亚洲百合试管苗生根移栽的研究

亚洲百合试管苗生根移栽的研究

　收稿日期:2009205206　修回日期:2009206202　基金项目:国家自然科学基金项目(30371013);863计划项目子课题(2007AA10Z182)。　作者简介:郭美,女,在读硕士,主要从事园林植物与观赏园艺研究。E 2mail :guomei271@163.com 3通讯作者:刘雅莉,副教授,硕士生导师。

郭　美,刘雅莉3,王跃进,张宗勤,刘　娜

(农业部西北园艺植物种质资源利用重点开放实验室;陕西省农业分子生物学重点实验室;

西北农林科技大学园艺学院,陕西杨陵712100)

摘　要:以亚洲百合‘精粹’

(L ili um Asiatic hybrid cv.‘Elite ’)试管苗为试验材料,通过不同浓度激素、活性碳与大量元素处理,建立亚洲百合生根移栽体系。结果显示,低浓度的NAA (0.1～0.2mg ·L -1)有利于根的诱导,生根率均达100%;大量元素1/4MS 处理更适合试管苗的生根和小鳞

茎形成;“IBA +AC ”处理最佳组合是2.0mg ·L -1IBA +0.1%AC ;鳞茎直径≥9mm 的试管苗去顶4℃低温冷藏4周,移栽后喷施1/2MS 营养液,长势最好,成活率达到100%。本试验获得适宜亚洲百合的生根移栽技术体系:生根最佳配方为1/4MS +0.1～0.2mg ·L -1NAA 或1/4MS +2.0mg ·L -1IBA +0.1%AC ;最佳移栽技术为选取鳞茎直径5～7mm 的试管苗去顶,4℃低温冷

藏4周后移栽,栽后喷施1/2MS 或MS 营养液。关键词:亚洲百合;试管苗;生根;移栽

中图分类号:S604.4　　　文献标志码:A 　　　文章编号:100127461(2010)022*******

I n vit ro Plantlet Rooting and Transplanting of L ili um Asiatic Hybrid

GU O Mei ,L IU Ya 2li 3,WANG Yue 2jin ,ZHANG Zong 2qin ,L IU N a

(Key L aboratory of Horticult ural Pl ant Germ plasm Resources and Genetic I m p rovement in N ort hwest China of Mi nist ry of A gricult ure ,Key L aboratory f or Molecul ar B iolog y of A g ricult ure of S haanx i Provi nce ,College

of Horticult ure ,N ort hwest A &F Uni versit y ,Yangling ,S haanx i 712100,China )

Abstract :U sing t ube plantlet s of L ili um Asiatic hybrid cv.‘Elite ’as t he test material ,rooting and t rans 2planting system was established by t he t reat ment of t he hormones wit h different concent rations ,activated carbon ,and macro element s.The result s showed t hat NAA at low concentrations (0.1～0.2mg ·L -1)was more beneficial for root induction ,t he rate of rooting was up to 100%.1/4MS was more suitable to deal wit h t he plantlet rooting and form small bulb.The optimal ratio of IBA and AC for rooting was 2.0mg ·L -1IBA +0.1%AC.The i n vit ro growt h of plantlet s were t he st rongest ,and survival rate was 100%after incubating at 4℃for 4weeks when t he diameter of bulblet was ≥9mm.The mo st suitable system of rooting and t ransplanting was established :1/4MS +0.1-0.2mg ·L -1NAA or 1/4MS +2.0mg ·L -1IBA +0.1%AC were t he best formula ,and t he best t ransplanting for i n vit ro plantlet s was to choose di 2ameter of bulblet t hat was about ≥9mm and cut it s leaves ,after 4℃low 2temperat ure ref rigeration for 4weeks ,and t hen sp ray wit h 1/2MS or MS nourishing cream.

K ey w ords :L ili um Asiatic hybrid ;i n vit ro plantlet ;rooting ;t ransplanting

　　百合(L ili um spp.)作为世界著名的鲜切花,具有极高的观赏和经济价值,在花卉市场中占有一定的份额。传统的分球繁殖方法由于存在自身繁殖率

低,易感病造成种球退化等问题,已经很难满足切花生产的需要。利用组织培养技术可极大地提高繁殖系数,具有脱毒和迅速更新品种等优点,在百合微

繁方面已有许多成功的报道[1]。在多数情况下,离体繁殖成功的植物,在转移到体外环境后由于试管苗质量或温度、湿度、光照、氧气和微生物等的影响而不能存活,繁殖体成活率很低[2]。试管苗生根和移栽是百合组织培养中的重要环节,而转基因百合植株与未转基因百合植株相比,具有生长缓慢,生长势弱,易产生变异,后期栽培易感病等突出问题。在所有百合栽培品种中,亚洲百合长势相对较弱,因此建立一个高效稳定的亚洲百合生根移栽壮苗体系是非常必要的。虽然国内外已经对一些百合品种进行了生根和移栽研究[327],但对亚洲百合‘精粹’品种尚无系统报道。

试验以亚洲百合‘精粹’为试验材料,根据其组培苗的特性,对其试管苗生根、移栽技术进行了系统的研究,寻求有效的壮苗生根配方和移栽技术,旨在建立一套完善的亚洲百合试管苗生根移栽技术体系,为已获得的亚洲百合转基因植株移栽及其新品种的推广奠定一定的基础。

1　材料与方法

1.1　材料

亚洲百合‘精粹’

(L ili um Asiatic hybrid cv.‘Elite ’)试管苗。1.2　方法

1.2.1　试管苗生根及小鳞茎形成试验　选择鳞茎

大小基本一致的试管苗,无菌操作接种于以下各处

理培养基(p H5.8)中,每处理重复3次,每次6瓶。培养室温度为20±2℃,每天光照12h ,光强1200～1300lx 。培养40d 后观察统计鳞茎的生根、壮苗等情况。

不同浓度NAA 处理:浓度分别为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mg ·L -1,以1/2MS 为基本培养基。

大量元素处理:为1/4MS 、1/2MS 、MS (C K )、3/2MS 、2MS ,附加0.2mg ·L -1NAA 及0.1%的

活性炭。

活性炭(AC )与IBA 浓度双因子试验:设AC 浓度为0.0%、0.1%、0.2%;IBA 浓度为0.0、1.0、2.0

mg ·L -1,以1/2MS 基本培养基。

1.2.2　试管苗移栽试验　试管苗移栽前常温炼苗1周,然后小心取出试管苗,洗净根部培养基。移栽

基质为珍珠岩∶泥炭(1∶1),经121℃高压灭菌30min ,再用1000倍多菌灵搅拌后使用。移栽3d 后

给盖在苗子上的塑料杯剪出3个口,1周后去掉塑料杯。移栽苗生长条件为温度20～25℃,湿度75%～90%,光照1200～1300lx 。每处理30株,30d 后观察统计其成活率及成活苗的生长情况。

移栽前处理对比试验:移栽前选取鳞茎直径在5～7mm 生长健壮的生根苗,设4个处理去顶冷

藏、留顶冷藏、去顶常温及留顶常温,其中以留顶常温为对照。冷藏条件4℃,时间为4周。

不同大小的试管苗移栽对比试验:选用鳞茎直径分别为≤3mm ,5～7mm ,≥9mm 的生根苗进行移栽。

不同浓度的MS 营养液对移栽后试管苗生长的影响:选取鳞茎在5～7mm 生长健壮的生根苗进行移栽,每周分别喷施1次不同浓度的营养液,设计浓

度分别为清水(C K )、1/8MS 、1/4MS 、1/2MS 、MS 5个处理。

1.2.3　数据处理　在试管苗生根及小鳞茎形成试

验中,对于平均鳞茎直径、平均根数、平均根长测定指标的数据采用SAS 软件进行分析。

2　结果与分析

2.1　试管苗生根及小鳞茎形成试验

2.1.1　NAA 对亚洲百合生根及小鳞茎形成的影

响　表1表明,低浓度的NAA 有利于根的诱导。随着NAA 浓度的增加,平均鳞茎直径、平均根数、平均根长、结鳞茎率和长根率均呈下降趋势,低浓度

(0.1、0.2mg ·L -1)生根和结鳞茎率效果较好,平均根数、平均根长、生根及结鳞茎率均较高,且平均根长与高浓度(0.3、0.4、0.5mg ·L -1)NAA 的处理差异极显著。综合考虑,低浓度的NAA 对亚洲百合生根及小鳞茎形成有促进作用。

表1　NAA 对试管苗生根及小鳞茎形成的影响

Table 1　Effect s of NAA on rooting and bulbils formation of plantlet s in vit ro

NAA/(mg ·L -1)

平均鳞茎直径/cm

平均根数/条

平均根长/cm

结鳞茎率/%

长根率/%

0.10.56±0.01bc 6.06±0.06 1.41±0.01a 1001000.20.58±0.02bc 5.72±0.06a 1.30±0.02b 1001000.30.53±0.02c 5.33±0.19b 0.57±0.01d 94830.40.60±0.03ba 5.72±0.06a 0.52±0.01e 78780.5

0.±0.01a

5.94±0.01a

1.20±0.01c

67

72

注:“±”的前部分为平均值,后部分为标准差;同列中具有相同字母表示差异不显著,多重比较采用邓肯法;小写字母代表在0.05水平上差异显著性(表2、表3、表4同)

7

7第2期郭　美等　亚洲百合试管苗生根移栽的研究

表2　大量元素浓度对试管苗生根及小鳞茎形成的影响

Table2　Effect of macroelement concentration on rooting and bulbils formation of plantlet s in vit ro

大量元素浓度平均鳞茎直径/cm平均根数/条平均根长/cm结鳞茎率/%长根率/% 1/4MS0.76±0.01a 3.67±0.10a 3.46±0.10a100100 1/2MS0.±0.00b 3.56±0.06a 3.23±0.13a100100 MS(CK)0.±0.01b 2.56±0.11b 2.59±0.10b3994 3/2MS0.66±0.02b 1.±0.15c 1.56±0.03c7278 2MS0.±0.01b 1.44±0.06d0.66±0.04d3939

2.1.3　IBA与活性炭用量配比对亚洲百合生根及小鳞茎形成的影响　表3表明,IBA、AC及IBA与AC的交互作用对亚洲百合的鳞茎直径、根数、根长和株高的影响差异均达到了极显著水平。不同的“IBA+AC”组合处理,对亚洲百合的鳞茎直径、根数和根长的影响差异极显著,AC0.1+IBA2.0的处理适合亚洲百合‘精粹’试管苗的生根和小鳞茎形成。

表3　IBA与活性炭用量配比对试管苗生根及小鳞茎形成的影响Table3　Effect s of IBA and AC on rooting and bulbils formation of plantlet s in vit ro

处理AC浓度

/%

IBA浓度

/(mg·L-1)

平均鳞茎直径

/cm

平均根数

/条

平均根长

/cm

结鳞茎率

/%

长根率

/%

S10.00.44±0.01d0.00±0.00h0.00±0.00h00 S20 1.00.55±0.01c 5.17±0.00e0.55±0.01f28 S3 2.00.55±0.01c 6.67±0.10d0.80±0.00e7833 S40.00.43±0.01d 2.56±0.06g0.44±0.01g566 S50.1 1.00.68±0.00b7.83±0.10c 1.30±0.03c9494 S6 2.00.78±0.01a9.06±0.15a 3.19±0.07a100100 S70.00.46±0.01d 2.44±0.06g0.43±0.01a3317 S80.2 1.00.67±0.00b 4.67±0.10f0.98±0.03d6767 S9 2.00.57±0.02c8.50±0.10b 2.83±0.01b5683

2.2　试管苗的移栽

2.2.1　冷藏、去顶试管苗移栽对比试验　从表4看

出,试管苗经4℃低温冷藏4周后移栽,其新叶片

数、株高和长势情况明显优于处于常温的试管苗;冷

藏去顶与冷藏留顶二者比较,前者植株高大,叶片

多,长势强;而处于常温的试管苗,留顶的要优于去

顶的。故百合试管苗移栽前最好去顶冷藏,若不冷

藏建议留顶,移栽后加强营养,防止叶片发黄。

表4　植株冷藏、去顶对试管苗移栽苗生长的影响

Table4　Effect s of cold storage and leaf treat ment

on t he growt h of bulbils

处理移栽数

/株

新叶

片数/片

株高

/cm

成活率

/%

长势

去顶冷藏30 1.93 6.86100+++

留顶冷藏30 1.72 5.07100++留顶常温(CK)30 2.00 5.88100++去顶常温30 1.17 3.95100-注:-、+、++、+++、++++分别代表植株生长势很弱、弱、一般、强或较强(表6、表7同)

2.2.2　不同大小的试管苗移栽的对比试验　不同大小的试管苗移栽后生长状况不同。从表5可见,随试管苗鳞茎直径的增大,其移栽成活率、株高均升高,长势增强。在同样的栽培条件下,鳞茎直径≥9 mm的试管苗,移栽后植株最高,叶片浓绿,长势较强;其次是鳞茎直径为5～7mm的试管苗;直径≤3 mm的试管鳞茎,移栽成活率最低,只有60%,植株最矮,叶片发黄长势弱,说明试管苗本身的大小对移栽和后期的生长至关重要。

表5　不同大小的试管苗移栽的对比试验Table5　Comparison wit h bulbils growt h from different sizes

鳞茎直径

/mm

移栽数

/株

株高

/cm

成活率

/%

长势≤330 3.6760-

5～730 6.04100++

≥9308.32100++++ 2.2.3　不同浓度的MS营养液对移栽后试管苗生长的影响　当基质中缺乏营养时,会抑制移栽苗的生长。在移栽中,为了提高成活率,需要喷施营养液来补充营养,促进其生长,且不同浓度的营养液对百

87西北林学院学报25卷　合移栽苗的生长作用不同。由表6可见,喷施不同浓度的营养液能促进移栽苗的生长,其成活率均在96%以上。1/2MS和MS的营养液喷施效果好,试验苗叶片浓绿,株高较高,生长健壮。

表6　不同浓度的营养液对移栽后试管苗生长的影响Table6　Effect of different concentrations of fertilize

on t he growt h of bulblet

处理移栽数/株株高/cm成活率/%长势清水(CK)30 5.1+

1/8MS30 6.5396++

1/4MS30 5.9596+++

1/2MS308.36100++++

1MS307.63100++++

3　结论与讨论

影响百合试管鳞茎生根及移栽成活率的因素是多方面的,如外植体来源、激素种类及其质量浓度、大量元素浓度、光照、温度等。有关鳞球生根的报道较多,所选取的基本培养基有1/2MS[829]、MS[10],添加的激素有IAA、62BA和IBA及其组合等。研究结果表明,低浓度NAA有利于亚洲百合生根结鳞茎,其最适宜的浓度为0.1～0.2mg·L-1;大量元素也影响亚洲百合结鳞茎的形成和生根,张延龙等[11]研究认为,高浓度的大量元素有利于试管鳞茎的形成和膨大,试验还表明,较低浓度的大量元素有利于亚洲百合的生根,这与陈燕霞[12]的研究一致。

AC能吸附培养基中的有害物质[13],为组培苗生根提供暗环境,因此有助于组培苗的生根,但AC 浓度不宜过大,AC对生根激素同时具有吸附作用,高浓度的AC会影响试管苗对植物激素的利用,本试验表明适宜浓度为0.1%。与激素(IBA)的配合使用时,最佳浓度为2.0mg·L-1。

试管鳞茎具有休眠的特性,移栽成活受多种因子制约。本研究表明,试管苗直径越大,移栽成活率越高,在5～7mm以上的试管苗,只要管理得当,一般成活率能达到100%。经4℃去顶冷藏4周的试管苗移栽后生长情况最好,其次是冷藏留顶,再次是常温留顶,常温去顶的生长最差。这与Geert等[14]的观点一致。许多植物都有休眠器官,其功能是能在恶劣的环境下生存,体外诱导这一器官能显著改善植物在适应过程中生存能力。温度是影响诱导体外存储器官的所有因素中最主要的[2]。Stimart[15]等,Higgins[16]等研究表明,百合试管鳞茎经过1～10℃的低温处理可以解除其休眠。本研究亚洲百合‘精粹’经过4℃低温储藏4周即能打破休眠。移栽基质缺乏营养时,会抑制移栽苗的生长。故移栽后,为提高成活率,需喷施营养液为试管苗补充营养,促进其生长。本研究认为亚洲百合进行移栽时喷施1/2MS营养液效果最好。另外,百合对土壤的肥力,理化性质,p H等要求较高,需腐殖质丰富,通透性好,p H为4.5～6.8的基质。所以移栽时要注意湿度的控制和基质的选择。

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