能力中下部最强 ,顶部差 ,
符合生物全息率的遗传优势理论[ 15] 。本试验的结
果是鳞茎盘的再生能力最强 ,中间部分次之 ,上部最
差 。激素的调节也是组培的关键所在 ,在诱导鳞片
分化选用的激素为:6-BA2.0和 NAA0.1 。在最佳
继代培养基的筛选时 ,选用的分裂素类为 6-BA,生
长素类为 NAA, 当 6-BA含量为 2.0, NAA为 0.2
时 ,百合的繁殖系数最高;生根培养基的筛选时选用
的激素是:NAA0.1, IBA0.01 ,促进生根效果最好。
试管苗移栽前应先打开瓶口进行苗的健化 ,使移栽
苗容易适应外界条件 ,提高成活率 。移栽基质的选
择对试管苗的成活有重要影响 。移栽基质要求疏
松 ,有利于植株的生长与扎根 ,还要含有百合生长所
需的各种营养元素以及合适的 pH值。本实验所用
的移栽基质为珍珠岩∶草炭土∶河沙 =1∶1∶1的配比
混合而成的 ,珍珠岩本身无营养成分 ,渗水快 ,不易
保水;草炭土营养丰富 ,各种元素含量高 ,但草炭土
呈碱性 ,浇水后不易下渗 ,而百合生长环境要求微酸
性 ,故不适合百合生长;河沙细致 ,疏松 ,但营养成分
不高 ,三者配合弥补各自的不足 ,取长补短 ,适宜百
合生长。
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(责任编辑 李 洁)
16555期 陈丽静等:东方百合 “索蚌 ”离体培养快繁体系建立