不同培养基配方对东方百合茎尖直接诱导小鳞茎的影响

周俐宏王而立李雪艳王瑞玲白一光王伟东胡新颖杨迎东

(1.辽宁省农业科学院花卉研究所,辽宁 沈阳 110161; 2.沈阳农业大学植物保护学院,辽宁 沈阳110866; 3.盘锦市市政工程管理处,辽宁 盘锦 124000)

百合是百合科百合属(Lilium)多年生球根草本花卉,花朵硕大、花色艳丽、芳香怡人,世界各地广为栽培,是主要的观赏花卉和经济作物,不仅可作为切花、盆花、景观花卉观赏,还有食药用价值,产值始终在各种花卉中居于前列,百合产业在我国经济发展和乡村振兴中发挥着重要作用。

由于不规范的种植和种球多代繁殖,病毒病在我国各百合种植区普遍发生,一般发病率在40%～50%,二代种球带毒率在90 %以上[1],严重地影响了切花百合的产量和质量。当前我国食用百合主产区带毒率几乎为100%,种球带毒已成为加速我国食用百合种群衰退的重要因素[2]。报道过的百合病毒共约有20种,其中危害严重的主要有百合无症病毒(Lily symptomless virus, LSV)、黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus, CMV)和百合斑驳病毒(Lily mottle virus, LMoV)等[3]。茎尖组织培养是获得脱毒苗的有效方法之一[4],1962年Phillips最早利用百合茎尖培养脱毒苗。符勇耀采用高低温交替处理卷丹珠芽,通过连续2次直剥茎尖接种培养,能脱除85%的LMoV和LSV病毒[5]。

利用茎尖培养在百合上脱毒的研究已有报道,但对我国目前主栽品种西伯利亚茎尖直接诱导小鳞茎培养基配方的针对性研究未见报道。影响茎尖直接诱导小鳞茎的因素很多,选择适宜的培养基是获得完整健壮植株的关键。本研究于2021年9月在辽宁省农业科学院花卉研究所开展了西伯利亚百合茎尖直接诱导小鳞茎培养基筛选,比较了不同植物生长调节剂配比及糖浓度对西伯利亚直接诱导小鳞茎的影响,以期为西伯利亚种球脱毒组培快繁提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料为自繁的东方百合品种西伯利亚(Siberia)种球,经低温处理打破休眠后用于试验。

1.2 外植体预处理与表面消毒

将打破休眠的西伯利亚种球剥去鳞片和基盘,茎芯用洗衣粉泡20 min,在流水下冲洗30 min,置于无菌操作台用75%酒精浸泡45 s,杀菌剂溶液处理10 min,再用无菌水冲洗6遍,备用。

1.3 试验设计与方法

采用三因素三水平正交试验设计,分别考察6-BA(0 mg/L、0.5 mg/L、1 mg/L)、IBA(0 mg/L、0.2 mg/L、0.4 mg/L)、蔗糖(0 g/L、30 g/L、60 g/L)不同水平组合对小鳞茎诱导的影响,共9个处理(表1),具体操作如下:以MS为基本培养基,加入不同浓度的植物生长调节剂和蔗糖,pH值调至5.8,然后进行分装和高压灭菌。用解剖刀、镊子剥取≤1 mm的茎尖,接种于不同培养基,一瓶接种1粒茎尖,每个处理接种茎尖10个,3次重复,放入25 ℃恒温培养室暗培养。

表1 不同植物生长调节剂与蔗糖浓度正交试验

1.4 调查内容与统计方法

百合茎尖接种70 d后调查各处理茎尖成活数量、形成小鳞茎数量,计算茎尖成活率,小鳞茎诱导率。

茎尖成活率(%)=(茎尖成活数量/接种茎尖数)×100%。

小鳞茎诱导率(%)=(形成小鳞茎的外植体数/接种成活的外植体数)×100%。

用Excel进行数据计算,用DPS19.05高级版进行数据统计和方差分析,应用邓肯氏新复极差法进行差异显著性分析。

2 结果与分析

由表2可知,处理J4～J6(70%)、J9(60%)之间在1%显著水平上差异不显著,处理J1、J2、J3茎尖成活率为0%,在1 %显著水平上与其它处理差异极显著,J8处理的茎尖成活率最高(100%),在1 %显著水平上与其它8个处理差异极显著,但小鳞茎诱导率不高。接种70 d调查不同培养基百合茎尖生长状况存在显著差异。当不添加任何植物生长调节剂和蔗糖时,百合茎尖小鳞茎的诱导率为0(J1)。处理J5(85.51%)、J9(83.01%)的小鳞茎诱导率与其它处理差异极显著。

表2 不同浓度6-BA、IBA和蔗糖对茎尖直接再生小鳞茎的影响

综合考虑茎尖接种成活率及小鳞茎诱导率,MS+6-BA 1 mg/L+IBA 0.2 mg/L+蔗糖30 g/L+琼脂 6 g/L(J5)培养基为西伯利亚茎尖直接再生小鳞茎最佳培养基(图1),茎尖成活率为70%,小鳞茎诱导率为85.51 %。

图1 J5号培养基茎尖诱导小鳞茎

3 结论与讨论

茎尖培养是百合脱毒的有效途径,有针对性地研发百合茎尖高效组培技术具有重要意义。培养基中细胞分裂素(6-BA)、生长素(IBA)和蔗糖不同浓度配比对百合茎尖直接诱导小鳞茎的影响存在显著差异。试验结果表明,在本试验条件下东方百合西伯利亚最适小鳞茎诱导培养基为J5,MS + 6-BA 1 mg/L + IBA 0.2 mg/L + 蔗糖30 g/L + 琼脂 6 g/L。

影响茎尖诱导小鳞茎的因素有很多,培养基类型、激素种类和浓度、蔗糖浓度、光照以及一些附加物等,其中激素种类和浓度以及蔗糖浓度影响最大。生长素能够促进器官伸长、细胞的分裂与分化,不同种类的生长素诱导效果在不同的植物中表现不同。张延龙等以Siberia鳞片诱导形成的丛芽体为研究材料,发现低质量浓度NAA有利于提高结鳞茎率[6]。IBA处理可促进淀粉降解,为小鳞茎的诱导形成提供营养,从而获得最佳小鳞茎个体[7]。本试验研究发现生长素IBA对百合茎尖直接诱导小鳞茎更有利。细胞分裂素能够促进细胞的分裂和芽的分化,当细胞分裂素与生长素的比值大于1时,可诱导芽的分化[8],本试验细胞分裂素(6-BA)与生长素(IBA)的比值等于5,小鳞茎诱导率最高。在小鳞茎的诱导过程中对蔗糖的浓度有一定的要求,秦新惠等对兰州百合鳞片诱导小鳞茎研究发现30 g/L的蔗糖浓度可诱导出较多小鳞茎[9],与本试验结果一致。徐小玉等发现麝香百合鳞茎诱导的最适蔗糖浓度为4 %、香水百合鳞茎诱导的最适蔗糖浓度为3 %[10]。