全 文 :辽宁农业科学 2008(4):13 ~ 15LiaoningAgriculturalSciences
文章编号:1002-1728(2008)04-0013-03
有斑百合的组织培养及无性系建立的研究
* 姜 雨 ,刘 佳 ,孙 超 ,邹翠霞 ,姜长阳
(辽宁师范大学生命科学学院 ,辽宁 大连 116029)
摘要:以有斑百合嫩茎为材料 ,进行了愈伤组织培养的诱导 、愈伤组织及不定芽的分化 、试管苗的生根 、移栽 、
扦插和移植的研究 , 建立起有斑百合的无性系。结果证明:MS+BA0.4 mg/L+2, 4-D1.6 mg/L是诱导嫩茎
形成具有分化能力愈伤组织的理想培养基;1/2MS+AgNO3 0.4 mg/L+BA0.5mg/L是嫩茎愈伤组织和不定
芽分化培养的理想培养基;1/2 MS+IAA0.8 mg/L是生根培养的理想培养基;炉灰渣是试管苗移栽和扦插的
理想基质;移植到山坡上的试管苗具有生长旺盛 、根系发达的特点。
关键词:有斑百合;无性系;快速繁殖
中图分类号:S682.2+9;Q943.1 文献标识码:B
有斑百合(Liliumconcolorvar.buschianum)属于百合
科百合属多年生草本植物 [ 1, 2] , 鳞茎含淀粉 , 既可食用又
可酿酒 [ 2] , 鳞茎具有滋补强壮 、止咳等功效 [ 3] 。 同时 , 由
于有斑百合的花朵非常美丽 , 也是很多人非常喜欢的野
生花卉。因有斑百合用途广泛 , 而野生种的分布和数量
却很少 , 所以 , 近年来人们试图对有斑百合进行人工栽
培。但是由于在野生的条件下有斑百合形成的种子很
少 , 并且形成的种子难以采集 , 于是有人就直接在山上采
挖野生植株作为栽培的种苗。这使得本来就很有限的野
生资源又遭到了破坏 。
为了满足人们的需要 , 保护有斑百合野生资源 , 我们
对有斑百合进行了组织培养及无性系建立的研究。现将
研究结果报道如下:
1 材料与方法
1.1 材料处理
把从庄河市山坡上采集的生长旺盛的有斑百合嫩茎
放到 500ml的广口瓶中 ,流水冲洗 30 min左右 , 用0.05%
安利洗涤液振荡洗涤约 20 min, 移至超净工作台上 , 用无
菌水洗涤 2次 , 倒入 70%乙醇灭菌约 10 s, 迅速用无菌水
洗涤 2次 , 再用 0.05%HgCl2溶液振荡灭菌 14 min, 接着
用无菌水洗涤 6次 , 再将无菌嫩茎切成厚 0.2 cm左右的
茎段 , 接种到相应的固体培养基上 , 进行观察培养。
1.2 培养条件
培养基以MS和 1/2MS为基本培养基 ,附加不同浓度
的细胞分裂素和生长素。以 MS为基本培养基时 , 加蔗糖
30 g/L;以 1/2 MS为基本培养基时 , 加蔗糖 15 g/L。培养
基胨力强度为 180 g/cm2[ 4] , pH5.8 ~ 6.0,培养温度 19 ~
26 ℃, 光照 12 h/d, 光照强度 2 000lx。
1.3 试验内容
1.3.1 激素对愈伤组织诱导的影响
将无菌嫩茎剪成 0.2 cm左右的嫩茎段后 , 接种到以
MS为基本培养基 , 附加不同浓度植物激素的培养基上 ,
进行愈伤组织诱导培养。 60d后观察统计结果。
1.3.2 激素对分化培养的影响
把上述培养的颗粒状愈伤组织接种到以 1/2 MS+
AgNO3 0.4 mg/L为基本培养基 , 附加不同浓度 BA、IAA
和 NAA的培养基上 ,进行愈伤组织的分化培养。
1.3.3 生根培养及生根继代培养
将在 1/2MS+Ag(NO
3
)20.4mg/L+BA0.5mg/L培
养基上由愈伤组织诱导培养和不定芽分化培养的高 0.5
cm以上的不定苗从基部剪下 , 接种到以 MS或 1/2MS为
基本培养基 , 附加浓度为 0 mg/L、 0.1 mg/L、 0.4 mg/L、
0.8 mg/L、 1.2 mg/L、1.6 mg/L的 IAA培养基上进行生根
培养。 30 d后观察统计。
1.3.4 试管苗的移栽与扦插
将生根试管苗培养瓶打开瓶塞 , 在温度 20 ℃左右 、
光照约 4 000 lx的条件下炼苗 4 d后取出 , 再用清水洗去
基部的培养基 , 一部分移栽到园土 、黄土 、河沙和炉灰渣
四种不同的基质中 ,另一部分剪成高 2cm左右 、上端有芽
有叶的茎段 , 扦插到与移栽苗相同的基质中。 25 d后统
计观察统计。
2 结果与分析
2.1 不同浓度激素对愈伤组织诱导的影响
试验结果表明 , 在不加生长素和只加浓度分别为 0.4
mg/L、0.8 mg/L、1.2mg/L和 1.6mg/L的 BA培养基上 ,
有斑百合的嫩茎不能诱导形成愈伤组织。而在含上述浓
*收稿日期:2008-04-25
辽 宁 农 业 科 学 2008年
度 BA培养基上 , 再分别加入 1.6mg/L的 NAA或 2, 4-D,
有斑百合的嫩茎几乎都能诱导形成愈伤组织 , 愈伤组织
的诱导率为 72% ~ 98%。但是 , 若从外观上看 , 在 BA浓
度为 0.4 mg/L、2.4-D的浓度均为 1.6 mg/L的培养基上 ,
诱导的愈伤组织不仅颜色嫩绿 , 而且呈直径为 0.1 cm左
右的颗粒状 。经过 3次重复试验的观察统计还证明 , 在
这培养基上一段长约 0.2 cm的嫩茎 , 经过 60 d的培养 ,
平均可形成 51个直径为 0.1 cm左右的浅绿色的愈伤组
织颗粒。 这样的愈伤组织为具有分化能力的愈伤组
织 [ 5, 6] 。对在这一培养基上诱导的愈伤组织 ,进行继代增
殖培养 , 连续继代 18代 , 所形成的愈伤组织不仅外观上
保持不变 , 并且每继代增殖培养一代(40 d)一个颗粒平
均可形成 63个基本一致的颗粒。这说明 MS+BA 0.4
mg/L+2, 4-D1.6 mg/L是诱导有斑百合嫩茎形成具有分
化能力愈伤组织的理想培养基。
2.2 不同浓度激素对分化培养的影响
结果证明 , 培养 20 d左右可见分化出芽点 , 60 d后可
见形成大量的丛生不定芽。由表 1可见 , 由嫩茎培养的
颗粒状愈伤组织 , 在同时含有生长素 NAA或 IAA和细胞
分裂素 BA的培养基上愈伤组织不能分化 ,而在不含任何
激素的培养基上和只含 BA的培养基上 , 愈伤组织可以分
化。在 2号培养基上的分化率达 98%。观察还表明 , 在
这一培养基上 , 不仅分化率高 , 而且分化的不定苗呈丛生
状 、高 1cm左右 、长势好。把在这一培养基上分化培养的
不定芽从基部剪下 , 接种到相同的培养基上进行不定芽
的分化培养 。经过 4次试验和连续 8代的继代培养证明 ,
1个不定芽经过 50 d的培养平均可分化为 5.8个高 1 cm
左右的不定芽。上述说明 1/2MS+AgNO3 0.4mg/L+BA
0.5mg/L这一培养基是有斑百合嫩茎愈伤组织和不定芽
分化培养的理想培养基。
2.3 不定苗的生根及试管苗生根继代培养
结果表明 , 以 1/2MS为基本培养基的生根效果好于
MS培养基。在 1/2MS+IAA0.8 mg/L的培养基上不仅
平均生根数为 5.3条 /株 , 生根率达 96%, 而且植株生长
旺盛 , 生长速度快 , 株高为 5 cm左右;由此说明 1/2MS+
IAA0.8mg/L这一培养基是有斑百合生根培养的理想培
养基。把生根苗剪成长 1 ~ 2 cm、具有 1个生长点和 1片
正常叶子的茎段(每株生根苗可以剪成 3 ~ 4个茎段)后 ,
接种到相同的生根培养上 ,进行生根继代培养。 培养 30
d又能长成株高 5 cm左右的旺盛试管苗。在进行生根继
代培养时 , 被剪段的生根试管苗下部保留 1个生长点和 1
片正常的叶片 , 继续进行培养 , 若不污染 , 一次接种培养
的生根试管苗 , 80 d可以培养 3代生长旺盛的有效试管
苗 , 平均 30 d繁殖系数为 3.8;并且用这种生根继代的方
法所繁殖试管苗生长旺盛 , 几乎没有无效苗。因此 , 采用
这种试管苗生根继代培养的方法 , 是快速繁殖有斑百合
试管苗的有效方法。
2.4 试管苗的移栽 、扦插与移植
移栽和扦插试验的结果证明:以炉灰渣为基质 , 移栽
成活率为 96%, 扦插苗的成活率为 93%。扦插苗除了初
期植株长得较小外 , 后期植株的各种性状及长势与移栽
苗一致。这种试管苗扦插的方法又能使繁殖速度提高 2
倍左右。这说明炉灰渣是有斑百合试管苗移栽和扦插的
理想基质。
把移栽成活的试管苗移植到到山坡上 , 经过 3次小
批量试验证明 , 移栽和扦插的有斑百合试管苗与野生苗
相比 , 具有植株生长非常整齐旺盛 、抗寒性强 、根系量比
实生苗增加 1倍左右的特点。
表 1 不同浓度的激素对嫩茎愈伤组织分化的影响
编号 浓度(mg/L)BA NAA IAA 接种颗粒数量 分化不定芽数
分化率
(%) 长势
0 0 0 0 80 18 24 ++
1 0.1 0 0 80 53 66 ++
2 0.5 0 0 80 78 98 +++
3 1.0 0 0 80 27 34 +
4 2.0 0 0 80 20 25 +
5 0.1 0.5 0 80 0 0
6 0.5 0.5 0 80 0 0
7 1.0 0.5 0 80 0 0
8 0.1 0 0.5 80 0 0
9 0.5 0 0.5 80 0 0
10 1.0 0 0.5 80 0 0
注:+++为长势好;++为长势较好:+为长势一般
·14·
第 4期 姜 雨等:有斑百合的组织培养及无性系建立的研究
3 讨论
虽然目前已有许多百合科百合属植物组织培养的报
道 [ 7~ 11] , 但迄今未见有斑百合组织培养及非分生组织嫩
茎无性系建立的报道。 本研究以有斑百合的嫩茎为材
料 , 进行了组织培养研究 , 建立起有斑百合嫩茎的无性
系 , 不仅可以为满足生产需要提供生长非常整齐旺盛 、抗
寒性强 、根系发达有斑百合种苗 , 而且也为这种野生植物
种质保护提供了可行途径 , 同时还证明 ,有斑百合非分生
组织和细胞也具有全能性。
有斑百合愈伤组织继代增殖培养 40 d可增殖 63倍 ,
按照这种增殖速度计算 , 一年可增殖数 639株;用生根继
代的方法进行增殖培养 , 30 d繁殖系数为 3.8, 按照这个
速度 , 每年繁殖数为 3.812株。这说明不论采用哪种方法
进行繁殖 , 其繁殖速度都可以满足生产上大量种苗的需
要。但是 , 由于由愈伤组织诱导分化不定苗长势较弱 ,无
效苗的比率较高 , 并且还需要经过生根阶段才能用于生
产。因此 , 生产上应采用生根继代的方法进行快速繁殖
为宜。
有斑百合嫩茎诱导的颗粒状愈伤组织分化率 98%,
这不仅为满足生产上对大量种苗需求提供了可能 , 而且
也可以把这种愈伤组织作为转基因研究材料。
移植后有斑百合试管苗生长旺盛的原因一方面与试
验材料是选择了生长非常旺盛的优良植株有关 , 另一方
面还与有斑百合试管苗的根系非常发达有关。 在试验
中 , 移栽 、扦插和移植后的有斑百合试管苗的根系非常发
达可能与以下原因有关:一是我们所选择长势非常旺盛
的植株这种试材 , 本身就具有促进根系非常发达的遗传
性;另一方面与在生根培养过程中 , 培养基中加入了 IAA,
IAA的后效作用也促进了试管苗根系的生长。
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StudyofTissueCultureandEstablishmentofAsexualSystem
ofLiliumconcolorvar.buschianum
JIANGYu, LIUJia, SUNChao, ZOUCui-xia, JIANGChang-yang
(CollegeofLifeScience, LiaoningNormalUniversity, Dalian, Liaoning 116029)
Abstract:Astudywasconductedontheinductionanddiferentiationofcalus, buddiferentiation, rooting,
transplanting, cutageoftesttubeseedlingforLiliumconcolorvar.buschianum.Theresultsindicatedthatthe
idealmediumforinductionofcalusfromyoungstemwasMS+BA0.4mg/L+2, 4-D1.6mg/LandMS+BA
0.4mg/L+NAA0.2mg/Lwasidealmediumfordiferentiationofcalusandadventitiousbud.Themedium
of1 /3MS+IAA0.4 mg/Lwassuitableforrootgrowth.Thetesttubeseedlingtransplantedhasthecharacter
withexuberantgrowthandthedevelopedrootsystem.
Keywords:Liliumconcolorvar.buschianum;Clone;Rapidpropagation
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