卷丹百合種球繁育及組織培養技術研究進展

◎ 陳 華，鄭傳奇，蘇海鋒

（1.貴州黔西南喀斯特區域發展研究院，貴州 興義 562400；2.中國科學院 重慶綠色智能技術研究院，重慶 400714）

百合為單子葉植物綱百合科（Liliaceae）百合屬（Lilium）多年生草本植物，是世界上著名的觀賞植物，資源種類豐富，應用歷史悠久。藥用百合為百合科植物卷丹（L. lancifoliumThunb）、百合（Lilium browniiF. E. Brown var.viridulumBaker）、細葉百合（Lilium pumilumDC.）的干燥肉質鱗葉，最早記載于《神農本草經》，其性甘、微寒，歸肺、心經，具有養陰潤肺、清心安神的功效，常用于治療陰虛久咳、勞嗽咳血、虛煩驚悸、失眠多夢與精神恍惚等癥狀[1]。卷丹是中國百合屬中分布最廣的植物，花大色艷，抗性強，為少見的三倍體品種[2-3]。其化學成分主要為營養性物質和生物活性成分，如氨基酸、淀粉、蛋白質、多糖、皂苷和黃酮等[4]，是一種集觀賞、食用和藥用價值為一體的重要經濟作物及極具開發前景的藥食兩用植物[5-6]，在藥品、食品、化妝品及保健品領域均具有開發利用價值。但是，由于近年來野生資源被大量采挖，而人工栽培周期較長，加之種球多為農戶自行分栽小鱗莖，易導致品種退化及抗病性差等問題，嚴重影響了卷丹百合的質量與產量，因此，優質種球繁育技術成為了當下研究熱點。

百合種球繁育可以通過種子、組織培養、鱗片扦插、小鱗莖與珠芽繁殖等方法進行[7]，尤以優質鱗莖無性繁殖常見，但無性繁殖存在繁殖系數小、易感染病毒及品種退化等問題，不利于卷丹百合的可持續健康發展[8-9]，而組織培養能提高鱗莖的繁殖系數，快速提供更多優質的種苗，是培養脫毒苗和新品種的關鍵技術[10-11]，成為目前百合快速繁育研究的熱點。

1 卷丹百合形態特征

卷丹百合為多年生球莖草本植物，鱗莖白色，直徑達8 cm以上，鱗片寬卵形；莖高達1.5 cm，質硬，具白色綿毛與紫色條紋；葉散生，深綠色，披針形或矩圓狀披針形，5～7脈，葉先端有白毛，邊緣具乳頭狀突起，上部葉腋有深紫黑色株芽；紫色花梗，長6～9 cm，具白綿毛；花下垂，總狀花序，3～6朵或更多，橙紅色，披針形并反卷，于下部2/3處有紫黑色斑點，習稱“虎皮斑”，花徑約1 cm，外輪花被片長6～10 cm，寬1～2 cm，雄蕊向四面張開，淡紅色花絲長5～7 cm，矩圓形花藥，紫褐色花粉，圓柱形子房，花柱長4.5～6.5 cm；葉狀苞片，具白綿毛，花期7—8月，果期9—10月[12]。

2 卷丹百合種球繁育

2.1 種子繁殖

利用百合的種子播種，可以在短時間內獲得大量的百合種球，但并不是所有百合都適合種子播種，如三倍體卷丹，因種子發芽后生長緩慢，從出苗到開花需多年時間，因此不適合采用種子撒播繁殖。常見可以種子播種繁殖的百合有王百合、野百合、麝香百合、臺百合、二倍體卷丹、青島百合、渥丹、川百合、毛百合、湖北百合及藥百合等。

2.2 鱗莖繁殖

百合生長1年后，其地下部能形成新的鱗莖，繁殖時將鱗莖進行分割，先縱切成數塊后，再分切成每2個鱗片為1個單元的小塊，鱗片上應帶有莖盤。種植后，雙鱗片的腋芽可萌發成幼芽，莖盤能長出多個小鱗莖，在挖取老鱗莖時，收集健康無病害的小鱗莖，按株、行距5 cm×25 cm播種，即可再形成完整的植株。但是采用小鱗莖繁殖時，隨著種植年限增加，種球容易退化，根腐病、炭疽病等病害易加重，且鱗莖作種因需求量大，成本較高，不宜作為卷丹百合規模化生產繁殖技術。

2.3 珠芽繁殖

珠芽是卷丹百合繁殖的重要器官之一，著生于莖葉腋處，病毒少。繁殖方法為：珠芽采收前，先將花蕾及早除去，便于珠芽增大，至8月上旬珠芽顏色由綠轉黑后采收，采收后的珠芽與清潔沙混合置于干燥處，9月中下旬至10月上旬移植。選擇土層深厚、排水好的沙質壤做苗床，每平方米苗床施用1 kg左右的餅粕，再加一些草木灰做基肥，與深翻后的土壤拌勻后開行距12～15 cm的淺溝，并于床苗上挖10～15 cm寬，3～4 cm深的坑播珠芽，等長出鱗莖小球后移栽，3年后即可收獲種球[13]。此外，還有研究者對影響卷丹百合珠芽發育的因素進行了研究，如張恪等[14]通過不同溫度積層處理卷丹百合珠芽，結果表明，5 ℃處理的珠芽發芽率高、發芽早、發芽勢強。張慧等[15]研究表明，添加赤霉素有利于卷丹百合珠芽生長發育。

2.4 鱗片扦插繁殖

鱗片是無性繁殖中最常用的組織及繁殖系數最高的部位，鱗片扦插是百合種球繁育的重要方式，張金云剝取卷丹百合中層鱗片，采用1 000倍液KMnO4浸泡10 min，再用150 mg·kg-1NAA浸泡2 min后，將鱗片凹面朝上扦插在配好的6種基質中（蛭石+珍珠巖、泥炭+蛭石、沙+泥炭、沙+珍珠巖、蛭石+沙、泥炭+珍珠巖，基質配比用量均為1∶1），結果表明泥炭+沙或泥炭+蛭石兩種混合基質較好[7]。周秀玲等[16]采用研究6-芐基氨基嘌呤（6-BA）、吲哚乙酸（IAA）、萘乙酸（NAA）、5-吲哚丁酸（5-IBA）、二氯苯氧乙酸（2,4-D）5種植物生長調節劑對卷丹百合埋片繁殖的影響，通過剝取中層鱗片，用0.3%的KMnO4溶液消毒15 min后沖洗晾干放入調節劑中浸泡2 h后扦插，發現2,4-D對卷丹百合鱗片繁殖和生根的效果優于其他調節劑。徐麗萍等[17]采用蛭石、青海草炭、鋸末三種基質，通過一定的配比，將40%福爾馬林溶液浸泡30 min后的卷丹鱗片插入基質中，結果表明，鋸末誘導產生的小鱗莖數量最多。蔡鵬等[18]總結前人研究百合鱗片扦插的優缺點，認為單一的調控激素、基質、溫度來促進鱗片的生長，都有一定的局限性，從而設計出采用懸空海綿水培法進行鱗片扦插育苗的方法，結果表明，懸空海綿組與盆栽組中加入活性炭高度為0.2～0.3 cm時，鱗片生長的各項指標最優；而在基質相同時，懸空海綿組的鱗片生長狀況優于盆栽組，且懸空海綿操作簡單、鱗片生長好，增殖多，是鱗片扦插育苗的一種新方法。顏范悅等[19]研究不同消毒劑對百合埋片繁殖的影響，結果表明，嘧酶胺1 000倍液+代森錳鋅800倍液與福美雙700倍液有利于百合鱗片生成較多籽球。

3 百合組織培養快繁技術研究

3.1 培養條件

不同研究者的培養條件有差異，如田山君等[20]培養野生卷丹的條件為：光照培養箱內以白天45 ℃、夜間26 ℃交替處理1個月，光照強度為1 500 Lx，培養出來的卷丹百合長勢較優。鐘燦等[10]對卷丹百合鱗莖進行離體再生研究的培養條件為溫度（26±1）℃、光 強 2 000 Lx、 濕 度 80%、 光 照 時 間 14 h·d-1， 培育出的卷丹百合長勢較好。陳貴華等[21]對卷丹百合鱗片組織培養的光照強度為3 000 Lx，培養溫度（25±2）℃，光照時長14 h·d-1。通過總結發現，卷丹百合培養條件范圍為光照強度2 000～3 000 Lx，培養溫度（25±2）℃，光照時間14～16 h·d-1，相對濕度70%～80%時，均能培育出長勢較好的卷丹百合。

3.2 基礎培養基的選擇

百合培養的基礎培養基有MS、B5、N6以及White等培養基，卷丹百合以MS培養基報道較多，在初代培養及增殖培養中，都以MS為主，而生根培養則是以1/2 MS較多，如源朝政[22]研究表明適宜的生根培養基為1/2 MS+0.2 mg的大分子中性氨基酸（LNAA），趙春曉等、BO等研究表明1/2 MS+0.1 mg的LNAA為最適合生根的培養基[23-24]。

3.3 外植體的選擇及消毒方法

3.3.1 外植體的選擇

研究表明，百合組織培養的外植體可以選擇種子、珠芽、鱗片、葉片、莖段及花藥等，因百合鱗片內部存儲有大量的營養物質及水分，容易誘導出不定芽，因此以百合鱗片為最優。有研究表明，卷丹百合中層鱗片分化率最強，分化率順序為中層鱗片＞內層鱗片＞外層鱗片[25]。

3.3.2 消毒方法

百合組織培養過程中，污染是阻礙培養進展以及造成經濟損失的重要因素，百合組織培養污染以真菌與細菌污染為主，污染后培養基表面出現霉變、有黏液、形成發酵泡沫等[26]。因此，消毒劑及消毒時間研究是卷丹百合組織培養的重要部分。

卷丹百合外植體消毒常用自來水沖洗后，用75%酒精預滅菌30～60 s，再加0.1% HgCl2滅菌8～15 min。也有文獻報道，卷丹百合外植體消毒不用HgCl2而用NaClO，或HgCl2與NaClO同時用，如田山君研究表明用75%的乙醇浸泡30 s后，再用10% NaClO消毒20 min，可達到40%的最低污染率[20]；鐘燦研究用8%NaClO消毒15 min配合0.1% HgCl2消毒15～20 min后，消毒效果較好，鱗片成活率高[10]。

3.4 細胞分裂素與植物生長素

一定量的細胞分裂素及植物生長素有利于卷丹百合鱗片誘導出不定芽，并能促進不定芽的增殖及生根。常用的細胞分裂素有6-BA和噻苯隆（TDZ），植物生長素有NAA、2,4-D、IAA和3-吲哚丁酸（IBA）。卷丹百合組織培養過程中，常用6-BA與NAA配合使用，認為6-BA在不定芽的誘導及增殖中起主要作用，而NAA則促進根的分化。如蔣瑤等[27]研究表明，卷丹最佳不定芽誘導培養基為MS+1.5 mg·L-16-BA+0.3 mg·L-1NAA；增殖培養基為MS+1.0 mg·L-16-BA；生根培養基為1/2 MS+1.0 mg·L-1NAA。符勇耀等[28]研究表明卷丹外層鱗片在 MS+1.5 mg·L-16-BA+0.2 mg·L-1NAA+30 g·L-1蔗糖中進行組培效果最佳；不定芽在MS+2.5 mg·L-16-BA+0.3 mg·L-1NAA+30 g·L-1蔗 糖 中增殖效果最好。縱觀國內外近年來的文獻，卷丹百合組培時細胞分裂素與植物生長素的量有所差異，各研究者所得出的結論各不相同，但是6-BA應用濃度范圍在 0.5～ 3.0 mg·L-1，NAA 濃度在 0.1～ 1.0 mg·L-1時均能培育出小鱗莖，且有較高的分化率。

3.5 組培苗的移栽

幼苗根長至5 cm左右時，可以進行室外移栽，但移栽之前要放置于溫室內進行煉苗，方法為：將生根的培養瓶移到室外遮蔭棚內進行強光閉瓶煉苗5～15 d，遮蔭度為60%左右，然后松開培養瓶蓋培養1 d，再部分開蓋培養2 d，最后完全揭去瓶蓋放置5 d左右后，將苗用自來水徹底沖洗附著的培養基，假植到已滅菌的基質中。基質種類對百合移栽的存活率有很大的影響，可以選擇的基質有蛭石、沙土、泥炭土、腐殖土∶鋸末=1∶1的混合基質土等。趙春曉等[23]統計卷丹再生植株在3種不同基質（營養土∶珍珠巖=1∶1、園土∶珍珠巖=1∶1、營養土∶園土∶珍珠巖=1∶1∶1）中的成活率，結果營養土∶園土∶珍珠巖=1∶1 ∶1時，存活率最高（85%），且再生植株顏色較綠，葉片大。張旭紅[29]研究了21種野生百合再生體系的建立，將卷丹組培苗植于河沙∶草炭=1∶2的混合基質中，2個月后其成活率達90%以上，且植株生長健壯，長勢一致。

4 結語

卷丹不僅是三大食用百合之一，而且還是入藥典的三大百合之一，具有潤肺止咳、清心安神的功效，其適應性強，產量高，是極具開發價值的藥食同源的經濟作物。但是在傳統的栽培模式中，容易導致品種退化、抗病性差等問題，因此，研究卷丹百合種球繁育技術及組織培養技術是提高百合的品質與產量的重要手段。

組織培養技術可以效地解決優良種源性狀穩定和快速繁殖的難題，是規模化生產優質、無毒種苗的有效途徑。目前，據不完全統計，已有200多種藥用植物經過組織培養技術成功獲得了植株苗，提高了藥材的質量與產量，經濟效益和社會效益顯著[30]。組織培養優點明顯，但是也存在缺點，如組培成本相對較高、移栽成活率較低等，而鱗片扦插在生產中常用，不僅成本低且操作方便。因此，可以考慮利用組培苗培育原種后，再用其鱗莖進行扦插繁殖，這樣不僅能提高繁殖速度還能節約成本，是一種健康可持續的育種方法之一，后續研究者可以往此方面作深一步的研究。