胡彬杰,白瑞琴,尹晶晶,王紅彬,胡月軍
(1.內蒙古農業(yè)大學園藝與植物保護學院,內蒙古呼和浩特 010011;2.呼和浩特市新城區(qū)科學技術局,內蒙古呼和浩特 010050;3.赤峰市林西縣農牧局蔬菜站,內蒙古林西 025250)
百合是集觀賞、食用、藥用價值于一身的重要經(jīng)濟作物,以清新脫俗、雅致、純潔深受人們的喜愛,是國際花卉市場的主流產品[1]。食用百合產業(yè)是我國重要的地方性特色農業(yè)產業(yè),在增加農民收入、豐富農產品市場等方面發(fā)揮著重要作用。近年來,沂水食用百合是最受歡迎的百合品種之一。沂水食用百合花色艷麗,口感清甜,耐陰、抗凍、抗旱,適應性強,功能性強,在食用、保健、觀賞、園林綠化方面均有發(fā)展[2-3]。
目前,百合的研究主要集中在觀賞百合上,且大多是圍繞觀賞用百合的花香、花型、花期、花色、切花壽命、抗性和株型等方面進行。目前對食用百合的研究主要集中在脫毒防病、組織培養(yǎng)、病害防治等栽培養(yǎng)護技術方面[4]。
在離體培養(yǎng)條件下,百合可利用多種組織和器官繁殖。一般來說,鱗片是百合再生過程中最常見的外植體類型。選擇鱗片最佳分化部位是組織培養(yǎng)能否成功的關鍵。激素在百合植物組織培養(yǎng)過程中起著至關重要的作用。食用百合對激素的需要量取決于其自身內源激素的水平,而這一水平隨植物種類、組織部位等條件的不同而不同[5]。百合植物組織培養(yǎng)過程中較常用的植物生長調節(jié)劑有生長素、細胞分裂素、赤霉素、乙烯、脫落酸等[6],在食用百合組織培養(yǎng)的不同階段,添加適當濃度的生長素和細胞分裂素,對其增殖分化和生根具有一定的促進作用。
本試驗以沂水食用百合為試驗材料,進行了組培快繁試驗,旨在研究食用百合外植體的選擇及植物生長調節(jié)劑在不定芽誘導、增殖培養(yǎng)和生根培養(yǎng)過程中的影響,建立沂水食用百合離體快繁技術體系,為獲得大量優(yōu)質百合種球及其在內蒙古地區(qū)擴大試種和產業(yè)化、規(guī)?;a提供技術支持。本試驗填補了內蒙古食用百合研究空白,為下一步食用百合產業(yè)的發(fā)展提供了理論基礎。
以內蒙古農業(yè)大學引種馴化的沂水食用百合N6 為試驗材料,選取生長健壯、表面光滑、無病蟲害且直徑在5~8 cm 的種球鱗片作為外植體。
1.2.1 培養(yǎng)基的配置 試驗所用培養(yǎng)基為MS 培養(yǎng)基,添加7 g/L 瓊脂粉,pH 值調至5.8~6.0。根據(jù)需要添加植物生長調節(jié)劑(NAA、6-BA、IBA)、蔗糖等,培養(yǎng)條件為(25±2)℃,光照強度為3 000 lx,光照16 h/d 以上。
1.2.2 外植體不同部位芽誘導試驗 將種球用自來水流水沖洗2 h 后轉移到超凈工作臺上,并先用75%酒精消毒30 s,再用2.5%次氯酸鈉滅菌7 min,并用無菌水洗滌3 次后,將食用百合鱗莖剝去最外層鱗片,將剩余鱗片分為內、中、外層,每個鱗片再分上、中、下3 個部位進行試驗。在操作臺上沿鱗片周圍切去1 mm,隨后橫切為0.5 cm×0.5 cm 的方塊。將鱗片薄層平鋪于誘導培養(yǎng)基中,用鑷子按住外植體,使一半厚度的外植體插入MS 培養(yǎng)基,每瓶接種3 個外植體,每處理10 瓶。30 d 后統(tǒng)計污染個數(shù)并計算污染率和誘導率。
1.2.3 不定芽的誘導 試驗采用二因素三水平試驗設計,將消毒后的鱗片分別接種到含有不同濃度6-BA(0.5、1.0、2.0 mg/L)和NAA(0.1、0.5、1.0 mg/L)的培養(yǎng)基中,以不加任何激素的MS 培養(yǎng)基為對照,共9 個處理,每處理10 瓶,每瓶接種3 個外植體。30 d 后統(tǒng)計誘導率和生長狀況。
1.2.4 不定芽的增殖 試驗采用二因素三水平試驗設計,取生長旺盛的無菌苗,將葉片較寬厚的部分切成長1 cm 左右的小段接種到含有不同濃度6-BA(0.5、1.0、1.5 mg/L)和NAA(0.1、0.2、0.3 mg/L)的培養(yǎng)基中,以不加任何激素的MS 培養(yǎng)基為對照,共9 個處理,每處理10 瓶,每瓶接種3 個外植體。觀察植株長勢,30 d 后統(tǒng)計增殖系數(shù)。
1.2.5 不定芽的生根 試驗采用二因素三水平試驗設計,選取長至2.00 cm 以上、尚未生根的健壯組培苗分別接種到含有不同濃度NAA(0.10、0.50、1.00 mg/L)、IBA(0.10、0.20、0.30 mg/L)的MS 培養(yǎng)基中,每處理10 個瓶,每瓶接3 個。觀察生根情況,30 d后統(tǒng)計生根率、平均生根數(shù)、根長度。
1.2.6 煉苗、移栽 將生根后的組培苗進行煉苗、移栽:先打開三角瓶口,3 d 后取出并洗凈附著在根部的培養(yǎng)基,然后分別移栽到裝有國產草炭土、進口基質、水苔和草炭土+水苔的花盆中,放于通風良好的環(huán)境,適當遮陰。30 d 后統(tǒng)計成活率、株高及長勢情況。
1.2.7 統(tǒng)計分析 試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2000 軟件進行基本處理,采用SPSS 25.0 軟件對試驗整理數(shù)據(jù)進行方差分析、多重比較。數(shù)據(jù)的表示形式為平均值±標準差。
由表1 可知,百合鱗片外層污染率較高,且與內層、中層存在顯著差異(P<0.05),誘導率較低;內層誘導率高,污染率相對較低。同層次鱗片上部污染率高,誘導率偏低;中部污染率相對較低,誘導率最高??梢?,最佳外植體部位為鱗莖的內層中部鱗片(圖1)。
表1 外植體污染率和誘導率
圖1 沂水食用百合鱗莖不同層次中部鱗片誘導情況
由表2 可知,不同處理對沂水食用百合不定芽的誘導率影響不同,處理8 與處理9 差異不顯著(P>0.05),與其他處理差異顯著(P<0.05)。處理9(1.0 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA+MS)的誘導率最高,為96.67%,植株長勢較好,葉綠、苗健壯。可見,沂水食用百合最佳不定芽誘導培養(yǎng)基為1.0 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA+MS(圖2)。
圖2 處理9 與CK 的不定芽誘導對比
表2 不同處理沂水食用百合不定芽誘導率
由表3 可知,不同處理對沂水食用百合的增殖系數(shù)影響較大,處理1 與處理9 差異不顯著(P>0.05),與其他處理差異顯著(P<0.05)。處理1(0.1 mg/L NAA+0.5 mg/L 6-BA+MS)的增殖系數(shù)最高,為3.67,其不定芽成簇生長,苗健壯,植株長勢最佳;CK 和處理7(0.3 mg/L NAA+0.5 mg/L 6-BA+MS)增殖系數(shù)較低,長勢較差,葉淺綠且較細??梢姡仕俸献罴言鲋撑囵B(yǎng)基為0.1 mg/L NAA+0.5 mg/L 6-BA+MS(圖3)。
圖3 不同處理對沂水食用百合不定芽增殖的影響
表3 不同處理對沂水食用百合不定芽增殖的影響
由表4 可知,不同處理對沂水食用百合的不定芽生根影響較大,處理5 與處理6 的根數(shù)、根長、生根率差異不顯著(P>0.05),與其他處理差異顯著(P<0.05)。處理6(0.5 mg/L NAA+0.3 mg/L IBA+MS)的生根率最高,為93.33%;根數(shù)最多,為14 條;根長最長,為3.67 cm??梢?,沂水食用百合最佳生根培養(yǎng)基為0.5 mg/L NAA+0.3 mg/L IBA+MS(圖4)。
圖4 CK 與處理6 的不定芽生根對比
表4 不同處理對沂水食用百合不定芽生根的影響
由表5 可知,處理4 的成活率最高,為90%;株高高于其他處理,為7.75 cm??梢姡仕秤冒俸献罴岩圃曰|為國產草炭土+水苔。
表5 不同基質對移栽苗成活率的影響
試驗以沂水食用百合鱗片為外植體誘導不定芽,目的是篩選出最佳百合鱗莖部位和層次。不同鱗片部位依次為內層>中層>外層,中部>下部>上部。不同百合外植體取材部位的不同,其誘導能力不同。分析原因可能是內源激素的含量不同,其促進和抑制鱗片生長的作用不同[7]。該結果與王雅楠[8]對新疆百合鱗片研究結果相同,與鄭鑫[9]對亞洲百合鱗片研究結果不同,其原因可能與不同百合品種差異有關。
在不定芽誘導的試驗中,以NAA/6-BA 組合誘導消毒后的鱗片,通過直接再生途徑生成不定芽,表明高濃度的6-BA 和NAA 誘導不定芽效果最好,而對照組誘導率較低,植株長勢弱,該結果與張旭紅[10]和柳玉晶等[11]研究不符(1.0 mg/L NAA+0.1 mg/L 6-BA+MS)。張旭紅[10]研究發(fā)現(xiàn),低濃度6-BA 會促進不定芽的誘導而高濃度會抑制,與王雅楠[8]研究新疆百合鱗片相符,其結果是0.5 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA+MS 為最佳不定芽誘導培養(yǎng)基,與本試驗結果相似。在不定芽增殖試驗中,以NAA/6-BA 組合誘導無菌苗葉片通過直接再生途徑生成不定芽,結果表明,低濃度NAA 和適中濃度的6-BA 對不定芽增殖效果最好,該結論與王雅楠[8]結果相近(0.05 mg/L NAA+0.5 mg/L 6-BA+MS)。楊子賢等[12]研究發(fā)現(xiàn),在MS+1.00 mg/L 6-BA+0.50 mg/L NAA 的培養(yǎng)基中香水百合和東方百合有較好的增殖效果。分析原因為兩種激素存在交互作用,對植株長勢和增殖分化起重要作用。在激素誘導不定芽生根試驗中,適中濃度的NAA 與較高濃度的IBA 有利于百合生根。張旭紅[10]研究得出,卷丹百合和歐洲百合不定芽在培養(yǎng)基MS+0.1 mg/L NAA+6%蔗糖的生根培養(yǎng)中生根率均達100%,總體生根狀況良好。虞泓等[13]研究表明,大百合在生根培養(yǎng)基MS+2.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA+3%蔗糖上經(jīng)過30 d,接種的5 cm 芽條生根率在95%以上。王雅楠[8]對新疆百合試管苗進行生根培養(yǎng)得到最適生根培養(yǎng)基為1/2 MS+0.20 mg/L NAA+0.20 mg/L IBA,生根率達100%。在本試驗中,草炭土∶水苔為1∶3 移栽成活率最高。王雅楠[8]在對新疆百合試管苗進行煉苗移栽試驗中發(fā)現(xiàn),草炭∶珍珠巖∶蛭石為1∶2∶1 的混合基質更有利于新疆百合試管苗移栽后生長,成活率達71.12%。而孫冬青[14]在對亞洲百合“精粹”試管苗的馴化移栽中發(fā)現(xiàn),珍珠巖∶泥炭土為1∶3 的混合基質移栽效果最好,成活率為98%。楊薇紅等[15]以亞洲百合品種“Asiatic hybrid”為試驗材料,發(fā)現(xiàn)珍珠巖∶蛭石∶腐殖土為1∶1∶1 的基質移栽成活率最高。本試驗與前人研究結果不同,可能是品種間存在差異及栽植環(huán)境不同導致的。