農(nóng)艷豐 楊美純 寧云芬 周珊
摘要:研究東方百合“甜夢”品種花器官的組織培養(yǎng),為“甜夢”百合種球生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化提供技術支持。以“甜夢”花器官為外植體誘導愈傷組織,以MS添加不同濃度6-BA為愈傷組織分化培養(yǎng)基,MS添加不同濃度6.BA及NAA配比為誘導葉片產(chǎn)生不定芽的培養(yǎng)基,MS添加不同濃度糖為結鱗莖培養(yǎng)基,進行組織培養(yǎng)。結果表明:花器官不同部位誘導愈傷組織從易到難為:子房>花柱>花藥>花托;愈傷組織分化以MS+6.BA 3.0 mg/L培養(yǎng)基較適宜;無菌葉片誘導不定芽以MS+6.BA 2.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L培養(yǎng)基為好;添加60 g/L糖的培養(yǎng)基利于不定芽結鱗莖生根;帶鱗莖組培苗可直接移栽于大田菜園土。通過“甜夢”花器官的培養(yǎng),得到可用于生產(chǎn)的組培苗,該技術可應用于“甜夢”百合種苗工廠化生產(chǎn)。
關鍵詞:東方百合 “甜夢” 組織培養(yǎng) 花器官培養(yǎng)
百合(Lilium spp.)是百合科(Liliaceae)百合屬(Lilium)多年生具地下鱗莖的草本植物,具有很高的觀賞價值和經(jīng)濟價值。目前鮮花市場上流行的觀賞百合有四大品系(鐵炮系、亞洲系、東方系、L/A系),東方百合系列種植面積最大?!疤饓簟睂儆跂|方百合的1個品種,其花色粉紅,香氣宜人,是近年進口花卉品種之一。百合組織培養(yǎng)中常用的方法是以百合鱗片作為外植體,用0.1%升汞溶液滅菌時間較長,而污染率相對較高。近年來以花器官為外植體進行培養(yǎng)的報道,主要以亞洲百合為主,花器官以花托、子房、花柱的分化率較高,較適宜的培養(yǎng)基是6-BA與NAA的配合使用。其次為東方百合,趙得萍對東方百合Sorbonne花器官進行的培養(yǎng)則花萼、花絲、花瓣均有較高的分化率。劉雅莉以Sorbonne花器官進行培養(yǎng)則直接誘導出不定芽。楊美純等以“馬可波羅”品種花器官為外植體,以花托誘導率為100%最高。王月等采用“梯伯”品種的再生植株嫩葉建立無性體系,張延龍則直接以“西西”品種葉片為外植體誘導愈傷組織,但誘導率不高。試驗在前人的研究基礎上,以東方百合“甜夢”花器官為外植體,建立其再生植株快速繁育體系,以期為百合的種苗工廠化生產(chǎn)充實理論依據(jù)。
1.材料與方法
1.1試驗材料
東方百合“甜夢”品種花朵。
1.2試驗方法
1.2.1滅菌及初代培養(yǎng)
選取花蕾和半開的花朵作為外植體進行滅菌。在超凈工作臺上將花蕾用75%酒精擦拭,0.1%HgCl2滅菌5 min;半開的花朵用洗衣粉溶液浸泡5min,自來水沖洗30 min,在超凈工作臺上用75%酒精滅菌50 s,0.1%HgCl2滅菌5 min,把滅菌過的外植體的花藥、花托、柱頭、子房等部位切開,分別接種于MS+6.BA 3.0 mg/L的培養(yǎng)基中誘導愈傷組織,6 d后統(tǒng)計污染數(shù)和死亡數(shù)。
1.2.2愈傷組織分化培養(yǎng)
把花器官各部分培養(yǎng)所獲得的愈傷組織切成直徑約0.6 cm的小塊,接種于MS添加不同濃度6-BA(0-3.0 mg/L)的分化培養(yǎng)基中。30 d后統(tǒng)計分化出的不定芽數(shù)。
分化率=分化出不定芽的愈傷組織數(shù)/接種愈傷組織總數(shù)×100。
1.2.3不定芽葉片誘導分化培養(yǎng)
把由愈傷組織產(chǎn)生的不定芽葉片切成1 cm長度的小段,接種于培養(yǎng)基上,30 d后統(tǒng)計誘導率。
1.2.4不定芽結鱗莖及生根培養(yǎng)
選取生長健壯的單株不定芽接種到不同糖濃度的MS培養(yǎng)基中,30 d后統(tǒng)計生根、結鱗莖情況。
1.2.5組培苗移栽
選取具有根及鱗莖(直徑1 cm左右)的組培苗移出培養(yǎng)室,在大棚煉苗3 d后,洗凈培養(yǎng)基,分別種在大棚內(nèi)沙床和室外菜地,每個處理種30株,1個月后統(tǒng)計成活數(shù)和新長出的根數(shù)。
1.3基本培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件
基本培養(yǎng)基為MS,pH值5.8-6.0。光照強度2000-3000 Lx,光照時間為12-14 h/d,溫度為26-28℃。
2.結果與分析
2.1花器官的培養(yǎng)
由表1可看出,經(jīng)過不同方式的滅菌后,總體污染率大部分為0,只有花蕾有少量的污染。存活的花藥培養(yǎng)13 d后開始膨大,之后慢慢變綠。花蕾的花托和子房在培養(yǎng)12 d后開始膨大,15 d后花柱也開始膨大,膨大后的子房顏色變綠。半開花朵的花器官培養(yǎng)中,子房比花蕾的子房推遲2 d膨大,有一端可觀察到有5-6粒似胚狀體小顆粒,柱頭也開始膨大。在培養(yǎng)40 d之后,子房、花柱和花藥均誘導出愈傷組織?;ㄆ鞴僦幸宰臃康恼T導率最高,可達83.3%。
2.2 6-BA對愈傷組織分化的影響
由花器官誘導得到的愈傷組織經(jīng)過多代增殖培養(yǎng)后,得到緊致、表面有綠色顆粒狀的愈傷組織,接種于添加6-BA的分化培養(yǎng)基中。如表2所示,在6.BA人工激素的刺激下,愈傷組織的分化率最高達100.0%:在0-3.0 mg/L濃度之間,隨著6.BA濃度的增大,愈傷組織分化率逐漸升高,且愈傷組織的分化率均高達70.0%以上;6-BA在3.0mg/L濃度時,平均每團愈傷組織分化出的不定芽數(shù)最多,有3.0個。在試驗中也觀察到,在愈傷組織分化中,一部分的不定芽基部直接形成鱗莖。
2.36-BA和NAA配比對誘導葉片分化不定芽的影響
由表3所示,在添加6.BA的處理中1.0-3.0mg/L各組的分化率均比CK高,以6.BA 2.5 mg/L處理的為最高,達50.0%;在6.BA和NAA配比的處理中,分化率相對較高,平均出芽數(shù)也相對較高,以6.BA 2.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L處理為最好,分化率達65.0%,平均出芽數(shù)為0.9個。在試驗過程中發(fā)現(xiàn),不定芽葉片基部比較容易分化出芽,葉片中部較少分化,葉片頂端則幾乎不分化而死亡。因為接種葉片的部位是隨機的,因此平均出芽數(shù)都相對較低。綜合各方面的因素考慮,在無菌葉片的誘導分化中以MS+6.BA 2.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L的培養(yǎng)基為好。
2.4糖濃度對不定芽結鱗莖生根的影響
將不定芽接種到添加不同糖濃度培養(yǎng)基中,發(fā)現(xiàn)一定濃度的糖容易誘導百合不定芽基部膨大結鱗莖。含有低濃度糖的處理中,不定芽結鱗莖較少,只有一半可以結鱗莖;在糖濃度超過60 g/L的處理中不定芽結鱗莖多達80%左右,鱗莖最大直徑可達1.2 cm。同時隨著糖濃度的增高,不定芽生根率隨之增大至100%,平均根數(shù)先升高后有所下降,其中以60 g/L糖濃度的培養(yǎng)基的生根率(100.0%)和平均根數(shù)(6.9條/個)達到最大值。綜合不定芽結鱗莖和生根考慮,培養(yǎng)基以添加糖濃度60 g/L的MS培養(yǎng)基為宜。
2.5基質(zhì)對帶鱗莖的組培苗移栽的影響
已生根的百合鱗莖分別移栽在露天菜園土及大棚中按3:1沙床和土的混合基質(zhì)中,隔1 d澆1次水,1周后施復合肥,1個月后統(tǒng)計其生長情況。由表5結果可看出,種于大棚混合基質(zhì)中的鱗莖周徑變小,成活率低,原先在培養(yǎng)基中生長的根都枯萎同時均無生長新根,可能是因為沙床營養(yǎng)不足,保水性差,鱗莖無法吸收足夠的養(yǎng)分和水分,導致鱗莖萎縮,根活力降低。而種于菜園土的百合鱗莖移栽后周徑有所增長,100%成活,重新長根的鱗莖高達90%以上,在試驗觀察中還發(fā)現(xiàn),有些鱗莖已經(jīng)開始生長新葉片,葉片肥厚濃綠。因此,“甜夢”組培鱗莖煉苗后可直接移栽于大田菜園土中。
3.討論
劉麗敏采用不同百合花器官的不同部位進行組織培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)不同品種百合誘導愈傷組織的難易程度不同。試驗中“甜夢”品種不同部位誘導愈傷組織從易到難為:子房>花柱>花藥>花托。以花蕾或半開狀態(tài)的花朵為外植體,比較容易滅菌,污染率低,可能因為花蕾或半開狀態(tài)的花內(nèi)部處于較封閉狀態(tài),雜菌很難進入。6-BA對愈傷組織的分化有較顯著的效果,分化率最高達100%,鱗芽質(zhì)量較好。以不定芽葉片切段進行再培養(yǎng),可誘導不定芽分化,其中以葉片基部較容易誘導出芽和愈傷組織,這與王月的研究結果一致。采用此方式增加了百合組織培養(yǎng)的快速繁殖途徑。誘導百合不定芽結鱗莖生根的方式有多種,王和飛的研究表明,基本培養(yǎng)基1/2 MS和MS對百合生根均有促進作用,生長素2,4-D、IBA、NAA均對百合鱗莖生根有顯著的促進作用。而本試驗選擇不同糖濃度誘導“甜夢”不定芽結鱗莖生根有顯著的效果。劉雅莉等選擇珍珠巖、河沙、營養(yǎng)土等混合基質(zhì)來移栽百合鱗莖,本試驗則采用直接種植于大田菜園和沙與土按比例混合的基質(zhì),結果表明,“甜夢”組培鱗莖煉苗后可直接移栽于大田菜園土中,可能是因為菜園地能夠提供充足的水分和養(yǎng)分,利于移栽鱗莖的吸收,從而利于百合鱗莖的成活和生長?!疤饓簟睅[莖的組培苗移栽大田適應性較強,在生產(chǎn)中可直接在大田種植。
4.結論
試驗中“甜夢”品種花器官不同部位誘導愈傷組織從易到難為:子房>花柱>花藥>花托。6-BA3.0 mg/L可直接作為誘導花器官產(chǎn)生愈傷組織的培養(yǎng)基,并對愈傷組織的分化有顯著的誘導效果,分化率最高達100%,鱗芽質(zhì)量較好。在無菌葉片誘導不定芽中以MS+6.BA 2.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L的培養(yǎng)基為好。不同糖濃度誘導不定芽結鱗莖最高達80%左右,鱗莖最大直徑可達1.2 cm。生根率可達到75.0%以上,根青綠色,粗壯。試驗可為“甜夢”百合品種的種苗工廠化生產(chǎn)充實理論依據(jù)。