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百合是百合科百合属多年生球根花卉,是世界重要的切花,具有极高的观赏价值和经济价值。近些年来,东方百合‘Vivian’凭借其花大色艳,深受消费者喜欢,种植面积逐年提高,市场对其种球的需求也与日俱增。
分球繁殖和鳞片扦插是百合种球生产的常见方式,但普遍存在繁殖系数较低[1-3]以及病毒(CMV、LMoV和LSV等)、真细菌性病害(灰霉病、枯萎病等)和虫害(蚜虫、线虫等)发生严重导致种性退化等问题[4-6]。离体快繁技术因其繁殖系数高,而且通过茎尖脱毒可以获得无病毒植株等优点[7-9],已成功应用于百合‘黄天霸’、‘水晶布兰卡’和‘Strawberry and Cream’等品种的种球繁育[10-15]、欧洲百合、金黄花滇百合、宜昌百合和新疆百合等野生百合资源保存[2-4, 16]以及百合新品种培育研究中。本研究以东方百合‘Vivian’的鳞片为外植体,在本实验室已有的离体快繁体系的基础,对不定芽的诱导、增殖、小鳞茎膨大、生根等步骤进行系统研究,旨在建立更为高效的东方百合‘Vivian’离体快繁体系,为其种球的规模化生产提供技术保障。
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东方百合‘Vivian’无菌组培苗为本实验室保存。
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基本培养基为MS或1/2 MS培养基。所有培养基的pH为6.0,琼脂浓度为6.0 g·L−1,121 ℃高压灭菌20 min冷却备用,培养温度为25 ℃。
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基于实验室前期的不定芽诱导配方(MS+0.5 mg·L−1 6-BA+0.1 mg·L−1 NAA+30 g·L−1蔗糖+6.0 g·L−1琼脂,pH值=6.0)设置不同激素和浓度组合6-BA(0.5、1.0、1.5 mg·L−1)、NAA(0.1、0.2 mg·L−1)的不定芽诱导培养基。将鳞片切成1 cm×1 cm的方块接种在各个不定芽诱导培养基上进行不定芽诱导。45 d后观察统计不定芽诱导情况。每个处理30个鳞片,生物重复3次。
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基于实验室前期的增殖培养基配方(MS+1.0 mg·L−1 6-BA+0.1 mg·L−1 NAA+60 g·L−1蔗糖+6.0 g·L−1琼脂,pH值=6.0)设置不同激素和浓度组合6-BA(0.8、1.0、1.2 mg·L−1)、NAA(0.1、0.15 mg·L−1)的增殖培养基。待诱导出的不定芽长至直径1 cm左右后,将不定芽分别接种至不同的增殖培养基中进行增殖。45 d后观察统计不定芽增殖情况。每个处理30个不定芽,生物重复3次。
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将直径1 cm左右的小鳞茎转接至表3不同浓度蔗糖的培养基中进行小鳞茎的膨大培养,30 d转接一次,60 d后统计鳞茎的直径。
表 3 不同浓度蔗糖对鳞茎膨大的影响
Table 3. Effecdts of different concentrations of sucrose on bulblet enlargement
基本培养基 蔗糖/(g·L−1) 直径/cm MS 30 0.91±0.08c 60 1.43±0.14b 90 1.95±0.21a 120 1.33±0.23b -
将直径2~3 cm的鳞茎转接至表4的不同生根培养基中(蔗糖浓度为60 g·L−1),20 d后观察统计根系生长情况。
表 4 不同浓度NAA对生根的影响
Table 4. Effecdts of different concentrations of NAA on rooting
基本培养基 NAA/(mg·L−1) 生根系数 1/2MS 0.0 1.22±0.78d 0.1 2.76±1.31c 0.2 3.62±1.10b 0.3 4.63±0.39a 0.4 2.92±1.11c -
待鳞茎根长到2 cm左右,在温室中开瓶炼苗3~5 d,将组培苗从瓶中移出,洗净根系附着的琼脂,移入表5不同草炭与蛭石比例的基质中,保持70~75%左右湿度,60 d后观察生长情况并统计成活率。
表 5 不同基质对试管苗移栽的影晌
Table 5. Effecdts of different media on the survival of plantlets
基质 成活率/% 草炭∶蛭石(2∶1) 71.12±4.12b 草炭∶蛭石(1∶1) 95.31±1.21a 草炭∶蛭石(1∶2) 67.21±4.14c -
外植体在分化培养基上大概6~8 d开始进行分化,鳞片表面出现凸起,20 d左右逐渐分化出不定芽,随后逐渐发育成小鳞茎,如表1和图1A可知,当NAA的浓度不变时,不定芽诱导系数随着6-BA的浓度的升高呈现先升高后下降的趋势,当6-BA为1.0 mg·L−1、NAA为0.1 mg·L−1时,不定芽分化的诱导系数为3.65,比实验室已有的不定芽诱导体系(6-BA为0.5 mg·L−1、NAA为0.1 mg·L−1)的诱导系数1.01高出了2.64,此浓度组合的诱导率最高并且不定芽健壮,因此,此激素浓度组合的培养基为最佳不定芽诱导培养基。
表 1 不同浓度6-BA、NAA对不定芽诱导的影响
Table 1. Effects of different concentrations of 6-BA and NAA on adventitious bud induction
基本培养基 6-BA/(mg·L−1) NAA/(mg·L−1) 诱导系数 MS 0.5 0.1 1.01±0.43d 0.5 0.2 1.83±1.14c 1.0 0.1 3.65±0.31a 1.0 0.2 2.63±0.02b 1.5 0.1 2.34±0.04b 1.5 0.2 1.32±0.23d -
将不定芽转接到不同增殖培养基后约7~9 d,在鳞茎基部出现不同数量的小的不定芽,随后逐渐长成新的小鳞茎。由表2和图1B可知,不同激素组合培养基中,不定芽的增殖情况差异较大,当6-BA为0.8 mg·L−1、NAA为0.1 mg·L−1时,增殖系数为1.21,增殖情况最差;当6-BA为1.0 mg·L−1、NAA为0.15 mg·L−1时,增殖效果最好,增殖系数为4.63,比比实验室已有的不定芽增殖体系(6-BA为0.5 mg·L−1、NAA为0.1 mg·L−1)的诱导系数3.21高出了1.42,因此,此激素浓度组合的培养基为最佳不定芽增殖激素培养基。
表 2 不同浓度6-BA、NAA对不定芽增殖的影响
Table 2. Effects of different concentrations of 6-BA and NAA on adventitious bud proliferation
基本培养基 6-BA/(mg·L−1) NAA/(mg·L−1) 增殖系数 MS 0.8 0.1 1.21±1.31d 0.8 0.15 2.53±2.12c 1.0 0.1 3.21±1.23b 1.0 0.15 4.63±0.21a 1.2 0.1 3.34±1.31b 1.2 0.15 1.16±0.21d -
如表3和图1C所示,在蔗糖浓度为30~90 mg·L−1时,随着蔗糖浓度的不断提高,不定芽的膨大的越明显。当蔗糖浓度为90 mg·L−1时,鳞茎膨大最明显,而当蔗糖浓度为120 mg·L−1时,不定芽的膨大速度开始下降。
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将鳞茎接种至不同浓度的生根培养基中3 d左右开始从鳞茎基本生长出根。如表4和图1D所示,呈现出低浓度NAA促进根的发生而高浓度NAA抑制根发生。在NAA浓度为0.0~0.3 mg·L−1时,随着浓度的不断提高,生根系数不断提高,NAA浓度为0.3 mg·L−1时,生根系数最高,达4.63;而当NAA浓度为0.4 mg·L−1,生根系数开始下降。
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组培苗鳞茎移栽至消毒完全的不同基质中,10 d左右出现鳞片叶,同时有新根产生。由表5可知,在草炭与蛭石比例为1∶1的基质中的组培苗移栽苗长势健壮且成活率最高达95.31%。
Establishment of an Efficient Approach in Vitro Propagation for Oriental Hybrid Lily Cultivar ‘Vivian’
More Information-
摘要: 以东方百合‘Vivian’的鳞片为外植体,对不定芽的诱导、增殖、小鳞茎膨大及生根等进行系统研究,建立了高效离体快繁体系。结果表明:东方百合‘Vivian’的最佳不定芽诱导培养基为MS+1.0 mg·L−1 6-BA+0.1 mg·L−1 NAA+30 g·L−1蔗糖+6.0 g·L−1琼脂,pH值为6.0;最佳不定芽增殖培养基为MS+1.0 mg·L−1 6-BA+0.15 mg·L−1 NAA+60 g·L−1蔗糖+6.0 g·L−1琼脂,pH值为6.0;最佳小鳞茎膨大培养基为MS+90 g·L−1蔗糖+6.0 g·L−1琼脂,pH=6.0;最佳生根培养基为1/2 MS+0.3 mg·L−1NAA+60 g·L−1蔗糖+6.0 g·L−1 琼脂,pH值为6.0;在草炭与蛭石比例为1∶1的基质中的组培苗移栽苗长势健壮且成活率最高达95.31%。该高效离体快繁体系可为东方百合‘Vivian’的规模化生产提供技术保障。
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关键词:
- 东方百合‘Vivian’;
- 组织培养;
- 快速繁殖
Abstract: In order to develop an efficient approach for the rapid propagation of Oriental hybrid lily cultivar ‘Vivian’ by tissue culture, the scales were used as the explants. The results showed that the best adventitious bud induction medium of Oriental hybrid lily cultivar ‘Vivian’ was MS+1.0 mg·L−1 6-BA+0.1 mg·L−1 NAA+30 g·L−1 sucrose+6.0 g·L−1 agar, and pH value was 6.0. The optimal medium for adventitious bud proliferation was MS+1.0 mg·L−1 6-BA+0.15 mg·L−1 NAA+60 g·L−1 sucrose+6.0 g·L−1 agar, and the pH value was 6.0. The best medium for bulblet expansion was MS+ 90 g·L−1 sucrose+6.0 g·L−1 agar, with pH value of 6.0. The optimal medium for bulblet rooting was 1/2 MS+0.3 mg·L−1 NAA+60 g·L−1 sucrose+6.0 g·L−1 agar, and the pH value was 6.0. Transplanted tissue culture seedlings in the substrate of the ratio of peat to vermiculite of 1∶1 growed vigorously and the survival rate was up to 95.31%. This efficient in vitro rapid propagation system can provide technical support for large scale production of Oriental hybrid lily cultivar ‘Vivian’. -
表 3 不同浓度蔗糖对鳞茎膨大的影响
Tab. 3 Effecdts of different concentrations of sucrose on bulblet enlargement
基本培养基 蔗糖/(g·L−1) 直径/cm MS 30 0.91±0.08c 60 1.43±0.14b 90 1.95±0.21a 120 1.33±0.23b 表 4 不同浓度NAA对生根的影响
Tab. 4 Effecdts of different concentrations of NAA on rooting
基本培养基 NAA/(mg·L−1) 生根系数 1/2MS 0.0 1.22±0.78d 0.1 2.76±1.31c 0.2 3.62±1.10b 0.3 4.63±0.39a 0.4 2.92±1.11c 表 5 不同基质对试管苗移栽的影晌
Tab. 5 Effecdts of different media on the survival of plantlets
基质 成活率/% 草炭∶蛭石(2∶1) 71.12±4.12b 草炭∶蛭石(1∶1) 95.31±1.21a 草炭∶蛭石(1∶2) 67.21±4.14c 表 1 不同浓度6-BA、NAA对不定芽诱导的影响
Tab. 1 Effects of different concentrations of 6-BA and NAA on adventitious bud induction
基本培养基 6-BA/(mg·L−1) NAA/(mg·L−1) 诱导系数 MS 0.5 0.1 1.01±0.43d 0.5 0.2 1.83±1.14c 1.0 0.1 3.65±0.31a 1.0 0.2 2.63±0.02b 1.5 0.1 2.34±0.04b 1.5 0.2 1.32±0.23d 表 2 不同浓度6-BA、NAA对不定芽增殖的影响
Tab. 2 Effects of different concentrations of 6-BA and NAA on adventitious bud proliferation
基本培养基 6-BA/(mg·L−1) NAA/(mg·L−1) 增殖系数 MS 0.8 0.1 1.21±1.31d 0.8 0.15 2.53±2.12c 1.0 0.1 3.21±1.23b 1.0 0.15 4.63±0.21a 1.2 0.1 3.34±1.31b 1.2 0.15 1.16±0.21d -
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