马素娴,田志强,李森,张颖,陈琳,李世昕
(山西农业大学 园艺学院,山西 太谷030801)
卷丹百合(Liliumlanci folium),又名虎皮百合,鳞茎卵圆形至扁球形,黄白色,地下茎易生小鳞茎,地上茎多生珠芽[1],属于亚洲系百合,为百合科百合属的多年生球根类花卉,我国各地均有野生分布,具有较高的观赏、食用和药用价值[2]。因花大味香,抗寒性强,可以在北方露地越冬[3],所以广泛用于花境、盆栽和切花。卷丹百合一般采用小鳞茎分球繁殖和珠芽繁殖,长期营养繁殖容易造成种性退化。
通过组培技术,能在短期内更新品种,生产脱毒苗,具有较高的经济价值和开发潜力。目前,国内对百合栽培种的组织培养较多,而对适应性极广的野生种自然三倍体卷丹研究甚少[4]。
本研究以卷丹百合珠芽鳞片为外植体,以MS培养基为基础培养基,研究不同激素不同配组的培养基对卷丹百合不定芽、愈伤组织的诱导效果,旨为今后野生卷丹百合大规模繁殖与生产提供理论依据与技术指导。
野生卷丹珠芽于2011年10月采集自山西省芦芽山自然保护区(东经111°56′07″,北纬38°45′23″,海拔2600 m),保存于5℃低温冰箱中。
项目为多因素试验,影响因子包括3种部位外植体、9种消毒处理。
将卷丹珠芽用自来水冲洗干净,并用解剖针把珠芽鳞茎分成外、中、内3部分(注:外围1~2层鳞片为外部鳞片,中心较嫩的1层为内部鳞片,其余为中部鳞片),剔除腐烂的鳞片,然后流水冲洗2~3 h,先用75%酒精表面灭菌30 s,无菌水冲洗2次,再放到50%、80%、100%次氯酸钠溶液中分别进行10 min、20 min和30 min灭菌处理,再用无菌水冲洗5次。
灭菌后将每片珠芽鳞片切去消毒损伤部分并产生切口,接种到添加有不同激素的MS培养基上,其中蔗糖3%,琼脂0.68%,p H 值为5.8。培养条件为光照强度2000 Lx,培养温度为(25±1)℃[5]。
灭菌后将每片鳞片切成0.2×0.2 c m2切块接种到添加有不同激素的MS培养基上,其中蔗糖3%,琼脂0.68%,p H值为5.8。培养条件为光照强度2000 Lx,培养温度(25±1)℃[5]。
将外、中、内层卷丹珠芽鳞片分别置于50%、80%、100%次氯酸钠溶液中进行10 min,20 min,30 min灭菌处理。鳞片污染一般在接种后3~5天便可观察,因此接种5天后进行数据统计。(说明:内层、中层、外层珠芽鳞片各处理数为20)试验结果及方差分析见表1及图1、图2。
表1 不同浓度次氯酸钠对珠芽鳞片的灭菌影响Table 1 Effects of Na Cl O on sterilizing of bulblets of L.l ancifolium
图1 不同NaCl O浓度,不同处理时间下珠芽鳞片污染率Fig.1 Contamination rates of different concentrations of NaCl O and treat menttimes to bulblets of L.l ancifolium
图2 不同NaCl O浓度,不同处理时间下珠芽鳞片存活率Fig.2 Survival rates of different concentrations of NaCl O and treat menttimes to bulblets of L.l ancifolium
由表1可见,不同Na Cl O浓度、不同灭菌时间对珠芽鳞片污染率和存活率影响显著,珠芽鳞片的污染率及存活率由内层→中层→外层依次增加。由图1、图2可见,随着Na Cl O浓度升高、灭菌时间增加,鳞片污染率下降,但存活率也随之下降,实验中还发现,鳞片变绿时间也随之变长。反之,鳞片污染率增加,存活率增加,变绿时间缩短。综合上述数据,80%NaCl O灭菌20 min处理的鳞片污染率相对降低,成活率相对较高,且发现该处理的外植体在后续培养中生长势良好。
将灭菌完全后的卷丹珠芽鳞片切去鳞茎盘并产生切口,接种到含有不同植物激素浓度的培养基上,3天后,外层鳞片首先变绿,其次中层鳞片变绿,最后内层鳞片变绿。9天后鳞片切口处出现白色芽点,17天后芽点逐渐转为绿色并开始膨大。30天后一些芽点膨大为小芽(图3),一些芽点膨大为愈伤组织(图4),50天后统计每个处理中内层、中层、外层珠芽鳞片产生小芽数和产生愈伤组织的珠芽鳞片数(说明:内层、中层、外层珠芽鳞片各处理数为20)。试验结果及方差分析见表2。
由表2可见,NAA和6-BA对珠芽鳞片芽点及愈伤组织的诱导均具有显著影响。当NAA浓度与6-BA浓度比值介于1/2~1之间时,分化为芽点能力较高,且最佳诱导激素配比为NAA 0.5 mg·L-1、6-BA 1.0 mg·L-1;当NAA浓度与6-BA浓度比值介于1/3~1/2之间时,分化为愈伤组织能力较高,且最佳诱导激素配比为 NAA 0.5 mg·L-1、6-BA 1.5 mg·L-1。此外,还可以看出珠芽鳞片的分化能力由内层→中层→外层依次增加。
图3 珠芽鳞片诱导愈伤组织Fig.3 Callus inducted by bulblets of L.lancifolium
图4 珠芽鳞片诱导芽Fig.4 Shoots inducted by bulblets of L.lancifolium
表2 不同激素对珠芽鳞片芽点的诱导Table 2 Induction of different hormone on the shoots from bulblets of L.l ancifolium
卷丹是在中国分布最广的百合属植物,分布于中国17个省区,抗性强,是少见的三倍体物种[6],用卷丹珠芽作为外植体进行诱导分化是进行组培快繁较理想的外植体。
本试验以卷丹珠芽鳞片为外植体进行不定芽与愈伤组织的诱导以及灭菌条件的分析。试验结果表明:珠芽鳞片灭菌的最佳条件为80%NaCl O处理20 min;诱导珠芽鳞片不定芽与愈伤组织的最佳培养基,可以通过调节6-BA与NAA不同配比实现。试验中将珠芽鳞片分以内层、中层、外层鳞片并观察记录整个组织培养生长情况,结果表明:珠芽鳞片灭菌效果;各激素配比培养基中产生不定芽和愈伤组织量情况,都表现为外层>中层>内层,说明鳞片由内向外,抗性与分化势趋均向增大。
[1]中国植物志编辑委员会.中国植物志[M].北京:科学出版社,2004.
[2]李谋智.食用百合组织培养快繁技术研究[J].北方园艺,2006(1):101-102.
[3]刘天慰.山西植物志[M].北京:中国科学技术出版社,1992:167-188.
[4]陈贵华,石岭,吴玉峰.卷丹百合组织培养研究[J].内蒙古农业大学学报,2009(12):61-64.
[5]赵强,李庆典,赵玉岭.青岛百合的组织培养技术研究[J].北方园艺,2007(6):213-214.
[6]郭海斌,雷家军.卷丹百合鳞片及珠芽组织培养研究[J].农业生物技术科学,2006,2(2):72-74.