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百合的組織培養
國內外研究概況 百合是百合科屬多年生草本鱗莖植物，是世界著名的觀賞花卉。全世界的本屬植物約有94種，主要分布在北半球的溫帶和寒帶地區，少數種類分布在熱帶高海拔地區。中國是百合屬植物分布最多的國家，也是世界百合起源的中心，據調查約有47種18個變種，占世界百合總數的一半以上，其中有36種15個變種為中國特有種。隨著我國花卉產業的不斷發展20世紀80年代后期大量優良的觀賞百合栽培品種陸續從荷蘭等國引進我國。現已得到廣泛栽培，成為我國花卉市場中的重要高檔切花種類。 關于百合的組織培養，國內外不少研究者開展了大量的工作。在優良品種快速繁殖、品種脫毒復壯、新品種培育以及種質資源保存等方面，具有較為成熟的技術。 百合植株的不同部分均采用組織培養的方法，繁殖出新個體并進行快速擴繁。據不完全統計，國內外組織培養成功的百合種及品種已超過幾百種。最早是 Dobreaux等人（1950）首次用純白百合（Lilium candidum）的花蕾成功地誘導出小鱗莖。隨后Robb(1957)成功地進行了2個種百合鱗片的培養結果如下。 鱗片腹軸面上、中、下三部分形成小鱗莖的百分率分別為0、3.8%及71.3%。春秋季鱗片形成子球率分別為77%及53%，夏季為2%，冬季為0。 Henser(1976)培養蘭州百合（L.davidii var.unicolor）的花柱和花梗，通過愈傷組織途徑得到試管小鱗莖。 黃濟明（1979~1984）對25個種或品種進行了組培試驗，證明百合的珠芽、鱗片、鱗莖盤、根、莖、葉、莖尖、花梗、花柱和未成熟胚等外植體均能被促進形態發生。新美芳二（1980）對百合鱗片、花被片、花絲、花柄等也組培成功，認為開花時各花器官和莖所形成小鱗莖的能力最高。相增海（1983）用4個種的百合鱗片、莖段進行培養證實。 種間分化率存在明顯差異。 取處于休眠期的外植體進行培養，其分化能力下降。 程治英等人（1991~2001）對30多種或品種的百合進行組培證實的結果如下： （1）用百合根、葉作為外植體，也與鱗片一樣，不同部位分化叢芽的能力都是近軸端大于遠軸端。 （2）鱗莖鱗片分化能力（分化苗的頻率和速度）都是外部大于內部。 雜種品種的分化能力大于野生種，低海拔種大于高海拔種。 鱗片組培得到小鱗莖的試管鱗片其分化能力大于原始培養鱗片的分化能力。 王愛勤（1998）比較了9個品種分化小鱗莖的差異，結果表明不同品種的分化能力有明顯的不同，顯著高的達86%，低的僅13%。趙祥云（2000）等人報道：由花梗或花柱培養的小苗，雖然其鱗莖的培養途徑一樣，但從移栽到開花的時間可大大縮短，如麝香百合雜種系花柱培養的試管苗從移栽到開花只需半年多時間。李寶平等人（1992）對平陸百合(L.davidii var.umicolor)組培中發生小鱗莖的條件及人工種皮包埋效果進行了觀察和分析。他認為百合鱗莖既是儲藏器官又是無性繁殖器官。從植株的整體結構看，它位于中間偏下部位。從遺傳勢的角度出發，鱗片中偏下部位發生小鱗莖應有的較強遺傳勢，組培中小鱗莖發生的能力最強，這既符合生物的遺傳優勢理論，又符合組培實際情況。屈云慧等人近期對從國外引進的100余個百合品種進行了組培研究及快繁生產，在短期內獲得了大量的組培種苗。 有效的培養方法 1、培養基配方 誘導培養基：MS+BA 1.0mg/L+NAA 0.1mg/L 增殖培養基：MS+BA 0.5mg/L+NAA 0.5mg/L 生根培養基：1/2MS+NAA 0.1mg/L 2、培養程序 取材及滅菌優選生長健壯、開花性狀好的種球作為外植體。在取材前，最好將準備接種的鱗莖在4~5℃的低溫下處理6~8周，然后經洗衣粉常規清洗后，剝去鱗莖外皮及外部2~3層鱗片，切去少許頂部及基部，先用75%的酒精浸泡30~60S，然后在0.1%升汞溶液中處理15~20分鐘，次氯酸鈉處理 10~15分鐘，無菌水洗3~4次，即可進行無菌操作切塊（段）接種。花器官等培養時，常取未開放的花蕾，消毒后切開，取其內部器官接種。生長及分化鱗莖切塊經20天后，切口便產生白色的小鱗莖突起，這時可將其切成數塊進行繼代培養。在增殖培養基中小鱗莖有所增殖，并抽出葉片，成為幼苗，將其轉入生根培養基中，10天左右便可有根形成。此時即可出瓶移栽。在高NAA低BA的培養基中，通過鱗片培養可一次形成完整植株，但幼苗根部有腫脹現象。相反，在高BA和低NAA時，能形成大量的小鱗莖狀突起，從中分化出大量的芽，但無根的分化。趙祥云（1996）提出培養基MS+NAA 0.03mg/L能夠促進百合鱗莖的發育，說明生長素在誘導百合生根的同時也促進鱗莖的發育；MS+BA 0.03mg/L+NAA 0.03mg/L對百合鱗莖的生長有利，而NAA與BA配合使用時NAA/BA的比值小則有利于百合鱗莖的形成。同時，溫度對組培小鱗莖的生長極為重要。百合組培苗生長的最適溫度為18~22℃，隨溫度升高或降低則生長狀況不佳。另外對百合組培苗進行暗處理也有利于誘導百合鱗莖的形成。質量標準及調控技術 利用組培技術快速繁殖百合，除要求具有較高的繁殖系數、芽形成根的時間短和過渡移栽有較高的成活率外，更重要的是新生的子代都必須與母體保持一致的物理、化學和遺傳特征。涉及組培遺傳穩定性的研究者Sheridan(1975)認為鐵炮百合愈傷組織培養6年后，其染色體數和再生能力無變化。 Ahloowalia(1978)認為百合愈傷組織經長期培養后，其染色體數目、葉形和大小、花的發育、生長優勢、成活率、多年生性狀等都有所變化，但這些變化不能有性傳遞。Stimart(1980)也指出百合愈傷組織經長期循環培養，植株活力、葉斑等發生變化，但改變的特征不能有性傳遞。細木高志（1981）認為百合科植物在栽培中染色體是不穩定的，但直接從外植體再生的植株就不會發生此類情況。景忠平（1989）報道，鐵炮百合葉、花被、花枝和子房等外植體培養3年，其分化能力不下降。李耿光等（1983）培養百合莖段，通過愈傷組織途徑進行繁殖，培養8代后其分化能力就已下降，但這種結果的形成可能是在組織培養過程中使用激素不當所致（報道中他所用KT含量為10mg/L）。 關于百合組培的實用化研究，國內外不少研究者為此做出了貢獻。Takayma等（1980）研究了百合鱗片組培形成小鱗莖的過程，考察了鱗片生理年齡、活性炭、糖濃度等對培養效果的影響。1982年，他又采用固體和液體培養基結合連續光照等措施，達到了快繁大量小鱗莖的目的。新美芳二（1985）研究了光（0、8、16、24H）和溫度（20~30℃）對鱗片分化小鱗莖的影響。Scaramazz等（1988）提出經4℃低溫處理4~6周的小鱗片，可提前12~20D分化小鱗莖，并指出采用定期供氧和營養液的生物反應裝置來生產小鱗莖是可行的。唐世富等人（1988~1991）、劉選明等人（1996~1998）通過ABT等新型添加劑在百合組織培養中的應用，探討了組培條件的優化等。溫春秋秀等（1997）在進行新鐵炮百合的培養中，用微生物多糖固化劑Gellan Gum 2g/L代替瓊脂，節約了組培成本。王愛勤（1998）指出糖濃度為10%和添加10mg/L的多效唑（PP333）可促進小鱗莖的生長。 另外還有許多對試管鱗莖休眠現象做了闡述：如鐵炮百合30℃下的小鱗莖不休眠，而25℃下的絕大部分鱗莖休眠；低鹽低糖和高氮培養基上的小鱗莖不休眠，而高糖（9%）培養基上的小鱗莖會出現休眠現象。不同的品種在3~6℃的溫度下39~120D可打破休眠。一般亞洲百合所需時間短（約30天），而東方百合所需時間長（約2~3個月）。休眠現象還與培養小鱗莖時所用的糖濃度有關（Takayama等1982）；3%糖濃度培養下得到的小鱗莖在5℃下約 2個月可打破休眠，而9%糖濃度下培養得到的小鱗莖要冷藏約4個月。我們在培養過程中發現，蔗糖濃度較高（40g/L）對小鱗莖的形成和長大有利。如糖濃度降到20g/L，小鱗莖很快能長成幼苗。因此，可用糖濃度控制小鱗莖的生長，使幼苗生長健壯，提高成活率。也有人在組培前用4℃的低溫處理鱗片 120D，在經組培所得到的小鱗莖不發生休眠現象。 試管苗或試管小鱗莖在栽培中的開花時間也因種而異，如外引雜交品種和新鐵炮百合當年可開花，而毛百合、川百合和透百合等要15~24個月開花，蘭州百合需3~4年才開花。 出瓶苗的過渡移栽 利用種子發芽箱進行百合組培苗過渡培養，可使移栽苗容易適應外界環境條件。當移栽苗放入種子發芽箱時，通過提高溫度和濕度，使環境接近培養瓶的環境。 3~4天后將覆蓋物稍敞開，使溫度和濕度降低，為移栽苗進一步適應外界環境創造條件。根長范圍在0~1.0cm之間的幼苗，適應性強，生長快，生命力旺盛，適應性短，根系的生長量大，有利于幼苗的健壯入土；而根系較長的幼苗剛從瓶內出來時雖長的很壯，但它的生長勢過旺，適應力有所降低，抗逆性差，環境稍不適宜，就易造成根系的損傷或腐爛，從而影響整個幼苗的生長。因此，應選擇組培幼苗的根系剛剛萌生正要生長的時期進行移植。過渡培養的前7天內，在1/4 倍濃度培養液的條件下，幼苗的生長量最大；在7~15天的一段時間內，在1/3倍濃度培養液的條件下幼苗的生長量最大；而移植入土后，在1/2倍濃度培養液的條件下幼苗的生長最為迅速。移栽的基質也很重要，必須具有良好的土壤結構，使土壤疏松，有利于植株的生長和扎根。試驗證明：1/3沙土±1/3草炭+1/3腐殖土是移栽百合組培幼苗較理想的基質。
編輯：Aggie |
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