樊敏唐亞玲王莉馬倩呂小旭徐向恩
(1.甘肅醫(yī)學(xué)院,甘肅 平?jīng)?744000;2.平?jīng)鍪兴幤窓z驗檢測中心,甘肅 平?jīng)?744000)
蘭州百合(Lilium davidii var.willmottiae(E.H.Wilson)Raffill)屬于百合科百合屬單子葉多年生草本植物。蘭州百合是甘肅省蘭州市特產(chǎn)的地理性標(biāo)志產(chǎn)物,其色澤潔白如玉,纖維含量較少,味道甜美,具有很高的營養(yǎng)價值和經(jīng)濟(jì)價值[1-3]。蘭州百合是百合中的上乘之品,是全國唯一的食用甜百合[4]。蘭州百合已經(jīng)成為蘭州周邊地區(qū)帶動經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要支持產(chǎn)業(yè)。
現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn),百合中含有甾體皂苷、生物堿、黃酮類成分、苯丙素和多糖類成分[5-10]。百合在治療疾病方面運(yùn)用較廣泛,如安神助眠、止咳化痰、調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)、抗氧化、抗腫瘤、抗炎、抗菌,同時還可以降低血糖濃度[10-14]。與此同時,百合還是一個藥食兩用品。而近年來,市場需求不斷增加,種植面積不斷增大,但是目前食用百合中存在種源退化嚴(yán)重、連作障礙、病害流行嚴(yán)重、育種工作落后等問題[15],并已成為將蘭州百合推向市場走向世界的阻礙。
近年來,植物組織培養(yǎng)技術(shù)已日趨成熟[16-18],通過對植物進(jìn)行組織培養(yǎng),篩選出最佳培養(yǎng)基,促進(jìn)該植物規(guī)?;a(chǎn)。因此,本研究通過對蘭州百合進(jìn)行植物組織培養(yǎng),篩選其最佳培養(yǎng)基、最佳消毒時間以及接種方式建立其快速繁殖體系,擴(kuò)大其生產(chǎn)量,為蘭州百合規(guī)?;a(chǎn)提供理論基礎(chǔ)及技術(shù)支持。
蘭州百合新鮮鱗莖、莖、葉。
1.2.1 培養(yǎng)基
以MS為基本培養(yǎng)基,設(shè)置2種不同激素濃度的培養(yǎng)基。
1.2.1.1 誘導(dǎo)愈傷組織及叢生芽培養(yǎng)基
MS培養(yǎng)基加6-BA 1.0mg·L-1加2,4-D 3.0mg·L-1加蔗糖30g·L-1加瓊脂8g·L-1;MS培養(yǎng)基加6-BA 1.0mg·L-1加2,4-D 0.5mg·L-1加蔗糖30g·L-1加瓊脂8g·L-1。
1.2.1.2 生根培養(yǎng)基
MS加蔗糖30g·L-1加瓊脂6g·L-1加NAA 0.1mg·L-1。
1.2.2 外植體處理
1.2.2.1 外植體消毒
用毛刷輕輕刷去百合鱗莖、莖、葉上的泥垢后,流水沖洗30min,分別用以下2種方法進(jìn)行消毒,做好標(biāo)記。
75%的酒精消毒30s后用0.1%的升汞浸泡12min,中間換1次升汞溶液,最后在無菌室中用無菌水沖洗5~8次;漂白粉過飽和溶液上清液浸泡15min,無菌水沖洗1~2次,75%酒精浸泡1~2s,無菌水沖洗2~3次,0.1%點(diǎn)升汞浸泡8~10min,無菌水沖洗5~8次。
1.2.2.2 外植體接種
將上述消毒好的鱗莖縱切成0.5~1cm2小塊,近軸面分別向上、向下放置。莖橫切成段平放在培養(yǎng)基表面。葉切為1~2cm2小片放置在培養(yǎng)基上。
1.2.2.3 培養(yǎng)條件
溫度25±2℃,光照強(qiáng)度3000lx,光照周期12h/24h。
1.2.3 生根培養(yǎng)
待叢生芽長至3~5cm長時,將已形成的叢生芽轉(zhuǎn)接到生根培養(yǎng)基中,進(jìn)行生根培養(yǎng)。培養(yǎng)條件,溫度27±1℃,光照強(qiáng)度2100~2500lx,光照周期12h/24h。約30d后統(tǒng)計生根率。
1.2.4 煉苗和移栽
生根培養(yǎng)40d左右,待幼根在培養(yǎng)基上長到2~3cm時,進(jìn)行煉苗。先去掉瓶蓋,煉苗2~3d后用鑷子取出并用水洗凈根部的瓊脂,栽入腐殖土∶珍珠巖=1∶1的營養(yǎng)基質(zhì)中,30d后調(diào)查成活率。
表1 不同激素濃度對愈傷組織及叢生芽誘導(dǎo)的影響
在探究激素濃度對愈傷組織及叢生芽誘導(dǎo)的影響時,2,4-D含量過少,誘導(dǎo)的愈傷組織也越少,且愈傷組織生長緩慢。而使用MS加6-BA 1.0mg·L-1加2,4-D 3.0mg·L-1加蔗糖30g·L-1加瓊脂8g·L-1時,愈傷組織生長較快,且長出的愈傷組織呈瘤狀突起,愈傷組織約在30~40d后分化為叢生芽。
從表2可以看出,外植體通過漂白粉過飽和溶液上清液處理15min,75%酒精處理2s,0.1%升汞處理9min后,污染率高達(dá)73.34%,說明消毒效果不佳,容易被污染。由此可見,最佳消毒方法為75%酒精30s加0.1%升汞10min(中間更換1次升汞溶液)。
表2 不同消毒方法對愈傷組織及叢生芽誘導(dǎo)的影響
表3 不同外植體對愈傷組織及叢生芽誘導(dǎo)的影響
通過對蘭州百合不同部位進(jìn)行植物組織培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)愈傷組織誘導(dǎo)率順序大小為鱗莖>莖>葉片,且愈傷組織分化為叢生芽的時間也是如此,見圖1~4。在以鱗莖為外植體時,放置方式對誘導(dǎo)速度也有影響,近軸面向上放置能更快出現(xiàn)愈傷組織并分化成叢生芽。
由于莖與葉前期愈傷組織誘導(dǎo)效果不佳,因此在轉(zhuǎn)接生根時將鱗莖的叢生芽轉(zhuǎn)接到生根培養(yǎng)基中,生根培養(yǎng)基為MS加蔗糖30g·L-1加瓊脂6g·L-1加NAA 0.1mg·L-1。
表4 叢生芽轉(zhuǎn)接生根表
幼根在培養(yǎng)基長至2~3cm長時進(jìn)行煉苗并移栽,移栽入腐殖土∶珍珠巖=1∶1的營養(yǎng)基質(zhì)中時,需加入百菌清1000倍液以及吡蟲啉1000倍液以防生蟲、生菌。移栽入營養(yǎng)基質(zhì)中30d統(tǒng)計成活率時,發(fā)現(xiàn)移栽的幼根發(fā)育為1~2cm的小鱗莖。將已生根的131株全部移栽,成活數(shù)為106,成活率為80.92%。
不同激素濃度對于愈傷組織的誘導(dǎo)具有重要影響,濃度過低誘導(dǎo)率低且叢生芽生長緩慢。誘導(dǎo)愈傷組織及叢生芽的最佳培養(yǎng)基為MS培養(yǎng)基加6-BA 1.0mg·L-1加2,4-D 3.0mg·L-1加蔗糖30g·L-1加瓊脂8g·L-1。蘭州百合在接種時不同的消毒方式對愈傷組織及叢生芽的誘導(dǎo)影響顯著,通過對比,最佳消毒方式為75%酒精30s加0.1%升汞12min(中間換1次升汞溶液)加無菌水沖洗5~8次。不同外植體的誘導(dǎo)率不同,誘導(dǎo)率為鱗莖>莖>葉。除此之外,外植體放置時近軸面向上放置時形成愈傷組織更快。
本試驗分別以蘭州百合鱗莖、莖、葉為外植體,進(jìn)行愈傷組織及叢生芽誘導(dǎo)、生根培養(yǎng)、煉苗移栽,建立蘭州百合快速繁殖體系,以期增加產(chǎn)量,為規(guī)?;a(chǎn)奠定理論基礎(chǔ)。