金石和伯爵百合鱗莖誘導及膨大研究

常 琳，杜 方，王麗婷，李興桃，張鮮艷，樊俊苗

（山西農業大學園藝學院，山西 太谷 030801）

百合是百合科（Liliaceae）百合屬（Lilium）所有種、亞種、變種和品種的統稱[1]，我國作為世界百合的起源中心，原產的百合種類有47個種及18個變種，分布于全國各省[2]。經過70 a的育種歷程，在英國皇家園藝學會注冊登錄的品種達10 000種[3]，這些品種隸屬于亞洲百合雜種系（A）、東方百合雜種系（O）、麝香百合雜種系（L）、喇叭百合雜種系（T）、麝亞百合雜種系（LA）和東喇百合雜種系（OT）等[4]。不同品種的繁殖能力不同，組織培養已成為快速擴大百合種球繁殖數量、避免種性退化的主要繁殖方式之一[5]。

目前，利用百合外植體誘導愈傷和小鱗莖的報道較多[6-10]，但使所誘導小鱗莖快速膨大的研究并不多，且針對不同品種的研究結果并不一致[11-14]。研究發現，激素配比、蔗糖含量、光周期等均可能影響鱗莖膨大程度。培養基中只含0.3 mg/L NAA利于Casa Blanca和Hinomoto鱗莖的形成和膨大，而Mona卻在不加植物生長調節劑培養基中膨大效果最好[11]。周玲云等[12]研究認為，培養基中含60 g/L的蔗糖對瀘定百合鱗莖膨大效果最好，而張艷波[13]研究認為，培養基中含90 g/L的蔗糖對毛百合鱗莖膨大效果最好。對瀘定百合（Lilium sargentiae）的研究表明，全黑暗與8 h/d的光照對試管鱗莖的膨大均有效果，且差異不顯著[12]；但對卷丹的研究表明，8 h/d的光照對試管鱗莖的膨大效果顯著優于全黑暗條件[14]。可見，不同種類的百合對蔗糖、光照和激素的敏感程度不同，因此，有必要為新品種鱗莖誘導及膨大篩選最適的培養方案。金石（Golden Stone）是麝亞百合雜種系的品種，其突出特點是抗性強；伯爵（Album）是一類東方百合，花朵微微下垂，花瓣反卷，花姿十分優美，這2種百合是山西農業大學所引種百合中表現最為突出的品種，目前尚未見對其鱗莖誘導及膨大的研究報道。

山西農業大學百合課題組利用花器官通過組織培養的方法誘導出愈傷組織。本試驗以金石和伯爵這2種材料的愈傷組織為材料，研究外源激素、蔗糖以及光周期對其鱗莖誘導和膨大的影響，以期探索一套促進百合鱗莖形成和快速膨大的技術體系，為這2個品種種球的商業化生產提供依據。

1 材料和方法

1.1 材料

供試材料為百合金石（Golden Stone）和伯爵（Album）的愈傷組織，由山西農業大學園藝學院組培室提供。培養室培養溫度為（25±2）℃。

1.2 方法

1.2.1 小鱗莖誘導 在MS培養基中添加不同濃度的外源激素，將愈傷組織分割成1 cm×1 cm的小塊，接入不同培養基中，每個處理共接種20塊愈傷組織，每瓶5塊，共4瓶，重復3次。以MS和60 g/L蔗糖為基本培養基，添加不同濃度激素，共3個處理：處理1.NAA0.1mg/L＋6-BA3.0mg/L；處理2.NAA 1.0 mg/L＋6-BA 3.0 mg/L；處理3.NAA 1.0 mg/L＋6-BA2.0 mg/L。將上述方法培養的金石組培苗的葉片切成2 cm×2 cm的小段，根切成長度為0.5 cm的小段，接種到處理3的培養基上，觀察小鱗莖的誘導。

1.2.2 鱗莖膨大培養 在MS基本培養基中添加不同質量濃度的蔗糖：30，60，90，120 g/L。每處理接種4瓶，每瓶3個小鱗莖，重復3次。每45 d轉接一次，培養90 d后剪去鱗莖葉片和根，進行統計。每處理的2瓶放入暗培養環境，以光培養（光照14 h，光強3 000 lx）為對照。培養前測量初始鮮質量，培養90 d后再次測量鮮質量。

1.3 數據處理

采用Microsoft Excel 2011和IBMSPSS 20對數據進行單因素方差分析和多重比較。

2 結果與分析

2.1 激素配比和蔗糖濃度對鱗莖誘導的影響

7 d后發現，愈傷組織已誘導出明顯的小鱗莖，其中，金石與伯爵在處理3培養基中鱗莖誘導系數分別為2.79和3.30，顯著高于處理1和處理2號培養基中的鱗莖誘導系數（表1）。

表1 不同激素配比下的鱗莖誘導系數

2.2 利用組培苗葉與根誘導小鱗莖

在研究中，金石組培苗很容易生根，且根易于膨大，較粗狀。以處理3為培養基，培養金石組培苗的葉片與根，在培養7 d時，葉片與根均有膨大現象及明顯芽點，均不經愈傷分化，直接產生小鱗莖（圖1）。

2.3 蔗糖濃度對鱗莖膨大的影響

從表2可以看出，伯爵鱗莖在蔗糖質量濃度為30 g/L時，鱗莖的鮮質量顯著高于其他處理，說明30 g/L的蔗糖較更高濃度的蔗糖有利于伯爵鱗莖的膨大。對金石而言，雖然4種含有不同質量濃度蔗糖的培養基中各項指標均沒有顯著性差異，但是金石鱗莖在蔗糖質量濃度為30 g/L時，增質量倍數是蔗糖質量濃度為60 g/L時的1.15倍，是蔗糖質量濃度為90 g/L時的1.23倍，是蔗糖質量濃度為120 g/L時的1.39倍，說明含30 g/L蔗糖的培養基較含高濃度蔗糖的培養基更適宜金石的膨大培養， 也表明蔗糖濃度過高會抑制鱗莖生長。

表2 蔗糖濃度誘導鱗莖膨大的形態指標

2.4 光照條件對鱗莖膨大的影響

培養7 d后，光環境下金石小鱗莖開始抽葉；60 d后，光環境下，金石的鱗莖為綠色，上部略黑；暗環境下，金石鱗莖與葉片均為白色。光環境下，伯爵鱗莖為綠色，上部略黑；暗環境下，伯爵鱗莖淺綠色；無論光下還是暗處，伯爵均沒有葉片抽出。對伯爵和金石的鱗莖增質量倍數進行t檢驗，結果表明，伯爵鱗莖在光環境與暗環境下增質量倍數無顯著差異，而金石鱗莖增質量差異顯著，說明光環境對鱗莖培養沒有不利影響，且對金石鱗莖增質量有顯著正向影響（表3）。

表3 光照條件誘導鱗莖膨大的形態指標

3 討論與結論

一般認為，蔗糖可以作為植物體內所必需的碳源、能源或滲透壓調節劑，對促進球根花卉地下器官的膨大起重要的作用[15]。對東方百合的研究中發現，50 g/L的蔗糖即能最大程度促進鱗莖膨大[16]，但對亞洲百合野生親本毛百合鱗莖膨大的研究中發現，90 g/L的蔗糖效果最好[13]。伯爵屬于東方百合，本試驗中，伯爵鱗莖的鮮質量在30 g/L時增質量倍數最大，金石屬于麝亞百合，也在蔗糖含量為30 g/L培養基中增質量倍數最大，說明蔗糖起作用的閾值因品種不同而有很大差異，是否某一類群有較為一致的鱗莖膨大最適蔗糖濃度還需進一步研究。

HARUKI等[17]研究表明，光照可以促進鱗莖對培養基中糖以及氮和鉀的吸收。MAESTO等[18]研究認為，連續光照可以促進Lilium japonicum的鱗莖再生。ANUSHRI[19]研究表明，在光環境下，亞洲百合Gran Paradiso和Sanciro也能獲得最大鮮質量。但周玲云研究光周期對鱗莖膨大的作用機制中發現，全黑暗與8 h/d的光照對瀘定百合試管鱗莖的膨大沒有顯著性影響[12]。本試驗中，金石百合更適宜在光下進行培養，但伯爵百合鱗莖膨大對光周期不敏感。可見，百合鱗莖膨大過程中見光培養，對部分品種的鱗莖膨大有促進作用，原因可能是由于光下鱗莖會變綠，除利用培養基中的營養元素外，也會通過自身的光合作用，合成膨大所需的物質。

本試驗通過研究發現，金石和伯爵這2個百合品種的適應性有很大差異。在適宜的范圍內，相同培養基條件下，金石百合的長勢要好于伯爵百合。在含NAA1.0 mg/L，6-BA2.0 mg/L和蔗糖60 g/L的處理3養基中，金石百合能夠長出健壯的葉片和粗狀的根，這些根和葉在相同培養基中，能直接誘導出小鱗莖，而伯爵百合鱗莖在處理3培養基中誘導系數雖然最高，但卻沒有長出葉片和根，可見，基因型決定植株的生長適應性。