食用百合生态适应性及离体繁殖差异

崔光芬 段青 杜文文

摘要：以兰州百合、川百合、卷丹、龙牙百合为材料，研究4种百合土壤栽种时的物候期、鳞茎生长量、株高及鳞茎在培养基上培养的不定芽增殖倍数、分化率差异。结果表明，卷丹发芽相对最早，龙牙百合发芽晚于其他3种百合 1～2周;兰州百合苗期短、开花早，枯萎期历时长达8周;4种百合采收时鳞茎鲜质量增加值由高到低依次为卷丹>龙牙百合>川百合>兰州百合，其中，卷丹鳞茎鲜质量增加相对最高，为33.92 g，龙牙百合围径增加相对最大，为 4.35 cm;兰州百合在6-BA、NAA浓度分别为1.5、0.5 mg/L的培养基上其不定芽增殖芽增殖倍数相对最高，为5.75倍;兰州百合、川百合鳞茎不定芽分化率分别为96%、94%，卷丹、龙牙百合鱗茎不定芽分化率则低于90%，兰州百合、川百合鳞茎离体繁殖效率高于卷丹、龙牙百合。

关键词：食用百合;兰州百合;川百合;卷丹;龙牙百合;物候期;鳞茎生长量;株高;不定芽

中图分类号：S644.104+.3   文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2019）22-0196-03

百合（Lilium spp.）为百合科百合属多年生草本植物，其地下鳞茎可食用，具有止咳化痰、宁心安神等功效，是卫生部首批通过审批的药食两用植物之一[1-2]。目前，我国约有野生百合100种[3]，规模化开发的食用百合有兰州百合（L. davidii var. unicolor）、川百合（L. davidii）、卷丹（L. lancifolium）、龙牙百合（L. brownii var.viridulum）这4种[4-5]，主要栽培区域分别位于我国的西北、西南、华东、华中地区。兰州百合核心产区为甘肃兰州附近的丘陵和沟谷地带，海拔为2 000～2 600 m，采用平播、垄作和地膜覆盖的栽培方式[6];川百合为云南及其周边地区传统食用百合，对高海拔的栽培环境适应性良好，其鳞茎氨基酸含量较高[4];卷丹在我国分布较为广泛，从南到北都有野生种群[7]，但形成产业的地区主要在江浙一带的宜兴、龙泉及湖南龙山等地;龙牙百合是江西万载、吉安，湖南邵阳、隆回等地的重要经济作物，淀粉含量高于其他食用百合[8-9]。

由于各地区气候环境差异较大，从而导致兰州百合、川百合、卷丹、龙牙百合这4种百合所需要的栽培方式不尽相同。目前，老产区栽培的食用百合种类单一，且长期采用分球进行繁殖，导致百合病毒病感染严重，直接影响食用百合的产量、质量，从而影响其产业发展。近年来，国内市场对食用百合的需求逐年增大，一些非传统产区也开始对食用百合进行引种栽培，且表现出较好的适应性，如湖北省宜昌市、江苏省南京市、四川省达州市等从甘肃省引种兰州百合栽培生长良好[10-12]，三峡库区引种龙牙百合、卷丹其营养物质含量与原产地相比差别不大[13]。

目前，对食用百合种源繁殖而言，除常见的分球繁殖、鳞片繁殖和珠芽繁殖外，食用百合组培繁殖作为新技术被应用，且有相应研究报道[14-16]，而对不同种类百合栽培适应性和组培增殖技术共同研究的较为鲜见。本试验以国内主栽的兰州百合等4种食用百合为对象，对其开展栽培适应性评价和离体繁殖差异比较，以期为食用百合的引种栽培、种源离体生产提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验地点位于云南省昆明市松华乡团结村的云南省农业科学院花卉研究所球根花卉育种基地，海拔2 060 m，属亚热带季风气候类型;年均气温为12.5 ℃，2017年降水量为 1 049 mm，无霜期在240 d以上;土壤类型为棕黄壤土，pH值为6.09，有机质、全氮含量分别为25.18、1.24 g/kg，速效磷、速效钾含量分别为41.45、198.46 mg/kg。

1.2 供试材料

规格接近的兰州百合、卷丹、龙牙百合和川百合鳞茎，围径为（10±0.5） cm，外观状况良好，无病虫害。所有鳞茎均在百合专用冷库中-1 ℃放置90 d。

1.3 试验设计

1.3.1 物候期调查 将百合鳞茎于2017年3月19日种植到土壤中，株行距为15 cm×25 cm，种植2行，每行30个鳞茎，记录其苗期、现蕾期、开花期、枯萎期。每个品种重复3次。

1.3.2 生长量测定 将百合鳞茎于2017年3月19日种植到土壤中，株行距为15 cm×25 cm，种植2行，每行50个鳞茎;植株现蕾时摘除花蕾，从鳞茎出土至整个生长期内，每隔10 d随机选取10株百合测量1次植株株高，鳞茎围径、质量在栽培前、采收后各测量1次，取平均值。每个品种重复3次。

1.3.3 组培苗增殖率测定 取百合鳞茎中层鳞片灭菌消毒，保留基部，切割成大小为1 cm2的切块用于不定芽的诱导及增殖，增殖培养基以MS为基础培养基，分别添加1.0、1.5、2.0 mg/L 6-BA和0.1、0.5 mg/L NAA组合的激素，共设6个处理，处理编号依次为M1～M6;每处理接种15瓶，每瓶接种8个切块，接种30 d后统计10瓶丛生芽的数量，统计增殖倍数。百合鳞茎组织培养条件为温度（25±2） ℃，光照 12 h/d，光照度2 000 lx。

鳞茎分化培养基为MS+1.0 mg/L NAA+6 000 mg/L琼脂+60 g/L蔗糖[17]，培养条件为温度（25±2） ℃，暗培养。每处理接种15瓶，每瓶接种10个单芽，接种40 d后统计10瓶的鳞茎分化率。增殖倍数、鳞茎分化率计算公式分别为：

增殖倍数=培养生成的不定芽数/接种外植体数;

鳞茎分化率=诱导生成的小鳞茎数/接种单芽数×100%。

2 结果与分析

2.1 不同百合物候期及其历时差异

由表1可见，4种百合鳞茎萌发时间差别较大，兰州百合、卷丹出苗时间较为接近，其中卷丹发芽相对最早，川百合始发芽时间较卷丹晚10 d;发芽相对最晚的是龙牙百合，晚于其他3种百合1～2周;川百合、兰州百合从萌芽到枯萎的生长发育周期较为相近，为23周左右，卷丹与龙牙百合则为22周。由图1可见，4种百合各物候期经历的时长差别较大，尤其是苗期和枯萎期;兰州百合的苗期相对最短，约8周就进入蕾期，为开花相对最早的百合品种，其他3种百合苗期约为10～11周;卷丹、龙牙百合蕾期历时较其他2种百合短，约1周;川百合同一株上的花蕾发育时间长，花期达到3周，是花期相对最长的百合品种;始花后5～8周， 百合叶片从下至上逐渐变黄而进入枯萎期，兰州百合的枯萎期历时相对最长，超过8周。

2.2 4种百合鳞茎生长量变化

由表2可见，经过一个生长季节，4种百合采收时鳞茎鲜质量、围径较栽种前有大幅增加;鳞茎围径增加值由大到小依次为龙牙百合、卷丹、川百合、兰州百合，龙牙百合鳞茎围径的增加幅度相对最大，较栽种前增加41.95%，其次为川百合，增加幅度为35.41%，增大幅度最小的是兰州百合，仅较栽种前增加30.33%;鲜质量增加值由大到小依次为卷丹、龙牙百合、川百合、兰州百合卷丹采收时鳞茎鲜质量较栽种前的增长值相对最大，为33.92 g，比栽种前增加221.27%，增加值相对最小的为兰州百合，较栽种前增加1.79倍;4种百合鳞茎鲜质量与围径没有出现同步的增长趋勢，围径增加值相对最高的龙牙百合，其鲜质量增加值低于卷丹，而兰州百合围径、鲜质量增加值均相对最小。另外，从鳞茎外观来看，兰州百合、龙牙百合的鳞片表面均有不同程度的褐斑，而卷丹、川百合的鳞片则光滑、洁白。

2.3 4种百合的株高变化

由图2可见，总体来看，卷丹、龙牙百合苗期的生长速度较兰州百合、川百合快，其中，龙牙百合在苗期末期的生长速度相对最快，明显超过其他3种百合，进入蕾期，龙牙百合的株高增幅相对变小;摘除花蕾后，4种百合的株高仍有所增长，兰州百合的株高增长相对缓慢，并在摘蕾1个月后趋缓，处于稳定状态;川百合则在摘蕾1周后进入快速增长期，过20 d后株高基本不再变化;卷丹摘蕾后株高仍在持续增加，但后期增速较苗期变缓，最终株高稳定在85.4 cm。

2.4 不同激素组合对不定芽增殖的影响

试验结果表明，鳞片切块接种到增殖培养基培养15 d后开始转绿，在基部切口处萌出不定芽，并在随后2周不定芽的数量增多，不同激素组合的培养基上每个切块增殖的不定芽数为1～7个。由表3可见， 在不同激素组合的培养基上，同种百合接种30 d其不定芽增殖倍数差异较大;NAA浓度为0.1 mg/L时，随6-BA使用浓度的增加，除龙牙百合外其他3种百合的不定芽增殖倍数增加，川百合不定芽增殖倍数在 6-BA浓度为2.0 mg/L时达到最大，较外接种植体增殖 3.38倍;NAA浓度为0.5 mg/L时，卷丹、龙牙百合的不定芽增殖倍数在6-BA浓度为1.0 mg/L时相对最高，分别为2.75、2.58倍，随6-BA浓度的提高，其不定芽萌发受到抑制，增殖倍数降低，而兰州百合不定芽增殖倍数在6-BA浓度为1.5 mg/L时相对最高，为5.75倍，说明适当提高NAA、6-BA的使用浓度可促进兰州百合不定芽的增殖。

2.5 4种百合不定芽鳞茎分化差异

将4种百合的不定芽接种在鳞茎分化培养基上，结果表明，4种百合不定芽分化形成的小鳞茎个数差异较大，兰州百合、卷丹、川百合、龙牙百合的鳞茎分化率依次为96%、87%、94%、79%，兰州百合与川百合的鳞茎分化率较为接近，且分化出的小鳞茎大小均匀，鳞片包裹紧实，围径为1.5 cm左右;卷丹与龙牙百合的鳞茎分化率低于90%，新生小鳞茎规格不整齐，最大的小鳞茎围径大于2.0 cm，最小的鳞茎围径小于1.0 cm;随着培养时间的延长，4种百合的鳞茎都开始长出新根，鳞茎不再继续膨大，须转接到新的分化培养基上鳞茎才能继续生长。

3 结论与讨论

物候期可反映植物的生长发育节律，往往受到遗传因素和气候、土壤等生态条件的共同影响[18]。食用百合常见的栽培方式为露地栽培，了解其物候特征可为规模化种植提供依据。本研究结果表明，兰州百合、川百合、卷丹、龙牙百合这4种百合在滇中地区均能正常生长，但物候特征差别较大;卷丹发芽最早，同时枯萎也相对最早，其生长历时约为22周，比王莹等在湖北宜昌栽培的卷丹物候期[19]缩短4周，说明同一种植物在不同地区种植的物候期差距较大，植物物候期的改变可能是其适应生存环境的反应，这与宋福强的研究结论[18]吻合;兰州百合苗期、枯萎期的历时相当，苗期较卷丹、川百合、龙牙百合短10 d以上，而枯萎期比其他3种百合长20 d以上，物候期总历时则与川百合相似;龙牙百合发芽相对最晚，物候期各阶段历时与川百合近似。

食用百合规模化栽培时多采用摘除花蕾的措施以促使营养物质回流到鳞茎中，Wang等以14C标记的同化物研究铁炮百合中营养物质的分配时发现，蕾期上位叶的光合产物大部分输送到花芽，只有少量输送到鳞茎，而将花芽摘除则上位叶的光合产物大部分输送到鳞茎，摘除花芽是提高鳞茎碳化合物含量的有效方式[20]。本研究中，4种百合摘除花蕾后植株可正常生长，鳞茎质量成倍增加，卷丹鳞茎鲜质量增加相对最多，兰州百合相对最少，这与李红娟的研究结论[21]一致;经过一个生长季节，4种百合除鳞茎鲜质量、围径增加外，株高也在花蕾摘除后继续增长，兰州百合株高增幅相对较小，摘蕾与未摘蕾的植株株高差别不大，其他3种百合则增幅较大;不同百合品种株高与鳞茎鲜质量、围径增加相互间没有表现出明显的关联性，龙牙百合是鳞茎围径增加最多的品种，而鳞茎鲜质量、株高的增加值均低于卷丹。此外，4种百合地上部分的植株表现均为健康，但鳞茎外观上差别较大，卷丹、川百合鳞茎的根系粗壮、鳞片厚实，而兰州百合鳞片薄，表层鳞片上有少量颗粒状褐色斑点，龙牙百合的最外层鳞片上褐斑较多，且单个斑点面积大。兰州百合产生褐斑可能是由于滇中地区降水过多引起，而龙牙百合则可能是由于土壤不适宜其鳞茎的生长。综合而言，川百合、卷丹较适合在滇中地区栽培。

百合外植体可在适合的培养基上直接诱导出不定芽，相较于其他植物先诱导愈伤再诱导不定芽的做法可节约大量时间和成本[17，22-23]。本研究中，兰州百合、卷丹、龙牙百合在NAA浓度为0.5 mg/L的培养基上不定芽增殖倍数相对较高;兰州百合不定芽最适增殖培养基为MS+6-BA 1.5 mg/L+NAA 0.5 mg/L，卷丹与龙牙百合的最适培养基为MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L，川百合最适不定芽诱导培养基为MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L;兰州百合、川百合鳞茎不定芽在分化培养基上的分化率高达90%以上，卷丹、龙牙百合的分化率则低于90%，说明兰州百合、川百合鳞茎离体繁殖效率高于卷丹、龙牙百合。

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