摘要:百合不只是世界有名的鲜花,其鳞茎更是中药里常见的清肺止咳的中药材,所以对百合的研究也引起了世人的关注。在全球范围内,大约有九十余种百合属植物,主要集中在北半球的温带和寒带,个别品种在热带高海拔生活区域。本文以兰州百合和香水百合为研究对象,对百合的鳞茎再生进行综述。以期为如何保留并合理使用水百合这一重要的植物资源提出新思路。
关键词:百合再生;组织培养;育种;鳞茎
中图分类号:G4 文献标识码:A
一、百合鳞茎再生
百合(liliumspp.)于单子叶草本植物中的亚纲百合科,是植物百合属中的所有种类的总称[1]。百合种球的生殖方法,主要分为有性生殖和无性生殖。有性生殖通过开花授粉的方式,产生大量种子种子,从而得到幼苗。但由于早期播种繁殖时存在种子授粉不亲和或在种子胚胎生长发育早期种子死亡的等异常现象,植株的结实生产率很低。再加上这些播种萌发速度较慢,通常需要培育约5~6年后才能够开花结果,且生命周期很漫长,因此在实际生产实践中极少使用。鳞片开花扦插和分株小球茎是无性繁殖的主要方法,但鳞片扦插的缺点是鳞片很容易腐烂,特别是在经多代培育之后,常引起种球的传染病毒,导致质量下降快、无法重复使用;分株小鳞茎的缺点是种球量较小,无法满足产量需要。
二、兰州百合
兰州百合(Liliumdavidiivar.Unicolor(hoog)cotton)为多年生草本植物,其主干茎叶和根球茎含糖量虽然相对较高,但其中所含的粗纤维素等营养成分极少,且同时富含多种构成植物所需的养分和微能量元素,包括:各种构成植物人体内所必需的重要氨基酸、多种植物碱和维生素以及各种微量元素和铁矿质等,肉质细腻,是优质的菜、药兼用食品[2]。
近些年来,已有不少学者对兰州的百合鳞茎诱导与栽培,进行了大量科学研究。孙红梅等以兰州百合与亚洲系精粹百合鳞茎为试材,研究不同规格鳞茎发育过程中糖和淀粉含量及淀粉酶活性的变化。其结果表明:较小规格鳞茎淀粉积累始期与高峰期分别比较大规格鳞茎提前约10 d。兰州百合鳞茎可溶性糖的积累比鳞茎提前10 d。
张玉芹为了研究不同激素配比对诱导百合鳞片芽的产生及扩繁的影响,以新鲜的兰州百合为材料进行研究。结果表明,培养基中NAA、IAA与6-BA同时使用可获得较好的分化效果,MS+IAA 0.05 mg/L+6-BA 0.1 mg/L可作为鳞片多芽产生培养基,其诱导鳞片芽分化率最高,达100%。MS+NAA 0.1 mg/L+6-BA 0.25 mg/L和MS+IAA 0.25 mg/L+6-BA1.00 mg/L作为芽继代扩繁的理想培养基。
朱志国等人通过对百合试管鳞茎诱导的系统研究,建立高效稳定的百合鳞茎诱导体系。结果表明,MS,1/2MS,B5和N6作为基本培养基均能诱导形成小鳞茎,但MS较其他3种更适合诱导鳞茎的形成,且数量多。试验还表明,以不同部位鳞片作外植体,其内层鳞片诱导率最高;NAA浓度为0.5 mg/L且6-BA浓度为1.0 mg/L时鳞茎诱导率最高,达78%。韦莉萍等发现,以鳞片为外植体所构建的兰州百合鳞茎再生繁育系统,具备一定可能性;在丛芽发育及小鳞茎的形成阶段淀粉浓度明显增加,而小鳞茎的产生也与淀粉浓度增加相应有关。
三、香水百合
香水百合,为百合科百合属下东方花科百合亚属杂交植物系统的多年生常绿草本花卉。其花朵颜色鲜艳,芬芳宜人使其枝叶青翠娟秀伴随茎秆婷婷玉立,它是一种盆栽和装点居室园艺的材料、也是庭院装饰中的名贵观赏花木,国内外广泛的盆栽切花装饰材料。而香水百合的无性繁殖,通常是用分球茎、分珠芽、扦插,其种球的易衰退,繁衍系数也较低。
李冰华等采用香水百合鳞茎中的鳞片当作外植体,对体内激素的各种类型与激素含量、鳞片在百合球茎生长中的相互作用以及部位等对小鳞片球茎生长诱发的影响因素等问题开展了深入性的研究。实验结果表明其在植物体内激素的类型种类和激素浓度对百合鳞片球茎的生长诱导和鳞片生根作用有显著性的影响。杨鹭生等为探索香水百合试管鳞茎诱导与增殖的适宜培养条件,以其鳞片为外植体,采用正交试验设计,研究了蔗糖、噻苯隆(TDZ)、烯效唑(S3307)、二氯苯氧乙酸(2,4-D)等因素对试管小鳞茎形成的影响,结果发现诱导香水百合试管小鳞茎形成的最优培养基是MS+1.5 mg/L TDZ+2 mg/L S_(3307)+0.2 mg/L 2,4-D+60 g/L蔗糖;添加一定浓度的PP_(333)可以促进小鳞茎的增殖生长,适宜试管鳞茎增殖的培养基为MS+10 mg/L PP_(333)。
覃琳岚采用复合盆栽方法试验,研究了经不同浓度的赤霉素(GA3)、乙烯利(CEPA)处理后的香水百合鳞茎在其低温冷藏期间的生长形态、生理及其后期地上地下部分植物生长发育的情况。发现使用适宜浓度的百合GA3和它的CEPA对香水百合植株鳞茎的搭配组合处理,有利于解除香水百合植株鳞茎的休眠,促进香水百合植株鳞茎顶部叶芽的良性生长,提高百合观赏价值。
祁宏英等人通过正交试验研究了不同浓度(0~0.5 mg/L)NAA、不同浓度(0.5~2.0 mg/L)6-BA、不同鳞片层次及不同鳞片部位对香水百合试管鳞茎诱导的影响,并优化了诱导试管鳞茎的组织培养条件。结果表明:各因素对诱导试管鳞茎的影响大小为NAA>6-BA>鳞片层次>鳞片部位;试管鳞茎诱导的最佳组合条件是MS基本培养基+0.1 mg/LNAA+2.0 mg/L6-BA+中层鳞片+鳞片中部部位,在此条件下诱导香水百合试管鳞茎,诱导率达到100%,平均分化数达到4.89。
四、结论
珍珠芽培育、小球茎培育和鳞茎繁育是百合的主要传统育种方法,当中以经过鳞茎繁育获得的百合质量最好。而组织培育则因为繁育系数较高已变成百合最主要的人工繁殖方法之中,且全球百合行业的重要发展趋势是利用组织培养迅速获得数量大品质优良的种苗。不过这很容易病毒在其后代积累,从而影响百合的产量与品质;若使用种子进行繁育,后代会发生性状分离,无法完全的将母本的优质特性遗传,且幼龄期过长,需要一定时间培养,会增加种植成本。科学研究表明通过组织培养繁殖的百合品种,能在短时间内得到保留原有优良特征的品种,并因而明显提高了其产量和品质,是避免品种衰退的主要手段。
参考文献
[1]赵祥云,王树栋,陈新霞,等.百合[M].北京:中国农业出版社,2000:56-60.
[2]刘雅楠.蘭州百合不同外植体培养及其优化研究[D].兰州:甘肃农业大学,2008.
作者简介:陈姿伊(2001.01-),女,汉,浙江省台州市路桥区,本科在读,绍兴文理学院生命科学学院,研究方向:教育学,生物学。
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