任建宏，王鵬麗，殷麗娜，趙娟

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，山西 太谷 030801)

?

平陸百合脫毒苗的生根培養(yǎng)

任建宏，王鵬麗，殷麗娜，趙娟*

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，山西 太谷 030801)

[目的]建立高效的平陸百合脫毒苗生根系統(tǒng)。[方法]以百合再生小鱗莖為材料，研究了無機(jī)鹽使用量、不同種類和濃度生長素、不同蔗糖濃度對(duì)其生根的影響。[結(jié)果]適當(dāng)降低無機(jī)鹽用量更適于百合的生根培養(yǎng)；NAA比IBA更利于誘導(dǎo)百合生根，且濃度為0.8 mg·L-1時(shí)最佳；蔗糖濃度為90 g·L-1時(shí)百合生根效果最好，過高或過低都會(huì)抑制其生根。[結(jié)論]平陸百合生根的最佳培養(yǎng)基為：1/2(大量、微量元素)MS+ NAA0.8 mg·L-1+蔗糖90 g·L-1，生根率達(dá)100%，且生根健壯，適合移栽。

平陸百合； 生長素； 生根培養(yǎng)

平陸百合(Liliumbrownievar.viridulum)為百合科百合屬多年生草本球根植物，是山西省平陸縣特有的食用百合品種，具有較高營養(yǎng)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，有“中條參”的美稱[1]。近年來，隨著生活水平不斷提高，食用百合作為特種蔬菜愈來愈受到消費(fèi)者的喜愛，其需求數(shù)量不斷增大[2～4]。我國雖有悠久的百合栽培歷史和種植經(jīng)驗(yàn)，但受到氣候、繁殖技術(shù)等多方面因素的限制，生產(chǎn)中出現(xiàn)種質(zhì)退化、繁殖系數(shù)低、產(chǎn)量不高、不能大規(guī)模生產(chǎn)等問題。建立一個(gè)程序簡單、適于大規(guī)模生產(chǎn)的百合離體快繁體系，可解決上述問題，為其高品質(zhì)、規(guī)?；a(chǎn)提供有效途徑[5～7]。

誘導(dǎo)試管苗生根是建立高效離體快繁體系的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，生根質(zhì)量直接影響到試管苗移栽成活率的高低，也是脫毒試管苗能否成功應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐的關(guān)鍵[8～10]。雖然近年來已開展一些對(duì)食用百合組織培養(yǎng)的相關(guān)研究，但在不定根形成方面還未見系統(tǒng)的研究報(bào)道。本文以平陸百合再生小鱗莖為材料，研究了MS培養(yǎng)基不同無機(jī)鹽用量、不同種類和濃度生長素、不同蔗糖濃度對(duì)百合生根的影響，建立了高效的百合試管苗生根系統(tǒng)，為平陸百合脫毒苗的快速繁殖及工廠化生產(chǎn)提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

平陸百合(Liliumbrowniivar.viridulum)脫毒試管苗由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室前期試驗(yàn)獲得。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 外植體處理

以繼代培養(yǎng)獲得的健壯鱗莖為外植體，接種到不同培養(yǎng)基中，每個(gè)處理接種8瓶，每瓶接種5個(gè)鱗莖，重復(fù)3次，接種30 d后，統(tǒng)計(jì)其生根率、根長、根數(shù)及生長情況。

1.2.2 無機(jī)鹽用量對(duì)生根的影響

在添加不同無機(jī)鹽用量的MS培養(yǎng)基中附加NAA 0.5 mg·L-1、蔗糖80 g·L-1、瓊脂6 g·L-1，接種百合鱗莖后篩選適宜誘導(dǎo)生根的基本培養(yǎng)基。

1.2.3 不同種類和濃度生長素對(duì)生根的影響

以篩選出的最適無機(jī)鹽用量的MS培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基，添加不同濃度的NAA和IBA，并附加蔗糖30 g·L-1、瓊脂6 g·L-1，篩選適合誘導(dǎo)百合鱗莖生根的生長素種類及濃度。

1.2.4 不同蔗糖濃度對(duì)平陸百合生根的影響

以篩選出的最適無機(jī)鹽用量的MS培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基，附加NAA 0.8 mg·L-1，添加不同濃度的蔗糖，瓊脂6 g·L-1，篩選適合誘導(dǎo)百合鱗莖生根的蔗糖濃度。

1.2.5 培養(yǎng)條件

培養(yǎng)溫度(25±2) ℃，光照14 h·d-1，光照強(qiáng)度1 000～2 000 lx。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析方法

生根率=生根的鱗莖數(shù)/接種的鱗莖數(shù)×100%；

試驗(yàn)采集的數(shù)據(jù)均由DPS7.05軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 無機(jī)鹽用量對(duì)平陸百合生根的影響

由表1可知，在MS培養(yǎng)基中添加不同用量的無機(jī)鹽，均能誘導(dǎo)平陸百合生根。接種后7 d，鱗莖底部有根尖突出，15～18 d根變長且粗壯，28 d左右可進(jìn)行煉苗后移栽。方差分析結(jié)果表明，各處理間差異達(dá)到顯著水平(P<0.05); 對(duì)各處理進(jìn)行多重比較，A9與其他處理差異達(dá)顯著水平，即基本培養(yǎng)基為1/2(大量、微量元素)MS時(shí)，百合誘導(dǎo)生根最佳，生根率達(dá)96.67%，根黃白，粗壯，長勢(shì)好，球莖大(圖1中1、2)。

表1 不同無機(jī)鹽用量對(duì)平陸百合生根的影響

Table 1 Effect of different inorganic salt concentration on rooting of Lilium

編號(hào)code培養(yǎng)基media生根率/%Rootingrate根數(shù)Nueberofroot根長/cmRootlength生長情況GrowthstatesA11/4MS79.17j4.133.54根發(fā)黑,較細(xì),長勢(shì)一般,球莖較小A21/2MS90.83c6.145.27根黃白較長,粗壯,長勢(shì)好,球莖大A33/4MS86.67e5.454.86根黃白,粗壯,長勢(shì)好,球莖大A4MS83.33g5.064.21根發(fā)黑,較細(xì),長勢(shì)一般,球莖大A51/4(大量)MS80.83i4.663.87根發(fā)黑,較細(xì),長勢(shì)一般,球莖較小A61/2(大量)MS89.17d5.973.87根發(fā)黑,較細(xì),長勢(shì)一般,球莖較小A73/4(大量)MS82.50h4.875.08根黃白,粗壯,長勢(shì)好,球莖大A81/4(大量微量)MS84.17f5.294.57根黃白,粗壯,長勢(shì)好,球莖大A91/2(大量微量)MS96.67a7.565.84根黃白較長,粗壯,長勢(shì)好,球莖大A103/4(大量微量)MS93.33b7.235.33根黃白較長,粗壯,長勢(shì)好,球莖大

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下同

Note：Different lowercase letters show significant difference at the 0.05 level in the same column.The same as follows

圖1 不同無機(jī)鹽濃度、生長素、蔗糖濃度對(duì)平陸百合生根影響Fig.1 Effect of different inorganic salt, auxin and sucrose concentration on rooting of Lilium 注：1培養(yǎng)基：1/2(大量、微量元素)MS+NAA 0.5 mg·L-1 +蔗糖80 g·L-1；2培養(yǎng)基：1/2MS+NAA 0.5 mg·L-1 +蔗糖80 g·L-1 ；3培養(yǎng)基：1/2(大量、微量元素)MS+NAA 0.8 mg·L-1 +蔗糖80 g·L-1；4培養(yǎng)基：1/2(大量、微量元素)MS+ IBA 1.0 mg·L-1 +蔗糖80 g·L-1 ；5培養(yǎng)基：1/2(大量、微量元素)MS+NAA 0.8 mg·L-1 +蔗糖90 g·L-1 ；6培養(yǎng)基：1/2(大量、微量元素)MS+NAA 0.8 mg·L-1 +蔗糖100 g·L-1 Note:1 medium ：1/2(macroelements、microelements) MS+0.5 NAA mg·L-1+80 g·L-1 sucrose；2 medium ：1/2 MS+0.5 NAA mg·L-1+80 g·L-1 sucrose； 3 medium： 1/2(macroelements、microelements) MS+0.8NAA mg·L-1+80 g·L-1 sucrose；4 medium：1/2(macroelements、microelements) MS+1.0IBA mg·L-1+80 g·L-1 sucrose； 5 medium：1/2(macroelements、microelements)MS+0.8 NAAmg·L-1+90 g·L-1 sucrose；6 medium：1/2(macroelements、microelements) MS+0.8NAA mg·L-1+100 g·L-1 sucrose

2.2 不同種類生長素對(duì)平陸百合生根的影響

2.2.1 不同濃度NAA對(duì)平陸百合生根的影響

由表2可知，在1/2(大量、微量元素)MS基本培養(yǎng)基上添加不同濃度的NAA，均能誘導(dǎo)平陸百合生根；與添加NAA的處理相比，在不添加任何激素的培養(yǎng)基(處理B1)上，百合的生根效果差：表現(xiàn)為根發(fā)黑，較細(xì)，長勢(shì)較差，球莖??；隨著NAA濃度的不斷升高，其生根率先升高后降低；根數(shù)、根長等均伴隨變化；方差分析結(jié)果表明，各處理間差異達(dá)到顯著水平(p<0.05);對(duì)各處理進(jìn)行多重比較，B4與其他處理差異達(dá)顯著水平，即NAA濃度為0.8 mg·L-1時(shí)，平陸百合誘導(dǎo)生根最佳，生根率達(dá)100%，根黃白較長，粗壯，長勢(shì)好，球莖大(圖1中3)。

表2 不同濃度NAA對(duì)平陸百合生根的影響

Table 2 Effect of different NAA concentration on rooting of Lilium

編號(hào)CodeNAAmg·L-1生根率/%Rootingrate根數(shù)Nueberofroot根長/cmRootlength生長情況GrowthstatesB1050.83g4.133.24根發(fā)黑,較細(xì),長勢(shì)較差,球莖小B20.287.50d5.634.81根發(fā)黑,粗壯,長勢(shì)一般,球莖小B30.596.67b7.565.84根黃白較長,粗壯,長勢(shì)好,球莖大B40.8100.00a8.126.05根黃白較長,粗壯,長勢(shì)好,球莖大B51.092.50c7.135.59根黑黃細(xì)長,長勢(shì)好,球莖大B61.282.50e5.084.21根發(fā)黑,粗壯,長勢(shì)一般,球莖小B71.578.33f5.574.13根發(fā)黑,粗壯,長勢(shì)一般,球莖小

2.2.2 不同濃度IBA對(duì)平陸百合生根的影響

除NAA外，IBA也常用來誘導(dǎo)生根。為了探究哪種生長素更有利于平陸百合生根，設(shè)計(jì)了單因素試驗(yàn)。由表3可知，在最適無機(jī)鹽用量的MS基本培養(yǎng)基上添加不同濃度的IBA，均能誘導(dǎo)平陸百合生根；與添加NAA的處理相比，添加IBA的處理生根效果較差；隨著IBA濃度的不斷升高，其生根率先升高后降低；根數(shù)、根長等均伴隨變化；方差分析結(jié)果表明，各處理間差異達(dá)到顯著水平(P<0.05);對(duì)各處理進(jìn)行多重比較，B5與其他處理差異達(dá)顯著水平，即IBA濃度為1.0 mg·L-1時(shí)，百合誘導(dǎo)生根最佳，生根率達(dá)94.17%，根黃白較長，粗壯，長勢(shì)好，球莖大(圖1中4)。

表3 不同濃度IBA對(duì)平陸百合生根的影響

Table 3 Effect of different IBA concentration on rooting of Lilium

編號(hào)CodeIBAmg·L-1生根率/%Rootingrate根數(shù)Nueberofroot根長/cmRootlength生長情況GrowthstatesB1046.67g3.973.05根發(fā)黑,較細(xì),長勢(shì)較差,球莖小B20.282.50e4.964.09根發(fā)黑,粗壯,長勢(shì)一般,球莖小B30.586.67c6.075.12根黑黃細(xì)長,長勢(shì)好,球莖大B40.890.83b6.825.39根黃白較長,粗壯,長勢(shì)好,球莖大B51.094.17a7.965.77根黃白較長,粗壯,長勢(shì)好,球莖大B61.283.33d5.284.08根發(fā)黑,粗壯,長勢(shì)一般,球莖小B71.574.17f4.573.87根發(fā)黑,粗壯,長勢(shì)一般,球莖小

2.3 不同蔗糖濃度對(duì)平陸食用百合生根的影響

平陸食用百合屬于喜糖植物，蔗糖的濃度對(duì)試管苗鱗莖增大及生根有明顯促進(jìn)作用；但蔗糖濃度應(yīng)在一定范圍內(nèi)，對(duì)其生根有積極作用，大于或小于該濃度會(huì)呈現(xiàn)抑制作用。在1/2(大量微量)MS基本培養(yǎng)基上附加相同激素濃度的NAA 0.8 mg·L-1，不同濃度的蔗糖，誘導(dǎo)生根情況差異明顯見表4。隨著蔗糖濃度的升高，平陸百合的生根率呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì)。方差分析結(jié)果表明，各處理間差異達(dá)到顯著水平(P<0.05);對(duì)各處理進(jìn)行多重比較，D4與其他處理差異達(dá)顯著水平，即蔗糖濃度為90 g·L-1時(shí)，最適誘導(dǎo)百合生根(圖1中5、6)。

表4 不同蔗糖濃度對(duì)平陸食用百合生根的影響

Table 4 Effect of different sucrose concentration on rooting of Lilium

編號(hào)Code蔗糖濃度/g·L-1Sucroseconcentration生根率/%Rootingrate根數(shù)Nueberofroot根長/cmRootlength生長情況GrowthstatesD16075.17f5.024.24根發(fā)黑,較細(xì),長勢(shì)一般,球莖較小D27085.83e6.635.11根發(fā)黑,粗壯,長勢(shì)一般,球莖較小D38098.33b8.126.05根黃白較長,粗壯,長勢(shì)好,球莖大D49099.17a8.326.38根黃白較長,粗壯,長勢(shì)好,球莖大D510093.33c7.535.89根黃白較長,粗壯,長勢(shì)好,球莖大D611082.50d5.894.97根發(fā)黑,粗壯,長勢(shì)一般,球莖較小

3 討論與結(jié)論

影響百合試管苗生根的因素是多方面的，如無機(jī)鹽用量、激素種類及其質(zhì)量濃度、蔗糖濃度等[11～13]。在試驗(yàn)中，培養(yǎng)基無機(jī)鹽濃度過高或過低均不利于組培苗的生根。減少培養(yǎng)基中某種營養(yǎng)成分對(duì)誘導(dǎo)生根有促進(jìn)作用，可刺激其生根，可能是由于高濃度的無機(jī)鹽促進(jìn)地上部優(yōu)先生長，頂端優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步加強(qiáng)，低濃度的無機(jī)鹽則使地下部優(yōu)先生長，促進(jìn)生根且根部健壯,以保證吸收更多的養(yǎng)分供應(yīng)地上部生長。劉靜等[14]在蘭州百合快速繁殖研究中得出最佳生根基本培養(yǎng)基為 1/2MS；潘理云等[15]在宜興百合組培快繁技術(shù)的研究中也得出相同的結(jié)論；這些與本試驗(yàn)結(jié)果相比較，稍有出入，本試驗(yàn)中，當(dāng)基本培養(yǎng)基為1/2(大量微量)MS時(shí)，誘導(dǎo)百合生根最佳，生根率達(dá)96.67%，根黃白，粗壯，長勢(shì)好，球莖大。這可能與百合品種等相關(guān)。

IBA也常用來誘導(dǎo)試管苗生根，在某些植物的離體培養(yǎng)中，IBA較NAA更有利于不定根的誘導(dǎo)。羅曉波等[16]在宜昌百合離體培養(yǎng)快繁技術(shù)研究中發(fā)現(xiàn)最適宜生根生長素為IBA，其濃度為0.5 mg·L-1，但在本實(shí)驗(yàn)中，NAA的生根效果最佳，其次是IBA。在進(jìn)行平陸百合的不定根誘導(dǎo)時(shí)，NAA濃度偏高或偏低都會(huì)降低小鱗莖生根的能力；張紅巖等[17]在蘭州百合組織培養(yǎng)及快速繁殖技術(shù)研究中得出最適NAA濃度0.6 mg·L-1；代建麗等[18]在宜興百合鱗莖不定芽的誘導(dǎo)及增殖的研究中得出最佳NAA濃度1.0 mg·L-1；本試驗(yàn)中當(dāng)NAA濃度為0.8 mg·L-1，與其他處理差異達(dá)顯著水平，生根率達(dá)100%，根數(shù)達(dá)8.12條，根長有6.05 cm。推測(cè)這可能與百合品種基因型有關(guān)[19]。

在組織培養(yǎng)過程中，糖類是能夠提供碳源的重要能量物質(zhì)，還可以調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的滲透壓，對(duì)組培苗形態(tài)發(fā)生有特殊作用[20]。平陸食用百合屬于喜糖植物，蔗糖的濃度對(duì)試管苗鱗莖增大及生根影響較大。該研究結(jié)果表明，最適宜的生根培養(yǎng)基蔗糖濃度為90 g·L-1，生根率為99.17%，平均生根數(shù)達(dá)8.32條，平均根長6.38 cm。但繼續(xù)提高蔗糖濃度，會(huì)呈現(xiàn)抑制作用。

綜合考慮，平陸食用百合生根的最佳培養(yǎng)基為：1/2(大量微量)MS+ NAA 0.8 mg·L-1+蔗糖90 g·L-1。

[1]周春華,尤超,陳凝華.百合組織培養(yǎng)研究進(jìn)展[J].北方園藝,2013(14):193-195.

[2]仙鶴,任向榮,孫美樂,等.食用百合組培苗移栽應(yīng)用技術(shù)[J].農(nóng)村科技,2015(6):59-61.

[3]阮瑤瑤,丁健,楊懋勛.藥用、食用、觀賞用百合組培快繁研究進(jìn)展[J].深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2011,10(1):10-11.

[4]吳青青,竇云,張朝君,等.兩個(gè)百合商業(yè)品種的組培快繁技術(shù)研究[J].北方園藝,2015(12):96-99.

[5]Hoshi Y, Kondo M, Mori S, et al. Production of transgenic lily plants by agrobacterium-mediated transformation[J]. Plant Cell Rep, 2004,22:359-364.

[6]周曉波,吳藝飛,丁茁荑.卷丹百合脫毒快繁技術(shù)研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2012,28(31):201-205.

[7]高博,郝永麗,胡海波,等.麝香百合組織培養(yǎng)快繁體系建立[J].北方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2016,44(1):52-55.

[8]張彥妮,張艷波.毛百合鱗片組織培養(yǎng)再生體系的建立[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(8):63-64．

[9]劉婕,劉雅莉,賈敏,等.亞洲百合試管苗生根的研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2011,27(28):163-166.

[10]向地英,薛木易,鄒麗紅.鐵炮百合離體再生體系的建立[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,43(2):55-57.

[11]張傳海,葛自兵,白雪峰,等.食用百合卷丹離體培養(yǎng)再生體系的建立[J].皖西學(xué)院學(xué)報(bào),2012,28(2):1-3.

[12]Laura F, Giuseppina F, Claire K, et al. Adventitious rooting is enhanced by methyljasmonate in tobacco thin cell layers[J]. Planta, 2009,231:155-168.

[13]Zhu Z G. Affecting factors on the proliferation of test-tube Lily Bulb[J]. Chinese Journal of Tropical Crops,2013b，34(10):1961-1965.

[14]劉靜.蘭州百合快速繁殖研究[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2011,42(8):839-842.

[15]潘理云,張海洋.宜興百合組培快繁技術(shù)的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(10):5748-5750.

[16]羅曉波,齊良富,耿研會(huì).宜昌百合離體培養(yǎng)快繁技術(shù)研究[J].四川林業(yè)科技, 2015,36(5):75-78.

[17]張紅巖,周興,莫勇生,等.蘭州百合組織培養(yǎng)及快速繁殖技術(shù)研究[J].廣西科學(xué)院學(xué)報(bào), 2015,31(1):49-53.

[18]代建麗,吳興超,劉夢(mèng)婷,等.宜興百合鱗莖不定芽的誘導(dǎo)及增殖[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué), 2014,53(21):5282-5284.

[19]HOU Jing-wei, GUO Su-juan, WANG Gui-yun. Effects of in vitro subculture on the physiological characteristics of adventitious root formation in microshoots of Castanea mollissima cv.‘yanshanhong’ [J]. Journal of Forestry Research,2010,21(2):155-160.

[20]王蒂.植物組織培養(yǎng)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2010:21-23.

(編輯：武英耀)

Rooting culture ofLiliumbrowniivar.viridulumvirus-free plants

Ren Jianhong, Wang Pengli, Yin Li’na, Zhao Juan*

(CollegeofAgriculture,ShanxiAgriculturalUniversity,Taigu030801,China)

[Objective]In order to establish an efficient rooting protocol in vitro ofLiliumbrownievar.viridulum, [Methods]With the regenerated bulbs ofLiliumas materials，the effect of inorganic salt, auxin and sucrose concentration on root formation ofLiliumwere studied. [Results]Lower inorganic salt concentration was much better for rooting ofLilium；NAA in comparison with IBA, were more suit able for roots formation ofLilium, the optimum concentration was 0.8 mg·L-1， The best induction results were obtained at the concentration of 90 g·L-1．Too high or too low sucrose concentration had some restrainable effect on root formation．[Conclusion]The optimal rooting media ofLiliumbrowniivar.viridulumwas 1/2(macroelements、 microelements) MS+0. 8 NAA mg·L-1+90 g·L-1sucrose. The rooting rate was 100% and roots were suitable for transplanting.

Liliumbrownievar.viridulum， Auxin， Rooting culture

2016-07-10

2016-07-27

任建宏 (1991-)，男(漢)，碩士研究生，研究方向：植物組織培養(yǎng)

*通訊作者：趙娟，博士，副教授。Tel:13834836658；E-mail:sxndzhaojuan@163.com

山西省科技攻關(guān)項(xiàng)目(20130311014-1) ；山西農(nóng)業(yè)大學(xué)引進(jìn)人才科研啟動(dòng)項(xiàng)目(2012YJ13)

S644.1

A

1671-8151(2016)11-0800-05