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Study on inducion and multiplication culture ofbulblet from some parts of flower in Lilium

火百合花器的鳞茎诱导和增殖培养研究



全 文 :广 西 植 物 Guihaia 28(6):811— 815 2008年 l1月
火百合花器的鳞茎诱导和增殖培养研究
周俊辉 ,周厚高,林丽婵,卢俊 图
(仲恺农业工程学院 农业与园林学院,广州 510225)
摘 要:采用4.5~6.5 cm长、花苞青色未开放的火百合花蕾作材料,切取其子房、花柱、花丝为外植体进行鳞
茎诱导,结果表明:花丝的鳞茎诱导率最高,其次是花柱,子房的诱导率最低。以子房和花柱为外植体诱导出
的鳞茎个体大小不一(1~7 mm),以花丝为外植体诱导出的鳞茎则普遍偏小,但较整齐一致(3~4 mm);小鳞
茎诱导的最佳 6-BA浓度是 1.0 mg/L。研究了基本培养基、6-BA浓度、NAA浓度对小鳞茎增殖的效应及不
同蔗糖浓度对小鳞茎增重的影响,结果表明:小鳞茎增殖的最佳培养基是:MS+6-BA2.0 mg/L+NAA0.2
mg/L,4 蔗糖对鳞茎增重效果最好 。
关键词:火百合;花器;鳞茎诱导培养;增殖培养
中图分类号 :Q943.1 文献标识码:A 文章编号:1000—3142(2008)06-0811-05
Study on inducion and multiplication culture of
bulblet from some parts of flower in Lilium
ZHOU Jun-Hui,ZHOU H0u-Gao,LIN Li-Chan,LU Jun-Tu
(Agriculture and Landscape College。Zhongkai University of Agriculture and Engineering,Guangzhou 510225,China)
Abstract:The some parts in flower such as ovary,style and filament as explants were cultured for inducing bulblet in
Lilium.The results indicated that the highest bulblet inducing rate was gotten from filament while the lowest from
ovary,there were bigger difference of the bulblets from ovary and style,while there were ordinary smaler but uniform
bulblet from filament,there was best inducing effect for bulblet when the media added with 1.0 mg/L 6-BA among
al1 concentration.The uniform bulblets were studied for multiplication culture with different media,different concen—
tration.of 6-BA and NAA,and for enlarging culture with different concentration.of sugar,the results indicated that,
MS medium+2.0 mg/L 6-BA+O.2 mg/L NAA was the best one for bulblet multiplication,there was obvious efect
of bulblet multiplication culture when the media added with glycine,there was the highest effect for enlarging culture
of bulblets when the media added with 4 sugar,but with fewer or more concentration.
Key words:Lilium;flower organ;bulblet inducing culture;multiplication culture
火百合(Lilium)是东方型品种,是我国南方大
面积栽培的优秀切花和盆花品种,消费量非常大。
我国目前主要依靠进口种球进行火百合生产,由于
价格昂贵,繁殖速度慢,特别是经多代分株繁殖以
后,常造成种性退化,易感染病毒,百合的生产规模
受到限制。
百合的许多器官都可作为外植体进行离体培养
(丁兰等,2004)。在百合花器培养方面,蔡宣梅等
(2001)以东方百合(L.tenuifolium)的花丝为外植
体诱 导 出试管 苗,Marina等 (1994)、陈善娜等
(1997)和许宝辉(2003)分别以 L.rhodopaeum、百
合(L.spp.)和岷江百合(L.regale)刚开的花朵子房
收稿日期 :2007—07—16 修回日期 :2008—03—29
基金项目:广东省科技攻关项目(20042040011)[Supported by Key Technologies Research and Development Program of Guangdong Province
(20042040011)3
作者简介 :周俊辉(1963一),男,江西临川人,博士 ,副教授 ,从事园艺植物组织培养研究等,E-mail:junhuizhou@163.corn。
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为材料获得试管苗。但利用鳞片、茎段、叶片等进行
初代培养时容易污染,试管苗移栽成活率低,容易重
新感染病毒(张云等,2001)。采用试管内形成鳞茎
的组培方法,可以诱导成苗,或直接诱导生根;相对
于试管苗,试管鳞茎较小,其所占用的空间远比试管
苗少,在短期内获得保持原种优 良性状的大量种苗 ,
可提高成活率、降低污染和感染病毒的机率,并有利
于种质保存(王爱勤等,1998,庄志鸿等,2002)。百
合以鳞片为外植体诱导小鳞茎已有报道(傅玉兰等,
2001;张君等,2002;黄敏玲等,2004),但诱导的试管
小鳞茎直径较小,结鳞茎时间较长,移栽成活率低。
在百合鳞茎的诱导与增殖研究中,6-BA浓度对百合
的结鳞茎率、鳞茎大小等的影响较大(赵祥云等,
1993;丁兰等,2001;赵庆芳等,2003),蔗糖浓度对百
合鳞茎的增殖效果影响结果不一(王家福等,1999)。
张施君等(2004)用火百合鳞片作外植体研究过
诱导芽的快速繁殖,以火百合花器官诱导小鳞茎的
研究尚未见报道。因此,有必要寻找能缩短结鳞茎
时间和使鳞茎增粗的方法,为火百合种苗规模化生
产提供科学参考。
1 材料与方法
1.1试验材料
供试材料为广州芊卉集团有限公司基地内栽培
的火百合盆栽品种,采集4.5~6.5 cm长、花苞未露
白、仍为青色、未开放的花蕾。
1.2试验方法
1.2.1不同花器对火百合小鳞茎诱导的影响 将火
百合未开放的花蕾用 自来水冲洗并擦拭干净,棉花
擦干,然后放在超净工作台上,用 75 9/6的酒精浸泡
30 s后,无菌水冲洗 1次,用 0.10 HgCI 消毒 1O
min,再用无菌水冲洗 5~6次,在无菌条件下,用手
术刀将花蕾纵向切开,除去花药,取子房、花柱、花丝
分别接种至MS+6-BA2.0 mg/L+NAA0.1 mg/L
诱导培养基上。
1.2.2不同 6一BA浓度对火百合子房诱导的影响
MS附加 0.1 mg/L的 NAA,分别附加 0.5、1.0、
2.0、3.0 mg/L的 6-BA。
1.2.3培养基不同成分对火百合诱导的小鳞茎增殖
的影响 (1)基本培养基对小鳞茎增殖的影响:种类
为 MS、B5、N6,分别附加 0.1 mg/L NAA和 l_0
mg/L 6一BA;(2)6一BA浓度对小鳞茎增殖的影响:
MS附加 0.1 mg/L NAA,分别加入 0.5、1.0、2.0、
3.0 mg/L 6一BA;(3)NAA浓度对小鳞茎增殖的影
响:MS附力Ⅱ2.0 mg/L 6一BA,分另0力Ⅱ入 0.05、0.1、
0.2、0.6、1.0 mg/L NAA。
1.2.4蔗糖浓度对小鳞茎增重影响的影响 MS附
加2.00mg/L6一BA和 0.2O mg/L NAA,分别加入
2 、4 、6 、8 9,6蔗糖。选择已经诱导出的大小较
一 致小鳞茎 3~5个一块,分别转接到 1.2.3和
1.2.4的不同培养基上,45 d左右统计结果。
1.3培养条件与数据分析方法
各培养基加琼脂 6~7 g/L,蔗糖 20 g/L,pH值
6.0。花器诱导小鳞茎试验培养温度为 18~2O℃,
采用室内自然散射光,光照度为 9~18/~mol·IT1
·S~,每天光照 9~10 h;小鳞茎增殖与增重试验温
度为 21℃,光照度 27/xmol·m-。·s一,每天光照 12
h左右。数据采用 STATISTICA/w 5.0软件进行
统计分析,统计测验均为 90 水平。
2 结果与分析
2.1火百合不同花器外植体诱导小鳞茎的差异
火百合 3种花器都能诱导出小鳞茎,所需时间
最快为花丝(20~23 d),次为花柱(23~25 d),最慢
为子房(25~28 d)。在百合子房和花柱诱导过程
中,部分外植体膨大有类似胚状体的愈伤组织出现,
小鳞茎后来就从这些类似胚状体的圆粒中长出来
(图版 工:A,B);而在花丝的诱导过程 中则未观测到
这种愈伤组织,小鳞茎从膨大的花丝中直接长出。
培养25 d后,愈伤组织不断分化出小鳞茎(图版I:
C,D,E)。在诱导过程中,有少数外植体出现褐化死
亡的现象,小鳞茎培养时间超过 50 d左右就会长
芽。
从表 1看出,小鳞茎诱导率以花丝最高,子房和
花柱其次,子房与花柱差异不显著。从诱导出的鳞
茎数看 ,子房显著多于花丝,但小鳞茎数 目差异较大
(1~14个),小鳞茎大小差异也较大(1~7 ram);虽
然用子房可诱导直径较大的鳞茎,但数量较少。花
丝诱导鳞茎数明显少于花柱和子房,但诱导出的鳞
茎数量和大小非常整齐一致,每个外植体能诱导出
2~3个直径在 3~4 mm的鳞茎。
2.2 6-BA不同浓度对火百合子房小鳞茎诱导的影响
从表 2可见,6一BA浓度为 1.0 mg/L的诱导率
最高,其次是 0.5 mg/L,超过 1.0 mg/L时,小鳞茎
6期 周俊辉等:火百合花器的鳞茎诱导和增殖培养研究 813
图版 工 A.火百合子房接种后膨大;B.火百合子房诱导成类似胚状体的愈伤组织;c.火百合子房鳞茎诱导;D.火百合花柱鳞茎诱导;
E.火百合花丝鳞茎诱导;F.火百合小鳞茎增殖。
Plate I A.The ovary of Lilium was enlarged after being inoculated;B.The catli similarly to embryoid were induced from ovary of Lili—
um ;C.The bulblets were induced by ovary of Lilium;D.The bulblets were induced by style of Lilium;E.The bulblets were induced by fila—
ment of Lilium;F.Multiplication of bulblets of Lilium.
表 1 火百合不同花器外植体离体培养诱导小鳞茎的差异
Table 1 Difference of bulblet inducing from diferent flower parts of Lilium in vitro
注:培养基为Ms+6-BA2.0 mg/L+NAA0.1 mg/L。 Note:The media was MS+ 2.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA.
表 2 6-BA不同浓度对火百合子房小鳞茎诱导的影响
Table 2 Influence of 6-BA concentration on bulblet
formation from ovary of Lilium in vitro
注:基本培养基为 MS+NAAO.1 mg/L。
Note:The basic media was MS+0.1 mg/L NAA.
诱导率开始下降,表明高浓度的 6一BA会抑制小鳞
茎的诱导。
2.3不同培养基成分对火百合小鳞茎增殖的影响
2.3.1基本培养基对火百合小鳞茎增殖的影响 结
果表明,MS对小鳞茎的增殖率优于其他的基本培
养基,其次是 B5,N6的增殖率最低(表 3)。
2.3.2 6-BA、NAA 不 同浓度 对火百合 小鳞 茎增殖
的影响 从表 3看出,随着 6一BA浓度的增加,小鳞
茎的增殖率也相应提高,以 6-BA 2.0 mg/L的增殖
率最高,6-BA为 1.0 mg/L的次之。当 6-BA高于
2.0 mg/L时,小鳞茎的增殖率反而明显下降,而形
成更多的愈伤组织。低浓度的 NAA有利于小鳞茎
的形成(表 3),当 NAA为 0.2 mg/L时增殖率最
高,低于0.1 mg/L时小鳞茎增殖较低,当浓度高于
0.6 mg/L,小鳞茎的增殖率也明显下降,而且产生
较多的愈伤组织。
2.4不同蔗糖浓度对火百合小鳞茎增重的影响
从表 4可看出,不同蔗糖浓度对鳞茎增重的影
响不同,增重率从大到小依次为 4 9/6>6 >8 >
2 。可见,对鳞茎增重最佳的蔗糖浓度是 4 ,常
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用的 2 浓度太低 ,不利于鳞茎增重 ,而 当浓度达到
6 时增重效果又开始下降。
表 3 不同基本培养基、6-BA和 NAA浓度
对火百合小鳞茎增殖的影响
Table 3 Influence of different basic media,6-BA
concentration and NAA concentration on bulblet
multiplication of Lilium in vitro
注;1’各培养基附加 6-BA1.0 mg/L+NAA0.1 mg/L; 基本培养
基为MS+NAA0.1 mg/L)。 基本培养基为 MS+6一BA2.0 mg/L。
Note:”Al of the tested media were added with 1.o mg/L 6-BA and
with o.1 mg/L NAA; The basic media was MS+0.1 mg/L NAA;
The basic media was MS+2.0 mg/L 6-B
表 4 不同蔗糖浓度对火百合鳞茎增重培养的影响
Table 4 Influence of sucrose concentration on bulblet
enlarging of Lilium in vitro
注:培养基为MS+6一BA2.0 mg/L+NAA0.2 mg/L。
Note:The basic media was MS+2.0 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA.
3 讨论
3.1火百合不同花器外植体及培养方式对小鳞茎诱
导的影响
火百合子房、花丝、花柱均能诱导出小鳞茎,诱
导时间短,从外植体接种至小鳞茎成功增殖只需两
个多月。从诱导的鳞茎大小看,子房与花柱能诱导
出直径较大的鳞茎,但数量少,大小整齐度差。花丝
诱导的鳞茎普遍偏小,但大小整齐一致,花丝诱导的
小鳞茎总数远超过子房和花柱。
子房外植体经过诱导形成小鳞茎有两条途径:
一 是子房膨大成活后,直接诱导出小鳞茎,形成小鳞
茎丛,因为不经过愈伤组织阶段,遗传性稳定,有利
于母本优良性状的保持;二是子房诱导成类似胚状
体的愈伤组织,再由愈伤组织分化成小鳞茎。试验
中观察到,子房纵切比横切膨大快,易成活,诱导的
小鳞茎比较多;如果接种的子房较大,外植体膨大也
较快,但其诱导的小鳞茎相对较少;子房过小,外植
体易干枯。因此,子房外植体大小宜在 0.5~1.0
cm之间,与许宝辉(2003)的结果相似。
3.2激素浓度与小鳞茎诱导和增殖的关系
火百合小鳞茎的诱导并不需要很高的 6-BA浓
度,0.5~1.0 mg/L就合适,当 6一BA浓度为 2.0
mg/L时小鳞茎的增殖最好,超过这一浓度后,小鳞
茎的增殖受到抑制,与张施君等(2004)用火百合鳞
片诱导鳞茎的结果相似。可能是高浓度的 6-BA造
成细胞的过度分裂,使小鳞茎的形成受阻(孙君社
等,2001)。适合小鳞茎增殖的 NAA浓度是 0.1~
0.2 mg/L,小鳞茎增殖的最佳培养基是:MS+6一
BA2.0 mg/L+NAA0.2 mg/L。对小鳞茎增殖 的
影响,似乎 6一BA起主要作用,NAA起辅助作用。
3.3蔗糖浓度与鳞茎增重的关系
王家福等(1999)认为糖的含量和鳞茎增殖率之
间没有正相关性,而以 2 的为最佳浓度,其次为
3 ,当蔗糖浓度为 10 时,小鳞茎的直径最大,继
续增加浓度,鳞茎的直径无明显变化。
Koda(1977)认为茉莉酸(Jasmonates)可能参
与了植物的块茎、块根和鳞茎等在离体培养时的形
态发生,这种诱导促进作用是由于糖的积累提高了
渗透压以及改变了细胞壁的结构而影响细胞壁的伸
展能力的缘故 。我们的结果表明蔗糖浓度过低或过
高都不利于鳞茎增重,最适浓度为 4 。可能百合
种类不同,鳞茎增重培养对蔗糖的敏感程度不同。
另外发现,小鳞茎的增殖有明显的群体效应,若
是单个小鳞茎转接则繁殖较慢,或不增殖而分化出
根;若 3~5个小鳞茎一块转接能很快增殖形成小鳞
茎丛。小鳞茎继代培养的次数最好在 3~4次以内,
随着继代次数的增多,分化的愈伤组织也增加,其变
异的可能性也增加。
参考文献:
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物进行风险评价,建立有害植物的监测和预警体系,
积极清除或控制已发生严重危害的外来入侵植物。
致谢 参加野外考察的有覃家科、杜青、陈秋霞、
唐海萍等同志,在此一并致谢。
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