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东方百合“甜梦”花器官组织培养再生植株研究

2016-12-26农艳丰杨美纯宁云芬周珊

农业研究与应用 2016年1期
关键词:组织培养

农艳丰 杨美纯 宁云芬 周珊

摘要:研究东方百合“甜梦”品种花器官的组织培养,为“甜梦”百合种球生产产业化提供技术支持。以“甜梦”花器官为外植体诱导愈伤组织,以MS添加不同浓度6-BA为愈伤组织分化培养基,MS添加不同浓度6.BA及NAA配比为诱导叶片产生不定芽的培养基,MS添加不同浓度糖为结鳞茎培养基,进行组织培养。结果表明:花器官不同部位诱导愈伤组织从易到难为:子房>花柱>花药>花托;愈伤组织分化以MS+6.BA 3.0 mg/L培养基较适宜;无菌叶片诱导不定芽以MS+6.BA 2.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L培养基为好;添加60 g/L糖的培养基利于不定芽结鳞茎生根;带鳞茎组培苗可直接移栽于大田菜园土。通过“甜梦”花器官的培养,得到可用于生产的组培苗,该技术可应用于“甜梦”百合种苗工厂化生产。

关键词:东方百合 “甜梦” 组织培养 花器官培养

百合(Lilium spp.)是百合科(Liliaceae)百合属(Lilium)多年生具地下鳞茎的草本植物,具有很高的观赏价值和经济价值。目前鲜花市场上流行的观赏百合有四大品系(铁炮系、亚洲系、东方系、L/A系),东方百合系列种植面积最大。“甜梦”属于东方百合的1个品种,其花色粉红,香气宜人,是近年进口花卉品种之一。百合组织培养中常用的方法是以百合鳞片作为外植体,用0.1%升汞溶液灭菌时间较长,而污染率相对较高。近年来以花器官为外植体进行培养的报道,主要以亚洲百合为主,花器官以花托、子房、花柱的分化率较高,较适宜的培养基是6-BA与NAA的配合使用。其次为东方百合,赵得萍对东方百合Sorbonne花器官进行的培养则花萼、花丝、花瓣均有较高的分化率。刘雅莉以Sorbonne花器官进行培养则直接诱导出不定芽。杨美纯等以“马可波罗”品种花器官为外植体,以花托诱导率为100%最高。王月等采用“梯伯”品种的再生植株嫩叶建立无性体系,张延龙则直接以“西西”品种叶片为外植体诱导愈伤组织,但诱导率不高。试验在前人的研究基础上,以东方百合“甜梦”花器官为外植体,建立其再生植株快速繁育体系,以期为百合的种苗工厂化生产充实理论依据。

1.材料与方法

1.1试验材料

东方百合“甜梦”品种花朵。

1.2试验方法

1.2.1灭菌及初代培养

选取花蕾和半开的花朵作为外植体进行灭菌。在超净工作台上将花蕾用75%酒精擦拭,0.1%HgCl2灭菌5 min;半开的花朵用洗衣粉溶液浸泡5min,自来水冲洗30 min,在超净工作台上用75%酒精灭菌50 s,0.1%HgCl2灭菌5 min,把灭菌过的外植体的花药、花托、柱头、子房等部位切开,分别接种于MS+6.BA 3.0 mg/L的培养基中诱导愈伤组织,6 d后统计污染数和死亡数。

1.2.2愈伤组织分化培养

把花器官各部分培养所获得的愈伤组织切成直径约0.6 cm的小块,接种于MS添加不同浓度6-BA(0-3.0 mg/L)的分化培养基中。30 d后统计分化出的不定芽数。

分化率=分化出不定芽的愈伤组织数/接种愈伤组织总数×100。

1.2.3不定芽叶片诱导分化培养

把由愈伤组织产生的不定芽叶片切成1 cm长度的小段,接种于培养基上,30 d后统计诱导率。

1.2.4不定芽结鳞茎及生根培养

选取生长健壮的单株不定芽接种到不同糖浓度的MS培养基中,30 d后统计生根、结鳞茎情况。

1.2.5组培苗移栽

选取具有根及鳞茎(直径1 cm左右)的组培苗移出培养室,在大棚炼苗3 d后,洗净培养基,分别种在大棚内沙床和室外菜地,每个处理种30株,1个月后统计成活数和新长出的根数。

1.3基本培养基及培养条件

基本培养基为MS,pH值5.8-6.0。光照强度2000-3000 Lx,光照时间为12-14 h/d,温度为26-28℃。

2.结果与分析

2.1花器官的培养

由表1可看出,经过不同方式的灭菌后,总体污染率大部分为0,只有花蕾有少量的污染。存活的花药培养13 d后开始膨大,之后慢慢变绿。花蕾的花托和子房在培养12 d后开始膨大,15 d后花柱也开始膨大,膨大后的子房颜色变绿。半开花朵的花器官培养中,子房比花蕾的子房推迟2 d膨大,有一端可观察到有5-6粒似胚状体小颗粒,柱头也开始膨大。在培养40 d之后,子房、花柱和花药均诱导出愈伤组织。花器官中以子房的诱导率最高,可达83.3%。

2.2 6-BA对愈伤组织分化的影响

由花器官诱导得到的愈伤组织经过多代增殖培养后,得到紧致、表面有绿色颗粒状的愈伤组织,接种于添加6-BA的分化培养基中。如表2所示,在6.BA人工激素的刺激下,愈伤组织的分化率最高达100.0%:在0-3.0 mg/L浓度之间,随着6.BA浓度的增大,愈伤组织分化率逐渐升高,且愈伤组织的分化率均高达70.0%以上;6-BA在3.0mg/L浓度时,平均每团愈伤组织分化出的不定芽数最多,有3.0个。在试验中也观察到,在愈伤组织分化中,一部分的不定芽基部直接形成鳞茎。

2.36-BA和NAA配比对诱导叶片分化不定芽的影响

由表3所示,在添加6.BA的处理中1.0-3.0mg/L各组的分化率均比CK高,以6.BA 2.5 mg/L处理的为最高,达50.0%;在6.BA和NAA配比的处理中,分化率相对较高,平均出芽数也相对较高,以6.BA 2.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L处理为最好,分化率达65.0%,平均出芽数为0.9个。在试验过程中发现,不定芽叶片基部比较容易分化出芽,叶片中部较少分化,叶片顶端则几乎不分化而死亡。因为接种叶片的部位是随机的,因此平均出芽数都相对较低。综合各方面的因素考虑,在无菌叶片的诱导分化中以MS+6.BA 2.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L的培养基为好。

2.4糖浓度对不定芽结鳞茎生根的影响

将不定芽接种到添加不同糖浓度培养基中,发现一定浓度的糖容易诱导百合不定芽基部膨大结鳞茎。含有低浓度糖的处理中,不定芽结鳞茎较少,只有一半可以结鳞茎;在糖浓度超过60 g/L的处理中不定芽结鳞茎多达80%左右,鳞茎最大直径可达1.2 cm。同时随着糖浓度的增高,不定芽生根率随之增大至100%,平均根数先升高后有所下降,其中以60 g/L糖浓度的培养基的生根率(100.0%)和平均根数(6.9条/个)达到最大值。综合不定芽结鳞茎和生根考虑,培养基以添加糖浓度60 g/L的MS培养基为宜。

2.5基质对带鳞茎的组培苗移栽的影响

已生根的百合鳞茎分别移栽在露天菜园土及大棚中按3:1沙床和土的混合基质中,隔1 d浇1次水,1周后施复合肥,1个月后统计其生长情况。由表5结果可看出,种于大棚混合基质中的鳞茎周径变小,成活率低,原先在培养基中生长的根都枯萎同时均无生长新根,可能是因为沙床营养不足,保水性差,鳞茎无法吸收足够的养分和水分,导致鳞茎萎缩,根活力降低。而种于菜园土的百合鳞茎移栽后周径有所增长,100%成活,重新长根的鳞茎高达90%以上,在试验观察中还发现,有些鳞茎已经开始生长新叶片,叶片肥厚浓绿。因此,“甜梦”组培鳞茎炼苗后可直接移栽于大田菜园土中。

3.讨论

刘丽敏采用不同百合花器官的不同部位进行组织培养,发现不同品种百合诱导愈伤组织的难易程度不同。试验中“甜梦”品种不同部位诱导愈伤组织从易到难为:子房>花柱>花药>花托。以花蕾或半开状态的花朵为外植体,比较容易灭菌,污染率低,可能因为花蕾或半开状态的花内部处于较封闭状态,杂菌很难进入。6-BA对愈伤组织的分化有较显著的效果,分化率最高达100%,鳞芽质量较好。以不定芽叶片切段进行再培养,可诱导不定芽分化,其中以叶片基部较容易诱导出芽和愈伤组织,这与王月的研究结果一致。采用此方式增加了百合组织培养的快速繁殖途径。诱导百合不定芽结鳞茎生根的方式有多种,王和飞的研究表明,基本培养基1/2 MS和MS对百合生根均有促进作用,生长素2,4-D、IBA、NAA均对百合鳞茎生根有显著的促进作用。而本试验选择不同糖浓度诱导“甜梦”不定芽结鳞茎生根有显著的效果。刘雅莉等选择珍珠岩、河沙、营养土等混合基质来移栽百合鳞茎,本试验则采用直接种植于大田菜园和沙与土按比例混合的基质,结果表明,“甜梦”组培鳞茎炼苗后可直接移栽于大田菜园土中,可能是因为菜园地能够提供充足的水分和养分,利于移栽鳞茎的吸收,从而利于百合鳞茎的成活和生长。“甜梦”带鳞茎的组培苗移栽大田适应性较强,在生产中可直接在大田种植。

4.结论

试验中“甜梦”品种花器官不同部位诱导愈伤组织从易到难为:子房>花柱>花药>花托。6-BA3.0 mg/L可直接作为诱导花器官产生愈伤组织的培养基,并对愈伤组织的分化有显著的诱导效果,分化率最高达100%,鳞芽质量较好。在无菌叶片诱导不定芽中以MS+6.BA 2.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L的培养基为好。不同糖浓度诱导不定芽结鳞茎最高达80%左右,鳞茎最大直径可达1.2 cm。生根率可达到75.0%以上,根青绿色,粗壮。试验可为“甜梦”百合品种的种苗工厂化生产充实理论依据。

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