卷丹百合种球繁育及组织培养技术研究进展

◎ 陈 华，郑传奇，苏海锋

（1.贵州黔西南喀斯特区域发展研究院，贵州 兴义 562400；2.中国科学院 重庆绿色智能技术研究院，重庆 400714）

百合为单子叶植物纲百合科（Liliaceae）百合属（Lilium）多年生草本植物，是世界上著名的观赏植物，资源种类丰富，应用历史悠久。药用百合为百合科植物卷丹（L. lancifoliumThunb）、百合（Lilium browniiF. E. Brown var.viridulumBaker）、细叶百合（Lilium pumilumDC.）的干燥肉质鳞叶，最早记载于《神农本草经》，其性甘、微寒，归肺、心经，具有养阴润肺、清心安神的功效，常用于治疗阴虚久咳、劳嗽咳血、虚烦惊悸、失眠多梦与精神恍惚等症状[1]。卷丹是中国百合属中分布最广的植物，花大色艳，抗性强，为少见的三倍体品种[2-3]。其化学成分主要为营养性物质和生物活性成分，如氨基酸、淀粉、蛋白质、多糖、皂苷和黄酮等[4]，是一种集观赏、食用和药用价值为一体的重要经济作物及极具开发前景的药食两用植物[5-6]，在药品、食品、化妆品及保健品领域均具有开发利用价值。但是，由于近年来野生资源被大量采挖，而人工栽培周期较长，加之种球多为农户自行分栽小鳞茎，易导致品种退化及抗病性差等问题，严重影响了卷丹百合的质量与产量，因此，优质种球繁育技术成为了当下研究热点。

百合种球繁育可以通过种子、组织培养、鳞片扦插、小鳞茎与珠芽繁殖等方法进行[7]，尤以优质鳞茎无性繁殖常见，但无性繁殖存在繁殖系数小、易感染病毒及品种退化等问题，不利于卷丹百合的可持续健康发展[8-9]，而组织培养能提高鳞茎的繁殖系数，快速提供更多优质的种苗，是培养脱毒苗和新品种的关键技术[10-11]，成为目前百合快速繁育研究的热点。

1 卷丹百合形态特征

卷丹百合为多年生球茎草本植物，鳞茎白色，直径达8 cm以上，鳞片宽卵形；茎高达1.5 cm，质硬，具白色绵毛与紫色条纹；叶散生，深绿色，披针形或矩圆状披针形，5～7脉，叶先端有白毛，边缘具乳头状突起，上部叶腋有深紫黑色株芽；紫色花梗，长6～9 cm，具白绵毛；花下垂，总状花序，3～6朵或更多，橙红色，披针形并反卷，于下部2/3处有紫黑色斑点，习称“虎皮斑”，花径约1 cm，外轮花被片长6～10 cm，宽1～2 cm，雄蕊向四面张开，淡红色花丝长5～7 cm，矩圆形花药，紫褐色花粉，圆柱形子房，花柱长4.5～6.5 cm；叶状苞片，具白绵毛，花期7—8月，果期9—10月[12]。

2 卷丹百合种球繁育

2.1 种子繁殖

利用百合的种子播种，可以在短时间内获得大量的百合种球，但并不是所有百合都适合种子播种，如三倍体卷丹，因种子发芽后生长缓慢，从出苗到开花需多年时间，因此不适合采用种子撒播繁殖。常见可以种子播种繁殖的百合有王百合、野百合、麝香百合、台百合、二倍体卷丹、青岛百合、渥丹、川百合、毛百合、湖北百合及药百合等。

2.2 鳞茎繁殖

百合生长1年后，其地下部能形成新的鳞茎，繁殖时将鳞茎进行分割，先纵切成数块后，再分切成每2个鳞片为1个单元的小块，鳞片上应带有茎盘。种植后，双鳞片的腋芽可萌发成幼芽，茎盘能长出多个小鳞茎，在挖取老鳞茎时，收集健康无病害的小鳞茎，按株、行距5 cm×25 cm播种，即可再形成完整的植株。但是采用小鳞茎繁殖时，随着种植年限增加，种球容易退化，根腐病、炭疽病等病害易加重，且鳞茎作种因需求量大，成本较高，不宜作为卷丹百合规模化生产繁殖技术。

2.3 珠芽繁殖

珠芽是卷丹百合繁殖的重要器官之一，着生于茎叶腋处，病毒少。繁殖方法为：珠芽采收前，先将花蕾及早除去，便于珠芽增大，至8月上旬珠芽颜色由绿转黑后采收，采收后的珠芽与清洁沙混合置于干燥处，9月中下旬至10月上旬移植。选择土层深厚、排水好的沙质壤做苗床，每平方米苗床施用1 kg左右的饼粕，再加一些草木灰做基肥，与深翻后的土壤拌匀后开行距12～15 cm的浅沟，并于床苗上挖10～15 cm宽，3～4 cm深的坑播珠芽，等长出鳞茎小球后移栽，3年后即可收获种球[13]。此外，还有研究者对影响卷丹百合珠芽发育的因素进行了研究，如张恪等[14]通过不同温度积层处理卷丹百合珠芽，结果表明，5 ℃处理的珠芽发芽率高、发芽早、发芽势强。张慧等[15]研究表明，添加赤霉素有利于卷丹百合珠芽生长发育。

2.4 鳞片扦插繁殖

鳞片是无性繁殖中最常用的组织及繁殖系数最高的部位，鳞片扦插是百合种球繁育的重要方式，张金云剥取卷丹百合中层鳞片，采用1 000倍液KMnO4浸泡10 min，再用150 mg·kg-1NAA浸泡2 min后，将鳞片凹面朝上扦插在配好的6种基质中（蛭石+珍珠岩、泥炭+蛭石、沙+泥炭、沙+珍珠岩、蛭石+沙、泥炭+珍珠岩，基质配比用量均为1∶1），结果表明泥炭+沙或泥炭+蛭石两种混合基质较好[7]。周秀玲等[16]采用研究6-苄基氨基嘌呤（6-BA）、吲哚乙酸（IAA）、萘乙酸（NAA）、5-吲哚丁酸（5-IBA）、二氯苯氧乙酸（2,4-D）5种植物生长调节剂对卷丹百合埋片繁殖的影响，通过剥取中层鳞片，用0.3%的KMnO4溶液消毒15 min后冲洗晾干放入调节剂中浸泡2 h后扦插，发现2,4-D对卷丹百合鳞片繁殖和生根的效果优于其他调节剂。徐丽萍等[17]采用蛭石、青海草炭、锯末三种基质，通过一定的配比，将40%福尔马林溶液浸泡30 min后的卷丹鳞片插入基质中，结果表明，锯末诱导产生的小鳞茎数量最多。蔡鹏等[18]总结前人研究百合鳞片扦插的优缺点，认为单一的调控激素、基质、温度来促进鳞片的生长，都有一定的局限性，从而设计出采用悬空海绵水培法进行鳞片扦插育苗的方法，结果表明，悬空海绵组与盆栽组中加入活性炭高度为0.2～0.3 cm时，鳞片生长的各项指标最优；而在基质相同时，悬空海绵组的鳞片生长状况优于盆栽组，且悬空海绵操作简单、鳞片生长好，增殖多，是鳞片扦插育苗的一种新方法。颜范悦等[19]研究不同消毒剂对百合埋片繁殖的影响，结果表明，嘧酶胺1 000倍液+代森锰锌800倍液与福美双700倍液有利于百合鳞片生成较多籽球。

3 百合组织培养快繁技术研究

3.1 培养条件

不同研究者的培养条件有差异，如田山君等[20]培养野生卷丹的条件为：光照培养箱内以白天45 ℃、夜间26 ℃交替处理1个月，光照强度为1 500 Lx，培养出来的卷丹百合长势较优。钟灿等[10]对卷丹百合鳞茎进行离体再生研究的培养条件为温度（26±1）℃、光 强 2 000 Lx、 湿 度 80%、 光 照 时 间 14 h·d-1， 培育出的卷丹百合长势较好。陈贵华等[21]对卷丹百合鳞片组织培养的光照强度为3 000 Lx，培养温度（25±2）℃，光照时长14 h·d-1。通过总结发现，卷丹百合培养条件范围为光照强度2 000～3 000 Lx，培养温度（25±2）℃，光照时间14～16 h·d-1，相对湿度70%～80%时，均能培育出长势较好的卷丹百合。

3.2 基础培养基的选择

百合培养的基础培养基有MS、B5、N6以及White等培养基，卷丹百合以MS培养基报道较多，在初代培养及增殖培养中，都以MS为主，而生根培养则是以1/2 MS较多，如源朝政[22]研究表明适宜的生根培养基为1/2 MS+0.2 mg的大分子中性氨基酸（LNAA），赵春晓等、BO等研究表明1/2 MS+0.1 mg的LNAA为最适合生根的培养基[23-24]。

3.3 外植体的选择及消毒方法

3.3.1 外植体的选择

研究表明，百合组织培养的外植体可以选择种子、珠芽、鳞片、叶片、茎段及花药等，因百合鳞片内部存储有大量的营养物质及水分，容易诱导出不定芽，因此以百合鳞片为最优。有研究表明，卷丹百合中层鳞片分化率最强，分化率顺序为中层鳞片＞内层鳞片＞外层鳞片[25]。

3.3.2 消毒方法

百合组织培养过程中，污染是阻碍培养进展以及造成经济损失的重要因素，百合组织培养污染以真菌与细菌污染为主，污染后培养基表面出现霉变、有黏液、形成发酵泡沫等[26]。因此，消毒剂及消毒时间研究是卷丹百合组织培养的重要部分。

卷丹百合外植体消毒常用自来水冲洗后，用75%酒精预灭菌30～60 s，再加0.1% HgCl2灭菌8～15 min。也有文献报道，卷丹百合外植体消毒不用HgCl2而用NaClO，或HgCl2与NaClO同时用，如田山君研究表明用75%的乙醇浸泡30 s后，再用10% NaClO消毒20 min，可达到40%的最低污染率[20]；钟灿研究用8%NaClO消毒15 min配合0.1% HgCl2消毒15～20 min后，消毒效果较好，鳞片成活率高[10]。

3.4 细胞分裂素与植物生长素

一定量的细胞分裂素及植物生长素有利于卷丹百合鳞片诱导出不定芽，并能促进不定芽的增殖及生根。常用的细胞分裂素有6-BA和噻苯隆（TDZ），植物生长素有NAA、2,4-D、IAA和3-吲哚丁酸（IBA）。卷丹百合组织培养过程中，常用6-BA与NAA配合使用，认为6-BA在不定芽的诱导及增殖中起主要作用，而NAA则促进根的分化。如蒋瑶等[27]研究表明，卷丹最佳不定芽诱导培养基为MS+1.5 mg·L-16-BA+0.3 mg·L-1NAA；增殖培养基为MS+1.0 mg·L-16-BA；生根培养基为1/2 MS+1.0 mg·L-1NAA。符勇耀等[28]研究表明卷丹外层鳞片在 MS+1.5 mg·L-16-BA+0.2 mg·L-1NAA+30 g·L-1蔗糖中进行组培效果最佳；不定芽在MS+2.5 mg·L-16-BA+0.3 mg·L-1NAA+30 g·L-1蔗 糖 中增殖效果最好。纵观国内外近年来的文献，卷丹百合组培时细胞分裂素与植物生长素的量有所差异，各研究者所得出的结论各不相同，但是6-BA应用浓度范围在 0.5～ 3.0 mg·L-1，NAA 浓度在 0.1～ 1.0 mg·L-1时均能培育出小鳞茎，且有较高的分化率。

3.5 组培苗的移栽

幼苗根长至5 cm左右时，可以进行室外移栽，但移栽之前要放置于温室内进行炼苗，方法为：将生根的培养瓶移到室外遮荫棚内进行强光闭瓶炼苗5～15 d，遮荫度为60%左右，然后松开培养瓶盖培养1 d，再部分开盖培养2 d，最后完全揭去瓶盖放置5 d左右后，将苗用自来水彻底冲洗附着的培养基，假植到已灭菌的基质中。基质种类对百合移栽的存活率有很大的影响，可以选择的基质有蛭石、沙土、泥炭土、腐殖土∶锯末=1∶1的混合基质土等。赵春晓等[23]统计卷丹再生植株在3种不同基质（营养土∶珍珠岩=1∶1、园土∶珍珠岩=1∶1、营养土∶园土∶珍珠岩=1∶1∶1）中的成活率，结果营养土∶园土∶珍珠岩=1∶1 ∶1时，存活率最高（85%），且再生植株颜色较绿，叶片大。张旭红[29]研究了21种野生百合再生体系的建立，将卷丹组培苗植于河沙∶草炭=1∶2的混合基质中，2个月后其成活率达90%以上，且植株生长健壮，长势一致。

4 结语

卷丹不仅是三大食用百合之一，而且还是入药典的三大百合之一，具有润肺止咳、清心安神的功效，其适应性强，产量高，是极具开发价值的药食同源的经济作物。但是在传统的栽培模式中，容易导致品种退化、抗病性差等问题，因此，研究卷丹百合种球繁育技术及组织培养技术是提高百合的品质与产量的重要手段。

组织培养技术可以效地解决优良种源性状稳定和快速繁殖的难题，是规模化生产优质、无毒种苗的有效途径。目前，据不完全统计，已有200多种药用植物经过组织培养技术成功获得了植株苗，提高了药材的质量与产量，经济效益和社会效益显著[30]。组织培养优点明显，但是也存在缺点，如组培成本相对较高、移栽成活率较低等，而鳞片扦插在生产中常用，不仅成本低且操作方便。因此，可以考虑利用组培苗培育原种后，再用其鳞茎进行扦插繁殖，这样不仅能提高繁殖速度还能节约成本，是一种健康可持续的育种方法之一，后续研究者可以往此方面作深一步的研究。