王 艷,張 瑜,閆曉迪,唐道城,唐 楠*

(1.青海大學(xué)高原花卉研究中心,青海西寧 810016;2.青海省園林植物與觀賞園藝重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,青海西寧 810016)

卷丹百合(LiliumlancifoliumThunb.)是百合科(Liliacea)百合屬(LiliumL.)多年生鱗莖類草本植物,其花色艷麗,花瓣向下反卷、被紫黑斑點(diǎn),鱗莖呈白色卵狀球形,味微苦,有鎮(zhèn)咳祛痰、鎮(zhèn)靜助眠、促進(jìn)腸胃消化等功效[1-2],是我國(guó)三大藥食用百合之一[3]。卷丹百合繁殖方式主要有種子繁殖、鱗片扦插繁殖、分球繁殖和珠芽繁殖[4]。卷丹百合是三倍體種,具有自交不親和性,因此結(jié)實(shí)少,繁殖系數(shù)低;鱗片扦插繁殖對(duì)操作技術(shù)和環(huán)境條件有較高要求,稍有操作不當(dāng)易引發(fā)鱗片腐爛,不易推廣;分球繁殖繁殖系數(shù)低,且常因病毒累積而導(dǎo)致種球退化。珠芽是生長(zhǎng)在卷丹百合葉腋處的微小鱗莖。珠芽繁殖是利用珠芽作為繁殖器官進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)繁殖的方式。由于珠芽數(shù)量多、生命力強(qiáng)、生活力高,珠芽繁殖是一種高效的繁殖方式[5]。在生產(chǎn)上,常利用珠芽易成苗等特點(diǎn)進(jìn)行良種繁育,如在半夏[6]、淡黃花百合[7]、魔芋[8]等植物中采用珠芽繁殖有效解決了繁殖系數(shù)低及生長(zhǎng)周期長(zhǎng)的問題。

卷丹百合的珠芽與鱗莖一樣,其休眠程度及休眠時(shí)間等因素都會(huì)影響出苗時(shí)間、出苗率、出苗整齊度及生長(zhǎng)勢(shì)。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于百合鱗莖休眠機(jī)理方面有較多研究[9-11],對(duì)卷丹百合珠芽的相關(guān)研究較少。為了選擇合適的溫度處理人工打破休眠來促進(jìn)珠芽栽培,筆者對(duì)珠芽分別進(jìn)行了5、10、15和20 ℃ 4個(gè)不同溫度處理,在不同時(shí)期測(cè)定其組織含水量、可溶性糖、淀粉等生理生化指標(biāo)的變化,觀測(cè)不同處理對(duì)珠芽出苗情況的影響,篩選最佳處理溫度及處理時(shí)間,為更好地利用卷丹百合珠芽進(jìn)行繁殖、提高繁殖效率提供技術(shù)支持,具有重要的理論價(jià)值和實(shí)踐意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料以采自重慶黔江區(qū)馬喇鎮(zhèn)(108°51′E,29°17′N)的卷丹百合珠芽為試驗(yàn)材料。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)6月采摘后進(jìn)行5、10、15和20 ℃ 4個(gè)溫度處理,各處理2 kg,分別在處理前(T0)、14 d(T1)、28 d(T2)、42 d(T3)、56 d(T4)取混合樣進(jìn)行生理指標(biāo)測(cè)定;各溫度處理的珠芽,分別在處理前(T0)、14 d(T1)、28 d(T2)、42 d(T3)、56 d(T4)取出30顆進(jìn)行播種。每個(gè)溫度處理下3個(gè)重復(fù)。播種時(shí)統(tǒng)一使用德國(guó)Floragard育苗基質(zhì),播于直徑21 cm的聚乙烯塑料花盆中,每7 d記錄珠芽出苗情況。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法采用烘干法測(cè)定珠芽的植物組織含水量[12],考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測(cè)定可溶性蛋白質(zhì)含量[13],蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量和淀粉含量[14]。出苗率[15]=出苗數(shù)/播種粒數(shù)×100%。

1.4 數(shù)據(jù)分析采用Microsoft Excel 2016軟件整理數(shù)據(jù)并作圖,用軟件IBM SPSS Statistics 22進(jìn)行單因素方差分析(One-way ANOVA)及差異顯著性比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度處理對(duì)卷丹百合珠芽組織含水量的影響由圖1可知,隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng),珠芽組織含水量整體呈下降趨勢(shì),且隨著溫度的升高,水分含量下降越快。20 ℃處理56 d后組織含水量降幅最大,下降了48.83%;5 ℃處理56 d后珠芽組織含水量最高,水分損失最小,僅下降13.73%。綜上所述,5 ℃處理56 d后能較好地保持住珠芽自身的水分。

圖1 不同溫度處理下卷丹百合珠芽組織含水量Fig.1 Water content in bulbils of L.lancifolium under different temperature treatments

2.2 不同溫度處理對(duì)卷丹百合珠芽可溶性蛋白含量的影響由圖2可知,在不同溫度下卷丹百合珠芽的可溶性蛋白含量整體呈上升趨勢(shì),均在56 d達(dá)到最高值,且都與處理前差異顯著。5 ℃處理56 d后珠芽可溶性蛋白含量最高(2.78 mg/g),但與10、15和20 ℃處理差異不顯著。

圖2 不同溫度處理下卷丹百合珠芽可溶性蛋白含量Fig.2 Soluble protein content in bulbils of L.lancifolium under different temperature treatments

2.3 不同溫度處理對(duì)卷丹百合珠芽可溶性糖含量的影響由圖3可知,20 ℃處理下珠芽可溶性糖含量變化趨勢(shì)與其他處理不同,處理14 d內(nèi)顯著降低(49.64%),14 d后開始緩慢上升,至56 d達(dá)到最高值(70.35 mg/g),顯著高于處理前的含量。5、10和15 ℃ 3個(gè)低溫處理下珠芽可溶性糖含量變化趨勢(shì)相同,在開始處理前14 d可溶性糖含量沒有明顯的下降,14～28 d顯著上升,從28 d開始迅速下降并在42 d時(shí)到達(dá)最低值。

圖3 不同溫度處理下卷丹百合珠芽可溶性糖含量Fig.3 Soluble sugar content in bulbils of L.lancifolium under different temperature treatments

2.4 不同溫度處理對(duì)卷丹百合珠芽淀粉含量的影響由圖4可知,不同溫度處理對(duì)珠芽淀粉含量影響顯著。處理14 d開始各溫度處理的珠芽淀粉含量均迅速上升,28 d時(shí)達(dá)到峰值,處理溫度越低上升幅度越小,此時(shí)5 ℃處理珠芽淀粉含量最低,其次為10、15 ℃處理,20 ℃處理的淀粉含量最高。處理28 d后開始逐漸下降,56 d時(shí)珠芽?jī)?nèi)淀粉含量仍為20 ℃最高(52.45 mg/g),其次為15、10 ℃,5 ℃處理最低。

圖4 不同溫度處理下卷丹百合珠芽淀粉含量Fig.4 Starch content in bulbils of L.lancifolium under different temperature treatments

2.5 不同溫度處理及處理時(shí)間對(duì)卷丹百合珠芽出苗情況的影響將不同溫度處理的珠芽分別在處理14、28、42和56 d后進(jìn)行栽植,觀察其出苗情況,5 ℃處理56 d的珠芽出苗速度最快,且出苗率最高(56.67%)。低溫處理時(shí)間會(huì)顯著影響出苗速度及出苗率,處理14、28、42 d進(jìn)行栽植的珠芽出苗率顯著低于處理56 d。10 ℃與15 ℃處理28 d為最佳處理時(shí)間,播種42 d后出苗率分別達(dá)33.33%和36.67%,顯著高于其他處理時(shí)間。20 ℃處理下,處理42 d是最佳處理時(shí)間,播種后出苗率為40%,顯著高于其他處理時(shí)間(圖5)。

注:a.5 ℃處理;b.10 ℃處理;c.15 ℃處理;d.20 ℃處理Note:a.5 ℃ treatment,b.10 ℃ treatment,c.15 ℃ treatment,d.20 ℃ treatment圖5 不同溫度處理及處理時(shí)間對(duì)卷丹百合珠芽出苗率的影響Fig.5 Effect of different temperature treatments and treatment times on emergence rate of L.lancifolium bulbils

3 討論

卷丹百合珠芽與其鱗莖一樣,具有自然休眠的特性,溫度處理的主要作用是利用冷量積累來打破休眠。人們常采用低溫處理的方式來打破鱗莖類植物的休眠,如唐菖蒲[15]、新鐵炮百合[16]、郁金香[17]等均采用低溫儲(chǔ)藏的方式打破休眠,促進(jìn)萌發(fā)和生長(zhǎng)。不同植物或同種植物不同器官的休眠程度不一致,因此打破休眠所需的冷量積累不同,對(duì)低溫處理的溫度要求也不同。該研究結(jié)果表明,5 ℃低溫處理珠芽,更有利于打破珠芽休眠,提高其出苗速度和出苗率。這與張恪等[18]的研究結(jié)果基本一致。

研究認(rèn)為種子休眠水平和萌發(fā)時(shí)間取決于種子發(fā)育和成熟的時(shí)間[19],組織含水量不僅是判斷種子成熟度的重要指標(biāo),而且能夠反映種子水分狀況和保水能力,直接影響種子的萌發(fā)和生長(zhǎng)發(fā)育[20]。該研究通過比較不同溫度處理下珠芽的水分含量,發(fā)現(xiàn)5 ℃處理下珠芽組織含水量下降幅度最慢,表明在5 ℃低溫下珠芽水分散失最慢,較為充足的水分保證了其內(nèi)部的生理代謝活動(dòng),有利于其休眠的解除。李芙等[21]對(duì)葡萄休眠進(jìn)程中花芽?jī)?nèi)組織含水量的研究表明,組織含水量越低,下降幅度越大,代謝越弱,其休眠程度越深。因此在珠芽打破休眠過程中,采用低溫處理保持較高的組織含水量更有利于休眠的解除。

可溶性蛋白含量的變化與珠芽的休眠進(jìn)程密切相關(guān)。該研究結(jié)果表明,各溫度處理下隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)珠芽?jī)?nèi)可溶性蛋白含量逐漸增加,5 ℃處理56 d后其含量高于其他處理,但不同溫度處理之間并無顯著差異。表明珠芽在休眠解除過程中,可溶性蛋白含量會(huì)隨著生理代謝活動(dòng)的增強(qiáng)而逐漸增多,這與馬爽[22]低溫誘導(dǎo)野生卷丹百合后鱗莖可溶性蛋白含量的變化趨勢(shì)相反,這可能是與卷丹百合珠芽解除休眠有關(guān)。

糖含量的變化是碳水化合物代謝的關(guān)鍵指標(biāo),可溶性糖和淀粉在維持碳水化合物供需平衡中起著重要作用[23]?？扇苄蕴遣粌H是代謝的中間產(chǎn)物,也是呼吸消耗的底物,其含量直接反映了植株體內(nèi)代謝反應(yīng)和呼吸作用的強(qiáng)度。該研究中5 ℃處理56 d后卷丹百合珠芽?jī)?nèi)可溶性糖含量顯著高于其他處理,表明該溫度處理有效提高了珠芽?jī)?nèi)部代謝水平。徐淑萍等[24]研究發(fā)現(xiàn)“卡薩布蘭卡”“達(dá)諾”和“黃寶貝”3個(gè)百合品種鱗莖內(nèi)部可溶性糖含量隨著低溫解除休眠的進(jìn)程顯著增加。何桂芳等[25]對(duì)“索蚌”和“西伯利亞”2個(gè)百合品種的鱗莖進(jìn)行低溫解除休眠,發(fā)現(xiàn)2個(gè)品種內(nèi)層與外層鱗片中可溶性總糖含量均隨著冷藏天數(shù)增多而逐漸增加。可溶性糖是淀粉合成的底物,其含量與淀粉的積累密切相關(guān)[26]。該研究發(fā)現(xiàn)各溫度處理14～28 d時(shí)可溶性糖含量均有所上升,此時(shí)各處理的淀粉含量迅速升高,隨后淀粉含量緩慢下降,這在馬鈴薯[27]低溫儲(chǔ)藏中也有類似報(bào)道,認(rèn)為可能與淀粉向還原糖轉(zhuǎn)化受阻有關(guān)。此外,該研究發(fā)現(xiàn)各溫度處理28 d后珠芽的淀粉含量開始下降,說明此時(shí)珠芽?jī)?nèi)淀粉開始被消耗為珠芽休眠的解除提供能量,這與高春英等[28]、樊金萍等[4]的研究結(jié)果一致。

4 結(jié)論

利用卷丹百合珠芽作為“種子”進(jìn)行繁殖,5 ℃冷藏處理56 d是最佳地選擇,能較好地保持珠芽體內(nèi)正常生理代謝活動(dòng),避免過多消耗營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),快速解除休眠,提高珠芽的發(fā)芽速度和發(fā)芽率。