全 文 ：收稿日期：2008-04-25
基金项目：辽宁省教育厅基金项目（202053092）
作者简介：雷家军（1966-），男，沈阳农业大学教授，博士，从事观赏植物遗传育种研究。
卷丹百合种间杂种胚培养研究
雷家军，庞 兰，林翼飞，关婧竹
(沈阳农业大学 园艺学院，沈阳 110161)
摘要：以三倍体卷丹百合（Lilium lancifolium Thunb.）为母本与兰州百合等 7 种百合进行种间杂交，以所得幼胚为外植体进行离体
培养，研究不同杂交组合、消毒方法、幼胚处理方法、胚龄、激素配比对杂种胚培养的影响。 结果表明：卷丹×大花卷丹有胚率最高，
达 41.3%；未开裂蒴果用 70％酒精浸泡 1min 消毒效果最好；剥除种皮和胚乳接种幼胚的萌发率比不剥除高 60%~70%，且萌发时
间提早 17~22d；授粉后 40~50d 的杂种胚最适于胚培养；最适幼胚萌发培养基为 MS+NAA0.01mg·L-1+6-BA0.1～0.5mg·L-1。
关键词：卷丹；百合；种间杂交；幼胚；离体培养
中图分类号：S682.2 文献标识码： A 文章编号： 1000-1700（2009）01-0084-04
Embryo Culture of Interspecific Hybrids from
Lilium lancifolium Thunb.
LEI Jia-jun， PANG Lan， LIN Yi-fei， GUAN Jing-zhu
(College of Horticulture, Shenyang Agricultural University, Shenyang 11016, China)
Abstract： The immature embryos obtained from interspecific hybridization from Lilium lancifolium as a female parent with 7 oth-
er lily species were used as the explants to tissue culture. The influencing factors of embryo culture were studied in this paper.
The results indicated that the percentage of seeds with embryo of L. lancifolium × L. maximowiczii was the highest, with up to
41.3%. 70% alcohol for 1 minute was the best disinfection method for capsules without dehiscence. The rate of germination of
embryos without seed coat and endosperm was 60%~70% higher than that with seed coat and endosperm, and germinated 17~22
days earlier. The best age for the immature embryos to culture in vitro was in 40~50 days after pollination. The best medium for
embryos germination was MS+NAA0.01 mg·L-1 +6-BA0.1 mg·L-1.
Key words： Lilium lancifolium; lily; interspecific hybridization; immature embryo; tissue culture
卷丹百合（Lilium lancifolium Thunb.）为百合科（Liliaceae）百合属（Lilium）植物，其花色鲜艳，花型奇特，耐
寒、耐旱且适应性很强。 目前百合育种仍然以常规杂交育种为主，前人研究主要集中在亚洲百合、东方百合杂
种系及毛百合等部分野生种上[1-5]，对卷丹的研究利用较少。 我国常见的卷丹为同源三倍体[6]，三倍体与二倍体
杂交可以产生各类非整倍体材料，它们在新品种培育、遗传研究和生产上都具有重要作用。 在百合种间杂交育
种中，胚培养技术是克服杂交后障碍的有效手段，至今通过胚培养获得的百合种间杂交种有 100 余种[7,8]。 但不
同种百合之间杂交难易程度受基因型影响很大，不同杂种胚培养所需要的关键技术也不同。 本试验以卷丹为
母本与其他 7 种百合杂交，对影响卷丹杂交种胚培养的主要因素进行研究并获得远缘杂种植株，旨在为充分
利用卷丹三倍体珍稀百合资源培育抗寒百合新品种及进行遗传研究奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料
试验于 2007 年 6~9 月进行，供试百合采自沈阳农业大学花卉基地，包括卷丹百合、兰州百合（L. davidii
Duchartre）、 大花百合 （L. concolor var. megalanthum Wang et Tang）、 有斑百合 （L．concolor var. buschianum
Baker）、垂花百合（L. cernuum Komar.）、朝鲜百合（L. amabile Palib.）、大花卷丹（L. leichtlinii var. maximowiczii
Baker）和亚洲百合杂种系品种布鲁拉诺(Brunello)。
1.2 方法
1.2.1 不同杂交组合试验 以卷丹为母本，与兰州百合、大花百合、有斑百合、垂花百合、朝鲜百合、大花卷丹和
沈阳农业大学学报，2009－02，40(1)：84-87
Journal of Shenyang Agricultural University，2009－02，40(1)：84-87
第 1期
表 1 不同卷丹杂交组合的有胚率
Table 1 Rate of embryos in different cross combinations from L. lancifolium as female
杂交组合
Cross combinations
卷丹 × 兰州百合 L. lancifolium × L. davidii
卷丹 × 大花百合 L. lancifolium × L. concolor var. megalanthum
卷丹 × 布鲁拉诺 L. lancifolium × Brunello
卷丹 × 有斑百合 L. lancifolium × L．concolor var. buschianum
卷丹 × 朝鲜百合 L. lancifolium × L. amabile
卷丹 × 垂花百合 L. lancifolium × L. cernuum
卷丹 × 大花卷丹 L. lancifolium × L. maximowiczii
蒴果数/个
No. of capsules
30
5
11
7
12
1
6
种子数/个
No. of seeds
5760
1150
2600
1560
2979
290
1390
有胚种子数/个
No. of seeds with embryos
132
201
179
13
690
1
575
有胚率/%
Rate of embryos
2.3
17.5
6.9
0.8
23.2
0.3
41.3
表 2 不同蒴果消毒方法对污染率的影响
Table 2 Effects of different disinfection methods on contamination rate
消毒方法
Disinfection method
70％酒精 1min 70% alcohol 1 min
0.1%升汞 10min 0.1% HgCl2 10 min
70％酒精 1min+0.1％升汞 10min 70% alcohol 1min0.1% + HgCl2 10 min
接种种子数/个
No. of inoculated seeds
96
96
96
污染数/个
No. of disinfected seeds
0
1
0
污染率/%
Contamination rate
0.00
1.04
0.00
布鲁拉诺杂交，授粉 40d后对杂交所得蒴果进行调查，统计种子数及有胚种子数，求出不同杂交组合的有胚率，
有胚率=有胚种子数/调查种子数×100%。
1.2.2 不同消毒方法试验 采用 3 种不同消毒方法对蒴果进行整体消毒，处理 1 用 70％酒精浸泡 1min，处理
2用 0.1%升汞浸泡 10min， 处理 3用 70％酒精浸泡 1min， 再用 0.1％升汞浸泡 10min。 消毒后用无菌水冲洗 3
次，取幼胚带种皮及胚乳接种，45d 后调查不同消毒方法的污染率以确定最适消毒方法，污染率=污染数/接种
数×100%。
1.2.3 不同幼胚处理方法试验 取卷丹×大花百合、卷丹×布鲁拉诺、卷丹×朝鲜百合、卷丹×大花卷丹授粉后
40d 的幼胚，分别采用带种皮及胚乳接种、剥除种皮带胚乳接种、剥除种皮和胚乳只取幼胚接种共 3 种不同幼
胚处理方法，每种方法接种 30个，观察记录幼胚萌发时间及萌发率，萌发率=萌发胚数/接种胚数×100%。
1.2.4 不同胚龄试验 取卷丹×兰州百合、卷丹×朝鲜百合、卷丹×大花卷丹杂交授粉后 30，40，50d 的幼胚各 30
个，剥除种皮及胚乳取幼胚接种，45d 后调查杂种胚的萌发率与成苗率，成苗率=萌发且成苗的胚数/接种胚数×
100%。
1.2.5 不同激素配比试验 取卷丹×大花百合、卷丹×布鲁拉诺、卷丹×朝鲜百合、卷丹×大花卷丹的幼胚，以 MS
为基本培养基附加不同浓度的 NAA 和 6-BA，比较不同激素配比对幼胚萌发与生长的影响。 培养基蔗糖浓度
为 30g·L-1，pH 值为 5.8，每个处理接种 30~60个外植体，培养 45d后调查杂种胚的萌发率与成苗率。
2 结果与分析
2.1 不同杂交组合有胚率调查结果
由表 1 可知，卷丹×大花卷丹的有胚率最高，为 41.3%；其次是卷丹×朝鲜百合和卷丹×大花百合，有胚率分
别为 23.2%和 17.5%。 通过观察可知，这 3个组合的胚发育较完全，透过种皮肉眼可以看见清晰的幼胚。 卷丹×
大花卷丹、卷丹×大花百合的胚乳较完整，幼胚生长整齐，多为细长条状，位于种子中间。 卷丹×朝鲜百合的幼胚
形状相差较大，部分种子的胚扁平短粗靠近种子一侧或呈点状位于萌发孔附近，且胚乳较少，部分种子的胚乳
解体消失。 其他几个组合有胚率较低，部分种子的胚不明显，需要剥除种皮才可确定是否有胚。
2.2 不同消毒方法对消毒效果的影响
由表 2可知，3种消毒方法的污染率差异不大， 污染率均较低， 故后续试验中选用 70％酒精浸泡 1min 消
毒，既简化消毒过程，又减少消毒剂对接种材料的伤害。
2.3 不同幼胚处理方法对杂种胚萌发的影响
由表 3 可知，剥除种皮及胚乳，取幼胚直接接种的幼胚萌发率最高，比不剥除种皮和胚乳接种处理提高
60%~70%，比只剥除种皮处理提高约 30%，其中卷丹×布鲁拉诺剥除种皮和胚乳处理比剥除种皮带胚乳处理萌
雷家军等:卷丹百合种间杂种胚培养研究 85· ·
第 40卷沈 阳 农 业 大 学 学 报
表 3 不同幼胚处理方法对卷丹杂种胚萌发的影响
Table 3 Effects of different treatments on germination of immature embryo from L. lancifolium as female
处理方法
Treatment
带种皮及胚乳
Embryos with seed coat and endosperm
剥除种皮带胚乳
Embryos with endosperm
剥除种皮和胚乳
Embryos without seed coat and endosperm
萌发率/%
Germination
rate
17.4
50.1
84.6
萌发时间/d
Germination
date
38
21
16
萌发率/%
Germination
rate
15.3
32.4
91.7
萌发时间/d
Germination
date
28
14
8
萌发率/%
Germination
rate
11.9
52.0
78.9
萌发时间/d
Germination
date
33
23
14
萌发率/%
Germination
rate
20.2
63.3
94.2
萌发时间/d
Germination
date
30
20
13
卷丹 × 大花百合
L. lancifolium ×
L. concolor var. egalanthum
卷丹 × 布鲁拉诺
L. lancifolium × Brunello
卷丹 × 朝鲜百合
L. lancifolium × L. amabile
卷丹 × 大花卷丹
L. lancifolium ×
L. maximowiczii
表 4 胚龄对卷丹杂种幼胚萌发及成苗的影响
Table 4 Effects of embryo ages on germination and seedling of immature embryo from L. lancifolium as female
胚龄/d
Embryo age
30
40
50
萌发率/%
Germination rate
2.4
8.2
9.0
成苗率/%
Seedling rate
0.0
6.4
6.5
萌发率/%
Germination rate
7.3
78.9
83.14
成苗率/%
Seedling rate
2.5
47.4
44.9
萌发率/%
Germination rate
4.1
93.6
91.2
成苗率/%
Seedling rate
2.0
72.2
78.7
卷丹 × 兰州百合
L. lancifolium × L. davidii
卷丹 × 朝鲜百合
L. lancifolium × L. amabile
卷丹 × 大花卷丹
L. lancifolium × L. maximowiczii
发率提高 59.3%，说明杂种胚与胚乳之间存在生理上不协调性。 剥除种皮及胚乳还可以缩短幼胚萌发时间，剥
除种皮和胚乳的幼胚 15d 就能萌发，而未剥除的幼胚需 30d 才能萌发。 不同杂交组合幼胚的萌发时间也有一
定的差异，卷丹×布鲁拉诺、卷丹×大花卷丹不同方法处理的幼胚萌发时间均早于其他两个组合 6~10d。
2.4 胚龄对胚培养效果的影响
由表 4可知，不同杂交组合胚龄为 30d的胚萌发率均较低，平均仅为 4.6%，成苗率很低或不成苗。 同一杂
交组合 40d 和 50d 胚龄的胚萌发率与成苗率相差不大， 卷丹×朝鲜百合和卷丹×大花卷丹这两个组合 40d 和
50d胚的平均萌发率较 30d提高 74%和 88%，成苗率提高 44%和 73%。 卷丹×兰州百合不同胚龄的幼胚萌发率
与成苗率均较低，可能是父母本亲缘关系较远，杂交亲和性差，胚早期败育所致。
2.5 不同激素配比对胚培养的影响
由表 5可知，不同杂交组合的幼胚在相同培养基上萌发率不同，卷丹×大花卷丹幼胚萌发率与成苗率最高，
平均为 86.5%和 49.6%。同一基因型的杂种胚在不同培养基上萌发率相差不大。不同激素配比对杂种胚萌发影
响不大，但对成苗及苗长势有一定影响。NAA浓度为 0.1mg·L-1时，胚萌发慢，生长受到抑制，成苗不好。NAA为
0.01mg·L-1时，幼苗长势好，成苗率高。 NAA浓度相同时，6-BA浓度高不利于鳞茎形成与根的分化，6-BA浓度
卷丹 × 大花百合
L. lancifolium ×
L. concolor var. megalanthum
卷丹 × 布鲁拉诺
L. lancifolium × Brunello
卷丹 × 朝鲜百合
L. lancifolium × L. amabile
卷丹 × 大花卷丹
L. lancifolium ×
L. maximowiczii
表 5不同激素配比对卷丹杂种幼胚萌发及成苗的影响
Table 5 Effects of hormone concentrations on germination and seedling of immature embryo from L. lancifolium
as female
NAA
/mg·L-1
0.1
0.1
0.1
0.01
0.01
0.01
6-BA
/mg·L-1
0.1
0.5
1.0
0.1
0.5
1.0
萌发率/%
Germination rate
36.7
40.0
50.0
54.0
66.7
56.7
成苗率/%
Seedling rate
12.9
20.3
22.5
36.3
33.7
23.3
萌发率/%
Germination rate
20.7
38.2
34.5
45.3
42.8
43.8
成苗率/%
Seedling rate
10.3
14.7
10.3
25.5
20.4
18.5
萌发率/%
Germination rate
42.9
51.5
57.3
58.4
57.6
54.9
成苗率/%
Seedling rate
21.4
23.1
20.7
30.1
29.4
29.7
萌发率/%
Germination rate
84.9
87.2
82.7
89.4
86.2
88.3
成苗率/%
Seedling rate
37.3
43.0
41.7
67.1
52.9
55.8
86· ·
第 1期
为 1.0mg·L-1时，胚萌发后只长叶丛而不形成鳞茎。 因此，卷丹杂交种胚培养适宜的培养基是 MS+NAA0.01mg·
L-1+6-BA0.1mg·L-1和 MS+NAA0.01mg·L-1+6-BA0.5mg·L-1,前者形成完整植株的比例高且 50%以上的幼苗能生
根；后者苗长势略好，叶色深。
3 结论与讨论
本试验以卷丹为母本进行种间杂交的 7 个组合均得到了有胚种子， 其中卷丹×大花卷丹有胚率最高，达
41.3%；未开裂蒴果用 70％酒精浸泡 1min消毒效果即可；剥除种皮和胚乳接种幼胚的萌发率比不剥除高 60%~
70%， 且萌发时间提早 17~22d； 授粉后 40~50d 的杂种胚最适于胚培养 ； 最适幼胚萌发培养基为 MS+
NAA0.01mg·L-1+6-BA0.1mg·L-1。
远缘杂交是培育百合新品种的重要手段，卷丹抗寒性强，能在北方地区露地越冬，是抗寒育种的优良亲本。
罗建让、樊金萍等[9,10]曾以卷丹为亲本与野百合、宜昌百合和东北百合进行杂交育种，但均未获得有胚种子。 本
试验以东北地区分布的野生百合及亚洲百合为父本，人工杂交及胚培养获得了卷丹杂交种。 试验中有胚率小
于 1%的组合卷丹×有斑百合、卷丹×垂花百合，可能是亲缘关系较远，杂交亲和性差，胚早期败育严重，可以尝
试子房切片培养或胚珠培养等方法挽救杂交种，获得更多的远缘杂交材料。 姜锐等[11]曾以东方百合三倍体、二
倍体杂交，所得杂种后代均为二倍体植株，但各株系均有一些非整倍体细胞。 育种工作中利用三倍体和二倍体
之间杂交可以分离出单体、三体、四体等非整倍体材料，非整倍体是遗传研究的重要材料。 本试验中卷丹为同
源三倍体百合，大花卷丹等为东北地区野生分布的二倍体百合，杂交后代中有望获得非整倍体，对试验得到的
杂种植株的倍性及形态性状有待进一步的观察鉴定。
参考文献：
[1] 王丹菲,赵 珺,雷家军,等.百合种间杂交亲和性的研究[J].沈阳农业大学学报,2006,37(1):26-30.
[2] 李守丽,石 雷,张金政,等.百合育种研究进展[J].园艺学报,2006,33(1):203-210.
[3] 杨利平,刘桂芳,张彦妮.百合抗性品系的培育[J].东北林业大学学报,2003,31(6):33-35.
[4] OKAZAKI K,YOSHITO ASANO Y. Interspecific hybrid between Lilium ‘Oriental’ hybrid and L. ‘Asiatic’ hybrid produced
by embryo culture with revised media[J].Breeding Science,1994,44:59-64.
[5] VAN TUYL J M, VAN DIJKEN A, CHI H S. Breakthroughs in interspecific hybridization of lily [J]. Acta Hort,2000,508:83-
88.
[6] 杨利平,刘雪梅,张敩芳.卷丹的细胞学研究[J].植物研究,1997,17(1):85-88.
[7] VAN TUYL J M.Overcoming interspecific crossing barriers in Lilium by ovary and embryo culture [J].Acta Hort,1990, 266:
3l7-322.
[8] 屈云慧,陈卫民,吴学尉,等.离体胚培救技术在百合育种中的应用[J].云南农业大学学报,2004,19(2):207-210.
[9] 罗建让,牛立新,张延龙,等.百合野生种及品种交配亲和性的研究[J].西北农业学报,2006,15(2):112-116.
[10] 樊金萍,王洪亮,车代弟.百合远缘杂交胚胎发育情况的研究[J].中国林副特产,2005,(2):5-7.
[11] 姜 锐,郑思乡,孙赵宁,等.东方百合三倍体杂种后代细胞遗传学研究[J].云南农业大学学报,2008,23(4):442-446.
[责任编辑 马迎杰]
雷家军等:卷丹百合种间杂种胚培养研究 87· ·