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东方百合‘Vivian’高效离体快繁体系的建立

任君芳 张利 刘建霞 单凤娇 刘千里 李昌玉

任君芳, 张利, 刘建霞, 等. 东方百合‘Vivian’高效离体快繁体系的建立[J]. 四川林业科技, 2020, 41(6): 84−88 doi: 10.12172/202009010001
引用本文: 任君芳, 张利, 刘建霞, 等. 东方百合‘Vivian’高效离体快繁体系的建立[J]. 四川林业科技, 2020, 41(6): 84−88 doi: 10.12172/202009010001
Ren J F, Zhang L, Liu J X, et al. Establishment of an efficient approach in vitro propagation for oriental hybrid lily cultivar ‘Vivian’[J]. Journal of Sichuan Forestry Science and Technology, 2020, 41(6): 84−88 doi: 10.12172/202009010001
Citation: Ren J F, Zhang L, Liu J X, et al. Establishment of an efficient approach in vitro propagation for oriental hybrid lily cultivar ‘Vivian’[J]. Journal of Sichuan Forestry Science and Technology, 2020, 41(6): 84−88 doi: 10.12172/202009010001

东方百合‘Vivian’高效离体快繁体系的建立


doi: 10.12172/202009010001
详细信息
    作者简介:

    任君芳(1968—),女,高级工程师,244648373@qq.com

    通讯作者: 314241819@qq.com
  • 基金项目:  阿坝州州本级预算项目-岷江上游干旱河谷野生百合属植物资源调查与保育技术研究

Establishment of an Efficient Approach in Vitro Propagation for Oriental Hybrid Lily Cultivar ‘Vivian’

More Information
    Corresponding author: 314241819@qq.com
  • 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。
  • 图  1  东方百合‘Vivian’组织培养再生体系

    A:不定芽诱导;B:不定芽增殖;C:小鳞茎膨大;D:鳞茎生根;标尺=1 cm

    Fig.  1  In vitro propagation of Oriental hybrid lily cultivar ‘Vivian’

    A: Adventitious bud induction; B: Adventitious bud proliferation; C: Bulblet enlargement; D: Bulblet rooting; Bar=1 cm

    图  2  移栽成活的组培苗

    Fig.  2  Survival plantlets after transplanting

    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
    MS300.91±0.08c
    601.43±0.14b
    901.95±0.21a
    1201.33±0.23b
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    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
    1/2MS0.01.22±0.78d
    0.12.76±1.31c
    0.23.62±1.10b
    0.34.63±0.39a
    0.42.92±1.11c
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    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
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    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
    MS0.50.11.01±0.43d
    0.50.21.83±1.14c
    1.00.13.65±0.31a
    1.00.22.63±0.02b
    1.50.12.34±0.04b
    1.50.21.32±0.23d
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    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
    MS0.80.11.21±1.31d
    0.80.152.53±2.12c
    1.00.13.21±1.23b
    1.00.154.63±0.21a
    1.20.13.34±1.31b
    1.20.151.16±0.21d
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    出版历程
    • 收稿日期:  2020-09-01
    • 网络出版日期:  2020-10-22
    • 刊出日期:  2020-12-11

    东方百合‘Vivian’高效离体快繁体系的建立

    doi: 10.12172/202009010001
      作者简介:

      任君芳(1968—),女,高级工程师,244648373@qq.com

      通讯作者: 314241819@qq.com
    基金项目:  阿坝州州本级预算项目-岷江上游干旱河谷野生百合属植物资源调查与保育技术研究

    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。

    English Abstract

    • 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。

      • 东方百合‘Vivian’无菌组培苗为本实验室保存。

      • 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 ℃。

      • 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。

      • 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。

      • 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
        MS300.91±0.08c
        601.43±0.14b
        901.95±0.21a
        1201.33±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
        1/2MS0.01.22±0.78d
        0.12.76±1.31c
        0.23.62±1.10b
        0.34.63±0.39a
        0.42.92±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
        MS0.50.11.01±0.43d
        0.50.21.83±1.14c
        1.00.13.65±0.31a
        1.00.22.63±0.02b
        1.50.12.34±0.04b
        1.50.21.32±0.23d

        图  1  东方百合‘Vivian’组织培养再生体系

        Figure 1.  In vitro propagation of Oriental hybrid lily cultivar ‘Vivian’

      • 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
        MS0.80.11.21±1.31d
        0.80.152.53±2.12c
        1.00.13.21±1.23b
        1.00.154.63±0.21a
        1.20.13.34±1.31b
        1.20.151.16±0.21d
      • 表3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。

      • 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。

      • 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%。

        图  2  移栽成活的组培苗

        Figure 2.  Survival plantlets after transplanting

      • 在百合组培快繁技术中,培养基中激素的种类及不同激素浓度配比是核心[17-18]。研究表明,以MS为基本培养基,用6-BA和NAA两种激素可以实现东方百合‘Vivian’的不定芽诱导、增殖、小鳞茎膨大及生根培养。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;最佳不定芽增殖培养基为MS+1.0 mg·L−1 6-BA+0.1 mg·L−1 NAA+60 g·L−1蔗糖;最佳小鳞茎膨大培养基为MS+90 g·L−1蔗糖;最佳生根培养基为1/2 MS+0.1 mg·L−1 NAA+60 g·L−1蔗糖。

        蔗糖浓度对百合鳞茎的膨大起着重要作用。钱剑林等(2004)研究表明当培养基中蔗糖含量为75 g·L−1时,东方百合‘Sorbonne’小鳞茎的体积膨大系数最大[20]。张延龙等(2006)以‘Siberia’小鳞茎为试材,研究了不同蔗糖含量对组培苗的影响,发现蔗糖含量大于50 g·L−1时,鳞茎体积开始增大,到90 g·L−1时直径能够达到最大1.59 cm[21]。李雪艳等(2016)对蔗糖浓度对东方百合‘Tiger Woods’小鳞茎膨大的研究表明,当MS基本培养基中加入75 g·L−1的蔗糖时,能有效促进试管小鳞茎直径的增加[22]。本研究表明,MS基本培养基含90 g·L−1的蔗糖最有利于东方百合‘Vivian’小鳞茎的膨大,蔗糖含量继续升高则小鳞茎体积不会继续增大,而且发生部分小鳞茎产生褐死现象,原因可能是培养基中过高浓度蔗糖使培养基渗透压过大,对小鳞茎产生了胁迫,从而不利于其膨大。综上所述,不同百合品种由于遗传差异,适合各自小鳞茎膨大的最适蔗糖浓度有所不同,所以,在对新品种小鳞茎膨大培养过程中,对其蔗糖浓度进行优化至关重要。

        本研究建立的东方百合‘Vivian’的不定芽诱导、不定芽增殖、鳞茎膨大、鳞茎生根等过程的组织培养快繁体系,可为其种球规模化生产提供技术保障。

    参考文献 (22)

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