國內(nèi)百合組培快繁研究進(jìn)展

國內(nèi)百合組培快繁研究進(jìn)展

百合是植物科所有品種的總稱。根據(jù)用途，可分為藥用百合、食用百合和觀賞用百合（觀賞百合）。根據(jù)《中華人民共和國藥典》（2005年版）的規(guī)定，b.lipiumlancifolium、hunb.實(shí)驗(yàn)中的秋海棠、湖南邵陽百合和江蘇宜興百合的干燥肉質(zhì)鱗片屬于醫(yī)療用途百合。中國食用百合的主要品種有甘肅蘭州百合、湖南邵陽百合和江蘇宜興百合。它們是培育和花卉市場常見的觀賞植物百合。三個品種是香百合素、亞洲百合素和東部百合素。各類百合常規(guī)的繁殖方法為小鱗莖繁殖,但其繁殖系數(shù)低,易感染病毒,影響其經(jīng)濟(jì)價值.而通過組織培養(yǎng)技術(shù)手段,則可有效解決以上問題,不但能在短期內(nèi)能獲得大量種苗,還可以通過莖尖脫毒技術(shù)得到品質(zhì)優(yōu)良的脫毒苗.在此,筆者綜述了國內(nèi)的藥用、食用、觀賞用百合組織培養(yǎng)技術(shù)的研究現(xiàn)狀,以期為百合的快速繁殖研究及組培快繁技術(shù)的應(yīng)用提供一些參考和借鑒.1外植體準(zhǔn)備1.1百合外植體的誘導(dǎo)能力用于百合離體快繁的外植體有鱗片、種子、珠芽、莖段、花瓣、花絲、葉片、花藥、子房、花梗等,無論是藥用百合、食用百合還是觀賞用百合,以鱗片是最早也是研究最多且最易成功的外植體[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21],并認(rèn)為外層鱗片的分化能力最強(qiáng),其次為中層,最弱為內(nèi)層,單個鱗片的分化能力依次是下部>中部>上部[10,11,12,13,14,15,16,18,19,20,21,22].由此可見,百合鱗莖外層的柄與鱗莖盤相連的下部鱗片是初代培養(yǎng)的最適外植體.以花器官作外植體,誘導(dǎo)不定芽產(chǎn)生的能力從強(qiáng)到弱依次為:花托>子房>花被片>花梗>花絲.1.2不同培養(yǎng)條件對培養(yǎng)花器官的生長曲線百合鱗莖上或珠芽內(nèi)的菌類物質(zhì)是外植體滅菌的主要問題.外層鱗片因?yàn)楦癄€或者感染病蟲易被污染,中層和內(nèi)層狀況較好,花器官和葉片都不易被污染.目前比較成熟的鱗莖表面滅菌技術(shù)主要包括以下幾步:先剝?nèi)プ钔鈱喻[片,用自來水將外植體表面沖洗干凈,去除上下邊緣腐爛部分,再用適量洗潔精溶液浸泡,流水沖洗1～2h,接著在超凈工作臺上用70%～75%的酒精預(yù)滅菌10～30s,無菌水沖洗3～5次,然后用0.1%的升汞滅菌6～15min,用無菌水反復(fù)沖洗5次左右[6,8,10,13,14,15,22].而葉片等組織用0.1%升汞消毒10min,花器官組織則用0.1%升汞5～10min.2百合細(xì)胞的制備藥用百合快繁研究中,大部分采用固體培養(yǎng),已有的報道幾乎都采用MS培養(yǎng)基.謝杰認(rèn)為宜興百合小鱗莖的誘導(dǎo)基本培養(yǎng)基以MS為好,生根培養(yǎng)基以1/2MS為宜.在食用百合組織培養(yǎng)中,也基本上都以MS為基本培養(yǎng)基.盧其能以龍牙百合的鱗片為外植體,分別使用了MS、B5和White三種培養(yǎng)基進(jìn)行研究比較,發(fā)現(xiàn)MS培養(yǎng)基分化最好,其次是B5,最差是White培養(yǎng)基.用于花用百合離體快繁的基本培養(yǎng)基最常用的也是MS培養(yǎng)基.楊柏云等用MS、改良MS(將MS中的NH4NO3去掉,KNO3加倍)、B5三種培養(yǎng)基研究切花百合(L.browoiivar.viridulum)鱗片的液體振蕩增殖培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)MS與改良MS培養(yǎng)基對小鱗莖增殖的作用比B5培養(yǎng)基好,但二者的作用差別不大,說明MS培養(yǎng)基中的NH4態(tài)氮改變?yōu)镹O3態(tài)氮對切花百合小鱗莖的增殖影響不大.3誘導(dǎo)愈傷組織在3類百合的初代誘導(dǎo)培養(yǎng)中,適量的生長素對愈傷組織形成、愈傷組織分化成苗及誘導(dǎo)生根有一定的促進(jìn)作用,對不定芽分化有強(qiáng)烈的抑制作用,配合一定濃度的細(xì)胞分裂素可誘導(dǎo)腋芽和不定芽以及小鱗莖的產(chǎn)生.在誘導(dǎo)和增殖不定芽的培養(yǎng)基中通常使用6-BA和NAA配合,也可采用KT,IBA,IAA,2,4-D等.在誘導(dǎo)愈傷組織時,主要采用2,4-D或用2,4-D與其它激素相配合.在生根培養(yǎng)中通常不用細(xì)胞分裂素,而使用一些生長素(如NAA,IAA,IBA等),或者不使用任何激素.3.1植物葉片中6-ba和naa的誘導(dǎo)增殖作用藥用百合以鱗片為外植體,6-BA濃度在0.5～2.0mg/L、NAA濃度在0.1～0.5mg/L時有較高的小鱗莖分化率[5,8,9,14,15,22,28].在6-BA和NAA對鱗片誘導(dǎo)的相互作用中,6-BA對不定芽的誘導(dǎo)和增殖起主要作用;而NAA可能更多地影響根的分化,如在初代培養(yǎng)時,NAA濃度較高的培養(yǎng)基里出現(xiàn)了生根現(xiàn)象,2,4-D在百合愈傷組織誘導(dǎo)及體細(xì)胞胚發(fā)生方面占主導(dǎo)地位,但對不定芽分化也有強(qiáng)烈的抑制作用.以百合外植體產(chǎn)生的小鱗莖為材料,用2,4-D誘導(dǎo)愈傷組織,最適宜的2,4-D濃度為0.01～0.10mg/L.3.2百合葉片的誘導(dǎo)2,4-D能顯著影響外植體愈傷組織的形成和體細(xì)胞胚胎的產(chǎn)生,但對外植體直接分化不定芽有強(qiáng)烈的抑制作用,2,4-D濃度在2.0～4.0mg/L范圍內(nèi)可誘導(dǎo)鱗片產(chǎn)生愈傷組織和胚.NAA能促進(jìn)愈傷組織分化成芽,常用濃度為0.05～0.5mg/L.食用百合以鱗片為外植體,配合MS培養(yǎng)基里附加6-BA濃度在0.5～2.0mg/L、NAA濃度在0.1～0.5mg/L時有較高的小鱗莖分化率[1,11,12,13,15,28,31].BA濃度在0.7～1.0mg/L之間,NAA濃度相對應(yīng)地在0.07和0.2mg/L時,對蘭州百合鱗片有較好的誘導(dǎo)率,即BA:NAA介于5:1到10:1之間時誘導(dǎo)率較高,可達(dá)75%～100%.3.3小臟器分化率ba觀賞用百合的初代培養(yǎng)基一般采用MS基本培養(yǎng)基,附加濃度為0.5～3.0mg/L的6-BA以及濃度為0.05～0.5mg/L的NAA,有較高的小鱗莖分化率[16,20,21,32,33,34].添加適量的2,4-D或GA3對百合鱗片有更好的分化效果.4激素對百合育種的影響4.1不同濃度6-ba的范圍藥用百合增殖培養(yǎng)時,常用的激素種類和濃度范圍為:6-BA濃度為0.5～2.0mg/L;NAA濃度為0.01～0.5mg/L[7,8,9,10,14,22,35].4.2繼代增殖培養(yǎng)中的繼代次數(shù)對小培養(yǎng)百合分化能力的影響食用百合增殖培養(yǎng)時,常用的激素種類和濃度范圍為:6-BA濃度為0.1～2.0mg/L、NAA濃度為0.05～0.4mg/L.繼代增殖培養(yǎng)中的繼代次數(shù)對小鱗莖的分化能力也有影響.盧其能研究發(fā)現(xiàn),龍牙百合小鱗莖繼代培養(yǎng)2～3代時,分化率最高達(dá)91%,之后就隨著繼代次數(shù)的增加,分化率開始下降,繼代到第6次時,分化率為26%.杜捷等也發(fā)現(xiàn)蘭州百合愈傷組織在繼代5次后無分化能力.4.3,4-d的濃度對愈傷組織誘導(dǎo)率的影響觀賞用百合增殖培養(yǎng)時,常用的激素種類和濃度范圍為:6-BA濃度為0.5～3.0mg/L,NAA濃度為0.05～0.5mg/L,IAA濃度為0.1～0.5mg/L[4,16,18,19,21,27,32,33,37].在6-BA用量不變的情況下,2,4-D濃度在1.2～3.6mg/L時,2,4-D的濃度與愈傷組織的誘導(dǎo)率之間呈二次函數(shù)關(guān)系;當(dāng)2,4-D的用量為3.2mg/L時,愈傷組織誘導(dǎo)率達(dá)到最大值.5激素對百合生根的影響5.1培養(yǎng)基的制備藥用百合試管苗非常容易生根,通常使用1/2MS或MS培養(yǎng)基不添加或添加低濃度的激素即可達(dá)到生根的目的.以MS為基本培養(yǎng)基,可添加0.5～1.0mg/L的NAA,以1/2MS為基本培養(yǎng)基,可添加0.2～1.0mg/L的IBA.5.2培養(yǎng)基的使用食用百合試管苗亦非常容易生根,同樣使用1/2MS或MS不添加激素或添加低濃度的NAA,IBA即可達(dá)到生根的目的.以1/2MS為基本培養(yǎng)基,使用濃度為0.1～0.5mg/L的IBA.培養(yǎng)基中添加0.1%～0.3%活性炭(AC)有促進(jìn)生根和壯苗的作用.5.3培養(yǎng)基生根率在1/2MS培養(yǎng)基上添加NAA能促進(jìn)觀賞用百合生根,其濃度范圍是:0.05～0.2mg/L.較低水平的IBA和較高水平的NAA單獨(dú)使用均能很好誘導(dǎo)不定芽生根,添加IBA0.3mg/L和NAA0.1mg/L的培養(yǎng)基生根率均達(dá)到100%.6集體培訓(xùn)與移植研究6.1藥用百合組培苗基質(zhì)選擇假植基質(zhì)對藥用百合試管苗成活率及質(zhì)量有很大的影響,蛭石、泥炭土或體積比為1:1的腐殖土和鋸末混合基質(zhì)都是移栽藥用百合組培苗最適宜的基質(zhì).6.2培育龍牙百合種子基質(zhì)影響食用百合組培苗移栽成活率因素主要有兩個方面:一是苗自身營養(yǎng)物質(zhì)積累情況,另外就是移栽介質(zhì)及移栽后的管理.平均根長在0.5～1.0cm范圍的蘭州百合試管苗,在過渡栽培過程中能很快適應(yīng)環(huán)境,生長速度快,而平均根長在1.5～2.5cm的試管苗適應(yīng)栽培環(huán)境能力較差,移栽成活率較低.將龍牙百合生根小鱗莖進(jìn)行冷處理(6～8℃)25d左右移栽,可以加快抽葉.珍珠巖、蛙石、火土灰的混合基質(zhì)或體積比為1:1的腐殖土和珍珠巖混合基質(zhì)都是食用百合最適宜的移栽基質(zhì).6.3栽植時間及基質(zhì)對于觀賞用百合常用的組培苗移栽及養(yǎng)護(hù)程序包括以下幾方面:對于苗高3～4cm的已生根帶有鱗莖的小苗,可打開瓶口煉苗3～5d,洗去附著的培養(yǎng)基再移入不同配比的經(jīng)消毒過的基質(zhì)中,培養(yǎng)床用塑料覆蓋保持75%的濕度,50%自然光照,避免強(qiáng)光直射,日噴2次水,其間每天開袋透氣1～2次,每次8～10min,4～5d后去袋移至全光下生長,20天后入溫室或大棚進(jìn)行常規(guī)栽植.移栽基質(zhì)方面,配比為3:1的腐殖土:珍珠鹽、配比為2:1:1的草炭:園土:沙、配比為1:1的沙:土,移栽效果都好.延長低溫鍛煉時間,可增加移栽的成活率、花莖高度、葉片數(shù)、鱗莖直徑.另外,王鳳蘭研究發(fā)現(xiàn),不同季節(jié)亞洲型、東方型、麝香型百合移栽成活率的高低均表現(xiàn)為:春季>秋季>夏季>冬季,因此,應(yīng)盡量避免在夏季高溫和冬季低溫時移栽,以保證移栽成活.7百合組織培養(yǎng)技術(shù)研究的展望藥用、食用、觀賞用百合是商品價值很高的植物品種,目前我國百合生產(chǎn)的種球主要靠進(jìn)口,價格昂貴.應(yīng)用植物種苗組織培養(yǎng)快速繁殖技術(shù),可在短期內(nèi)生產(chǎn)大量優(yōu)質(zhì)百合種苗,以供生產(chǎn)之需,技術(shù)成熟推廣后可創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益.現(xiàn)階段國內(nèi)廣泛開展了對百合的組織培養(yǎng)和植株再生途徑的研究,百合的組織培養(yǎng)研究已較為成熟,多種外植體都可