免费文献传递   相关文献

东方百合不同培养方式鳞茎淀粉粒亚显微结构比较研究



全 文 :0 引言
东方百合花色艳丽、芳香宜人,备受消费者青睐,
并且种植规模不断壮大。目前,对东方百合的研究主
要偏重于组织培养、扦插繁殖及栽培管理等方面[1-10]。
刘成运等[11]曾利用石蜡切片法对丽江百合鳞茎的细胞
形态学进行了研究,结果表明,细胞内体积较大的椭圆
形颗粒经PAS染色证实为淀粉颗粒。对于东方百合鳞
茎自身养分及鳞茎中淀粉粒变化的显微结构研究极
少,仅见孙月[12]对兰州百合淀粉粒变化的显微结构进
行过研究。因此在栽培管理上存在一定盲目性,限制
了东方百合生产的发展和质量的提高。笔者比较不同
培养方式鳞茎淀粉粒亚显微结构,以期为明确东方百
合鳞茎发育的机理提供理论依据,为科学的进行田间
管理提供依据。
基金项目:福建省科技厅省属公益类科研院所科研专项“百合小鳞茎抽苔调控研究”(2011R1021-9);福州市科技计划项目“球根花卉试管鳞茎抽薹技
术研究”(2011-N-33);福建省农业科学院科技下乡“双百”行动项目“闽北山区百合种球品质复壮与切花生产技术示范推广”(sbmb1237);福建省农科
院科技创新团队建设项目(CXTD-2-17)。
第一作者简介:蔡宣梅,女,1969年出生,副研究员,硕士,主要从事园艺植物组织培养及栽培生理的研究。通信地址:350003福建省福州市五四北路
247号福建省农科院生物技术研究所,Tel:0591-87881983,E-mail:879895274@qq.com。
收稿日期:2013-06-17,修回日期:2013-08-18。
东方百合不同培养方式鳞茎淀粉粒亚显微结构比较研究
蔡宣梅,郭文杰,欧阳桐娇,方少忠,张 洁
(福建省农科院生物技术研究所,福州 350003)
摘 要:为了研究东方百合鳞茎发育的机理问题,以东方百合‘索蚌’为试材,进行了不同培养方式下鳞茎
淀粉含量、可溶性糖含量、蛋白质含量等生理指标及淀粉粒亚显微结构的比较研究。结果表明:商品鳞
茎淀粉粒数量明显比扦插鳞茎、试管鳞茎多,含水量比扦插鳞茎、试管鳞茎少,这与淀粉含量测定结果一
致;商品鳞茎蛋白质含量最低、试管鳞茎最高;商品鳞茎基部、中部、上部都有大小淀粉粒并存,扦插鳞茎
及试管鳞茎淀粉颗粒大小较一致,差异不明显;无论是商品鳞茎、扦插鳞茎还是试管鳞茎,基部淀粉粒数
量都明显比中部和上部多。
关键词:东方百合;淀粉粒;亚显微结构
中图分类号:682.29 文献标志码:A 论文编号:2013-1657
Comparison of Different Culture Methods in Ultra-structure of
Starch Granules of Oriental Hybrid Lily
Cai Xuanmei, Guo Wenjie, Ouyang Tongjiao, Fang Shaozhong, Zhang Jie
(Institute of Biotechnology, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou 350003)
Abstract: In order to study the mechanism of bulb development, the test material was oriental hybrid lily
‘Sorbonne’. Comparison of different culture methods in ultra-structure of physiological indexes (such as
starch content, soluble sugar content, protein content) and starch granules of oriental hybrid lily was studied.
Results showed that: the marketable bulb of starch granules was obvious more than that in cuttage and in test
tube in quantity. Water content in the marketable bulb was the least in the three. The result was consistent with
the determination of starch content. Protein content in the marketable bulb was the lowest, which in test tube
bulb was highest. The starch granules which were big and small were co-exist in marketable bulb, and that was
the same size in cuttage or in test tube. The quantity of bulb of starch granules was obvious the most in the
basal than that of the middle and the upper, whether it was marketable bulb, bulb in cuttage and in test tube.
Key words: oriental hybrid lily; starch granule; ultra-structure
中国农学通报 2014,30(4):148-151
Chinese Agricultural Science Bulletin
蔡宣梅等:东方百合不同培养方式鳞茎淀粉粒亚显微结构比较研究
1 材料与方法
1.1 试验时间、地点
研究田间试验于 2009年在永泰实验基地大棚进
行,室内试验于2010年在福建省农科院中心实验室进
行。
1.2 试验材料
供试材料为东方百合杂种系‘索蚌’(‘Sorbonne’)。
试管鳞茎是实验室组织培养 1年的小鳞茎,周径
为4.5 cm。
扦插鳞茎为笔者用周径 16 cm的商品鳞茎,剥取
外、中层无病虫害的鳞片,进行扦插处理,经 8个月处
理后,扦插鳞茎从鳞片上脱落,选取周径为4.5 cm的鳞
茎。
商品鳞茎为2009年4—11月在永泰实验基地大棚
种植。常规管理。待地上植株全部枯萎后采收种球,
去除地上茎,选取大小一致、鳞片抱合紧密、无病虫害、
鳞茎盘无损伤的独头鳞茎(商品鳞茎周径为 14 cm),
清洗干净。
试管鳞茎、扦插鳞茎、商品鳞茎每份取 3粒,每粒
取由外向内第2层鳞片1片,3次重复观察。
1.3 试验方法
1.3.1 电镜观察法 取上述鳞茎由外向内第 2层鳞片,
切成 3 mm×2 mm的小块进行处理,样品用Giko IB-5
离子溅射仪喷铂金,HITACHI S-450扫描电子显微镜
观察。
样品固定后,隔天即可观察到切面上有 2~3个明
显的不规则排列的棕黄色小点,即为维管束。镜检观
察视野范围内以大维管束为中心,对大维管束及其周
围细胞内淀粉粒的变化情况进行观察。
1.3.2 测定方法 含水量测定采用烘干法;可溶性糖和
淀粉含量用酸水解法分别测定;蛋白质含量用凯氏定
氮法测定。
2 结果与分析
2.1 不同培养方式鳞茎淀粉含量比较
从表 1可以看出,商品鳞茎淀粉含量最高,达到
14.3%,含水量最低,只有 78.1%。蔗糖与还原糖含量
都比扦插鳞茎和试管鳞茎高,但蛋白质含量比扦插鳞
茎和试管鳞茎低。同样大小的扦插鳞茎和试管鳞茎,
试管鳞茎淀粉含量低于扦插鳞茎,而含水量高于扦插
鳞茎。
2.2 不同培养方式鳞茎细胞中淀粉粒亚显微结构
从图 1-1~3可以看出,商品鳞茎淀粉粒数量明显
比扦插鳞茎、试管鳞茎多,这与淀粉含量的测定结果
(表 1)相符。商品鳞茎淀粉粒细胞壁不明显,大小淀
粉粒并存。扦插鳞茎、试管鳞茎淀粉粒细胞壁明显。
试管鳞茎淀粉粒颗粒形态比扦插鳞茎小。
从图1-4~6可以看出,扦插鳞茎、试管鳞茎淀粉粒
表面有絮状物的存在,商品鳞茎淀粉粒表面有明显的
裂纹。
2.3 同一鳞茎不同部位细胞中淀粉粒亚显微结构
从图 2可以看出,商品鳞茎基部、中部、上部都有
大小淀粉粒并存,中部淀粉粒表面有明显的裂纹,而在
基部、上部则未见裂纹。扦插鳞茎及试管鳞茎淀粉颗
粒大小较一致,差异不明显。同时可以看出无论是商
品鳞茎、扦插鳞茎还是试管鳞茎,基部淀粉粒数量都明
显比中部、上部多。
3 结论与讨论
(1)商品鳞茎淀粉含量最高,含水量最低。同样大
小的扦插鳞茎和试管鳞茎,试管鳞茎含水量高于扦插
鳞茎。试管鳞茎含水量最高,可能与试管鳞茎培养的
环境相关,组培瓶中长期保持较高的湿度,会导致鳞茎
含水量提高,干物质减少。这与图 1淀粉粒的电镜观
察结果相一致。组培试管鳞茎淀粉含量少于扦插鳞
茎,两者淀粉含量的高低与种植后的抽薹是否相关,有
待进一步研究。
(2)无论是商品鳞茎、扦插鳞茎还是试管鳞茎,基
部淀粉粒数量都明显比中部、上部多。Robb[13]发现鹿
子百合的鳞片基部最易结鳞茎,中部较难分化和结鳞
茎,上部不能结鳞茎。蔡宣梅[14]发现‘索邦’百合鳞片
叶基部切段再生鳞茎诱导率最高,其次为中部切段,由
下向上再生鳞茎诱导率逐渐降低。王爱勤[15]对‘新铁
炮1号’叶片不同部位进行处理的研究结果表明,叶片
基部比芽易结鳞茎,但鳞茎直径较小;叶片中部和上部
则难以结鳞茎,甚至不结鳞茎。这些现象可能与其物
质积累有关,尤其是碳水化合物的积累。今后笔者将
进一步分析百合物质积累(尤其是碳水化合物的积累)
与分化能力的关系。
(3)张月[12]在观察兰州百合时有观察到絮状物的
存在,笔者在商品鳞茎、扦插鳞茎、试管鳞茎淀粉粒表
面也观察到有絮状物的存在,其具体成分有待分析。
处理
商品鳞茎
扦插鳞茎
试管鳞茎
淀粉/
%
14.3
4.3
3.9
蔗糖/
(g/100g)
1.20
0.54
0.40
还原糖/
(g/100g)
0.34
0.078
0.064
蛋白质/
(g/100g)
1.62
2.05
3.66
水分/
%
78.1
80.8
89.1
表1 不同培养方式鳞茎淀粉含量比较
·· 149
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
3 1 2
6 5 4
1商品鳞茎大维管束周围细胞中淀粉粒的整体状态(×150);2扦插鳞茎大维管束周围细胞中淀粉粒的整体状态(×150);
3试管鳞茎大维管束周围细胞中淀粉粒的整体状态(×150);4商品鳞茎单个淀粉粒(×3000);
5扦插鳞茎单个淀粉粒(×3000);6试管鳞茎单个淀粉粒(×3000)
图1 不同培养方式东方百合鳞茎淀粉粒亚显微结构
1 2 3
6 5 4
7 8 9
1商品鳞茎上部大维管束周围细胞中淀粉粒的整体状态(×1000);2商品鳞茎中部大维管束周围细胞中淀粉粒的整体状态(×1000);
3商品鳞茎基部大维管束周围细胞中淀粉粒的整体状态(×1000);4扦插鳞茎上部大维管束周围细胞中淀粉粒的整体状态(×1000);
5扦插鳞茎中部大维管束周围细胞中淀粉粒的整体状态(×1000);6扦插鳞茎基部大维管束周围细胞中淀粉粒的整体状态(×1000);
7试管鳞茎上部大维管束周围细胞中淀粉粒的整体状态(×1000);8试管鳞茎中部大维管束周围细胞中淀粉粒的整体状态(×1000);
9试管鳞茎基部大维管束周围细胞中淀粉粒的整体状态(×1000)
图2 同一鳞茎不同部位细胞中淀粉粒亚显微结构
·· 150
蔡宣梅等:东方百合不同培养方式鳞茎淀粉粒亚显微结构比较研究
参考文献
[1] 胡凤荣,席梦利,刘光欣,等.东方百合鳞茎快速增长的组培体系研
究分子[J].植物育种,2006,4(6):882-886.
[2] 黄宇翔,陈华,刘金燕,等.东方百合鳞片扦插繁殖研究[J].中国农学
通报,2005,21(10):273-275.
[3] 王海新.东方百合种球脱病毒快繁及生产技术[J].现代农业科技,
2008(12):75-76.
[4] 余琼芳,石伟勇,王翠平,等.优质东方百合栽培技术[J].北方园艺,
2006(5):126-127.
[5] 张洁,蔡宣梅,林真,等.百合试管鳞茎诱导及膨大技术的研究[J].福
建农业学报,2010,25(3):328-331.
[6] 周言忠,徐兴东,管清刚,等.东方百合“索蚌”、“西伯利亚扦插繁
育及种球冷藏处理技术[J].农技服务,2008,25(3):97-98.
[7] 王燕,许锋,杨永成.吲哚丁酸(IBA)和不同基质对石蒜鳞片扦插繁
殖的影响[J].安徽农业科学,2006,34(18):4563-4565.
[8] 王尚堃,赵凤良.东方百合鳞片催芽无土繁育技术研究[J].河南农
业大学学报,2007,41(5):511-514.
[9] 张龙.浙西南山区百合栽培技术研究[J].安徽农业科学,2006,34
(14):3340-3341.
[10] 廉美兰,朴炫春,孙丹.影响百合试管鳞茎诱导及膨大的几种因素
[J].延边大学农学学报,2006,28(3):153-158.
[11] 刘成运,彭龙金.丽江百合鳞茎细胞内贮藏物质的细胞形态学[J].
观察云南植物研究,1987,9(3):315-318.
[12] 张月,孙红梅,沈向群,等.百合鳞茎发育和低温贮藏过程中淀粉粒
亚显微结构的变化[J].园艺学报,2007,34(3):699-704.
[13] Robb S M. The culture of excised tissue from bulb scales of Lilium
specioum Thun[J]. J Exp Bot,1957,8:348-352.
[14] 蔡宣梅,方少忠,郭文杰,等.‘Sorbonne’百合器官离体培养再生鳞
茎的研究[J].福建农业学报,2011,26(2):254-259.
[15] 王爱勤,周崎伟,何龙飞,等.百合试管结鳞茎的研究[J].广西农业大
学学报,1998,17(1):71-75.
·· 151