多因素處理誘導卷丹珠芽發芽和生根研究

摘要 為獲得卷丹百合珠芽快繁的方法，探究多因素處理對卷丹珠芽發芽和生根的影響，利用多因素方差分析低溫預處理、培養基質和培養溫度以及三者之間的互作對卷丹珠芽發芽和生根的影響。結果表明，低溫預處理與培養基質之間的互作對卷丹珠芽發芽的影響表現為極顯著，對珠芽生根的影響表現為顯著，且影響占比最大；培養溫度對珠芽發芽和生根的影響分別表現為極顯著和顯著；培養基質僅對珠芽發芽的影響表現為顯著；將珠芽經4 ℃處理14 d后置于26 ℃發酵鋸末中培養，是誘導卷丹珠芽發芽和生根的最佳方式，培養56 d時發芽率可達98.33%，生根率可達98.89%。研究結果闡明了不同培養因素及其互作對卷丹珠芽繁殖的重要性，為卷丹珠芽的離體快繁提供了技術支持，也為珠芽在其他植物生產栽培過程中的應用提供參考。

關鍵詞 卷丹珠芽；低溫預處理；培養基質；多因素方差分析；發芽率

中圖分類號 S682.2+9 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2024）21-0038-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.21.008

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

The Induction Method of the Bulbil Germination and Rooting by Multifactor Treatment in Lilium lancifolium

LIU Xuan1，2，MA Yan-ling2，ZHANG Xin-jie2 et al

（1.College of Biology and Food Engineering，Chongqing Three Gorges University，Chongqing 404020;2.School of Advanced Agriculture and Bioengineering，Yangtze Normal University，Chongqing 408100）

Abstract To obtain the method of bulbils rapid propagation in Lilium lancifolium， and explore the effects of multi-factor treatment on germination and rooting of Lilium lancifolium bulbils， the effects of cold temperature pretreatment， culture substrate and temperature， as well as the interaction among the three factors on the germination and rooting efficiency of the bulbils were studied by using multiple factor analysis of variance. The results showed that the interaction between cold temperature pretreatment and culture substrate significantly impacted the germination and rooting efficiency of bulbils， the influence on the germination of bulbils was extremely significant， and the influence on the rooting of bulbils was significant. The influence of culture temperature on the germination and rooting of bulbils was extremely significant and significant respectively;the influence of culture substrate on the germination of bulbils was significant. The optimal method of the bulbil reproduction was that bulbils were treated at cold temperature for 14 days and cultured in fermented sawdust at 26 ℃， which germination rate could reach 98.33% and rooting rate could reach 98.89% after 56 days of culture. These results clarified the importance of different culture factors and their interactions on the propagation of bulbils of L.lancifolium， provided technical support for the rapid propagation of bulbils of L.lancifolium in vitro， and also provided reference for the application of bulbils in the production and cultivation of other plants.

Key words Lilium lancifolium bulbils;Low-temperature pretreatment;Culture substrate;Multivariate analysis of variance;Germination efficiency

基金項目 重慶市涪陵區科技局技術創新與應用發展項目（FLKJ，2023AAN1001）；重慶市科衛聯合中醫藥技術創新與應用發展項目（2020ZY3907）；重慶市科學技術局績效激勵引導專項（cstc2021-jxjl130019）；長江師范學院人才引進項目（2017KYQD63）。

作者簡介 劉萱（1997—），女，四川南充人，碩士研究生，研究方向：百合栽培與基因功能分析。*通信作者：雷美艷，副研究員，碩士，從事中草藥栽培與開發利用研究；符勇耀，副教授，博士，從事百合育種與抗逆分子機理研究。

收稿日期 2023-11-27；修回日期 2024-01-17

卷丹 （Lilium lancifolium Thunb.）又名宜興百合、藥百合、虎皮百合等，為百合科百合屬多年生球根類草本植物，在我國大部地區均有栽培。卷丹葉散生，矩圓狀披針形或披針形，葉腋處多生珠芽，鱗莖近寬球形呈黃白色，花瓣下垂反卷呈橙紅色，有紫黑色斑點，是少見的三倍體物種［1-2］。卷丹花期7—8 月，果期9—10 月。卷丹不僅是我國著名的食藥用百合，也被廣泛應用于花境造景，具有重要的營養價值和經濟價值［3］。在日常生產中，卷丹常以無性繁殖為主，主要包括鱗莖分割繁殖、籽球繁殖、珠芽繁殖和組織培養快速繁殖等［4］方法。珠芽繁殖作為卷丹培育的重要方式之一［5］，與傳統的有性繁殖相比，珠芽繁殖生長周期更短，發芽率更高；與鱗莖分割繁殖相比，珠芽繁殖易于采收、不消耗藥材且可避免地下病菌殘留；與組培技術相比，珠芽繁殖成本更低，操作更簡便［6］。目前，能夠在自然條件下產生珠芽的百合屬植物包括卷丹、珠芽百合、淡黃花百合和通江百合等［4］，因此，珠芽繁殖在自然界中的存在較為廣泛。然而在珠芽繁殖方式的研究過程中，珠芽常作為外植體來進行組織培養［7-14］，且多為單因素培養條件對珠芽生長的影響，對卷丹珠芽生長過程中各培養條件之間的交互作用研究較少。

筆者探究預處理方式、培養基質和培養溫度對卷丹珠芽離體誘導的影響，觀察處理后珠芽的發芽和生根情況，獲取誘導卷丹珠芽發育的最優方法，并闡明各因素之間的交互作用對卷丹珠芽生長的影響，為卷丹珠芽在百合生產栽培過程中的應用提供技術支持，同時對植物珠芽繁殖方式研究具有參考意義。

1 材料與方法

1.1 材料

卷丹百合珠芽于2022年5月采集于長江師范學院花卉遺傳育種團隊百合實驗基地。試驗所用發酵鋸末購自恒健生態農業社，草炭購自綠原土業資材肥料有限公司，腐殖土購自重慶華卿農業科技有限公司。

1.2 方法

摘取健康飽滿、大小一致的卷丹珠芽并用清水處理干凈，晾干備用。以預處理方式、培養基質、培養溫度為因素，考慮到不同因素之間存在的交互作用A×B，A×C，B×C，A×B×C，具體因素及水平見表1。將珠芽分成3 組，分別對其進行低溫預處理，即常溫對照、4 ℃處理7 d、4 ℃處理14 d；每組3份，每份30 顆珠芽，分別放入發酵鋸末、草炭和混合基質（發酵鋸末∶腐殖土∶草炭=1∶1∶1）中進行避光培養，培養溫度分別為20和26 ℃，濕度保持在約15%（手握成團，放手散開），每隔14 d（14、28、42、56 d）統計珠芽的發芽數和生根數，3次重復。

1.3 數據分析

使用Excel 2021 整理相關數據，用IBM SPSS Statistics 26 軟件對數據進行多因素方差分析，并用Origin 2019b 軟件制作圖表。

珠芽發芽率=發芽的珠芽數/珠芽總數×100%

珠芽發芽系數=發芽總數/珠芽總數

珠芽生根率=生根的珠芽數/珠芽總數×100%

珠芽生根系數=生根總數/珠芽總數

2 結果與分析

2.1 不同培養因素對卷丹珠芽發芽的影響

由圖1可知，不同處理的發芽率有顯著差異，且差異幅度隨著培養時間的延長減小并趨于穩定。各處理的卷丹珠芽在培養14 d時的發芽率為26.67%～96.67%，差異幅度較大，其中發芽率最高的為處理B15，其次為處理B13，最低的是處理②。培養28 d時的發芽率為45.56%～96.67%，差異幅度逐漸減小，發芽率最高的為處理⑨和處理B11，其次為處理B13。培養42 d時的發芽率為56.67%～99.17%，培養56 d時的發芽率為52.22%～98.33%，差異幅度減小且趨于穩定，且大部分卷丹珠芽發芽率均高于80%。由此可知，卷丹珠芽在26 ℃培養基質中的發芽率普遍高于20 ℃，說明相較于20 ℃，卷丹珠芽更適合在培養溫度為26 ℃的環境中生長。處理B13～B18的發芽率明顯高于其他處理，說明卷丹珠芽經低溫處理14 d后有利于萌發。

2.2 不同培養因素對卷丹珠芽生根的影響

由圖2 可知，不同處理的卷丹珠芽生根率有明顯差異，差異幅度隨培養時間的延長而增加。各處理的卷丹珠芽在培養14 d時的生根率為8.89% ～ 40.00%，生根率最高的為處理B13，其次為處理B14和處理B15，生根率分別為34.45%和31.11%。培養28 d時的生根率為18.89%～73.33%，生根率最高的為處理⑤，其次為處理B11，生根率為72.22%，最低的是處理②。培養42 d時的生根率為41.11% ～ 88.89%，生根率最高的為處理③，其次為處理B13和處理B15，生根率分別為86.67%和87.78%。培養56 d時的生根率為56.67% ～ 98.89%，其中生根率最高的為處理B13，其次為處理③和處理⑤，最低的為處理①。由此可知，培養溫度為26 ℃比20 ℃更有利于卷丹珠芽生根，且各處理的珠芽生根率均隨培養時間的延長而提升。

2.3 不同培養因素誘導卷丹珠芽發芽的相關分析

卷丹珠芽在不同培養因素下生長56 d時的發芽情況（表2）表明，處理B13的發芽效果最佳，發芽率為98.33%，發芽系數為2.10，其次為處理③、⑤和B11，發芽率均為96.67%，處理②的發芽率最低。方差分析結果（表3）顯示，3個單因素中，培養溫度對卷丹珠芽發芽率的影響極顯著（F=15.067，P=0.000），培養基質對珠芽發芽率有顯著影響（F=4.196，P=0.022），低溫預處理無顯著影響；而低溫預處理和培養基質兩者之間的互作（A×B）對卷丹珠芽發芽情況的影響極顯著（F=8.170，P=0.000）。根據各培養因素卷丹珠芽發芽率的效應量排序為A×B＞C＞B＞A×B×C＞A＞B×C＞A×C，故各因素作用

主次關系為A×B＞C＞B＞A×B×C＞A＞B×C＞A×C，其中低溫預

處理與培養基質的互作作用對珠芽發芽率的影響最大，占比

為43.8%，其次為培養溫度，占比為26.4%。由表4可知，4 ℃處理14 d與發酵鋸末的搭配效果最好。由此可知，將卷丹珠芽于4 ℃處理14 d后置于26 ℃發酵鋸末中培養為促進其發芽的最佳培養方式（圖3）。

2.4 不同培養因素誘導卷丹珠芽生根的相關分析

卷丹珠芽在不同培養因素下生長56 d時的生根情況（表5）表明，處理B13的生根效果最佳，生根率為98.89%，生根系數為3.16；其次為處理③和處理⑤，生根率分別為91.11%和90.00%，處理① 的生根率最低。方差分析結果（表6）顯示，3個單因素中，僅培養溫度對卷丹珠芽生根率具有顯著影響（F=6.196，P=0.018），其他2個因素的影響均不顯著；三者互作作用中，僅低溫預處理與培養基質之間的互作對卷丹珠芽生根的影響顯著（F=3.314，P=0.021）。根據各培養因素在卷丹珠芽生根率的效應量排序為A×B＞C＞A×B×C＞A＞B＞B×C＞A×C，故各因素作用主次關系為A×B＞C＞A×B×C＞A＞B＞B×C＞A×C，其中卷丹珠芽生根率中有26.9%可以由低溫預處理和培養基質的交互作用解釋，占比最大，其次為培養溫度，占比為14.7%。由低溫預處理和培養基質不同水平搭配的均值（表7）顯示，4 ℃處理14 d與發酵鋸末的搭配對珠芽生根率的影響效果最好。由此可知，將卷丹珠芽4 ℃處理14 d后置于26 ℃發酵鋸末中培養為促進其生根的最佳培養方式（圖3）。

3 討論

珠芽作為卷丹百合種苗培育、脫毒快繁的重要組織材料，研究珠芽繁殖方式對于百合珠芽遺傳育種改良和種質資源保護等均有重要意義［15-17］。由于不同植物及同種植物不同器官的最適生長條件不同［18-19］，因此在卷丹珠芽發芽和生根方面的培養方式也不同。目前研究表明，低溫預處理可有效打破珠芽休眠并提高發芽率［20-21］，且不同培養基質和溫度對卷丹珠芽的發芽生根效果影響不同。而在實際生產過程中，植物的生長會受到多種培養因素的共同影響［22-23］。因此基于實際應用，獲取一種高效的卷丹珠芽繁殖方法，并探究各培養因素即各因素之間的交互作用對珠芽發芽和生根的

影響，顯得尤為重要。

在植物生長過程中，不同種或品種、不同培養環境以及

培養方式，甚至同一品種也可能因培養條件的不同而對低溫的反應產生極大差別［24］。張恪等［25］研究表明5 ℃低溫預處

理有利于打破卷丹珠芽的休眠并提高發芽率；武林瓊等［26］

研究表明在2～12 ℃處理百合種球，其發芽率隨著低溫預處理時間延長而升高。該試驗將卷丹珠芽置于4 ℃冰箱作預處理，卷丹百合的珠芽發芽率和發芽速度均隨著低溫處理時間的延長而有所提高，與張恪等［25］和武林瓊等［26］關于低溫預處理提高百合發芽率和發芽速度的研究相吻合。相較于20 ℃，26 ℃的培養溫度更有利于卷丹珠芽發芽，因此適度提高培養溫度，有助于珠芽萌發生長，與楊利平等［27］研究結果基本一致。不同培養基質對不同百合品種及同一百合不同器官繁殖的影響較大［28］，郭穎等［29］研究指出卷丹最適在草炭、珍珠巖和硅石的混合基質中生長；韓怡等［30］研究認為嶗山百合的最佳培養基質為蛭石∶珍珠巖∶園土=1∶1∶1；王偉東等［31］認為培養基質為草炭∶蛭石∶珍珠巖=6∶2∶1最有利于提高東方百合小鱗莖的繁殖系數；孫紅梅等［32］指出東方百合‘Sorbonne’鱗片繁殖最佳基質為發酵鋸末，草炭次之，該試驗在此基礎上增加混合基質（發酵鋸末∶草炭∶腐殖土=1∶1∶1）作為補充，結果顯示卷丹珠芽的最佳培養基質仍為發酵鋸末；由于上述各研究中選取的百合品種不同，培養基質及配比不同，對最佳培養基質無法形成統一的標準，但均表明基質的保水性和通透性是影響培養基質效果的重要因素。由此可知，將卷丹珠芽經4 ℃預處理14 d后置于26 ℃發酵鋸末中培養，珠芽發芽效果最佳。

不同影響因子對百合鱗莖的生根作用不同，陳志波等［33］研究表明卷丹百合鱗莖在草炭中生根效果最佳，該試驗結果顯示經常溫處理的卷丹珠芽在草炭和混合基質中的生根效果較好，發酵鋸末次之，與其研究結果相吻合；而經低溫處理后的珠芽在發酵鋸末中培養的生根率逐漸提升，在低溫處理14 d后達98.89%，高于在草炭和混合基質中培養（其他培養條件不變）的珠芽生根率。武林瓊等［26］研究認為卷丹百合在23 ℃基質中相較于18 ℃培養的生根率更高。該試驗結果表明，將卷丹珠芽置于26 ℃中培養的生根效果明顯優于20 ℃的生根效果，與該試驗結果基本一致，說明培養溫度對卷丹珠芽生根具有顯著影響。

前人多采用SPSS數據處理軟件進行多因素方差分析［34-35］，利用效應量（偏Eta平方）分析進行綜合評價的研究較少。該試驗中，利用效應量分析進一步驗證了采用SPSS數據處理軟件進行多因素方差分析結果的準確性，也對各因素及因素之間的互作影響分析的更加準確、全面和更加數量化。根據方差分析以及效應量分析結果顯示，在卷丹珠芽發芽過程中，預處理方式與培養基質的互作對其發芽率的影響極顯著，占比為43.8%，其次單一因素中的培養溫度也具有極顯著影響，占比為26.4%，培養基質次之，而預處理方式的影響不顯著；在對卷丹珠芽生根率的影響中，預處理方式和培養溫度的交互作用對其具有顯著影響，占比為26.9%，其次單一因素中僅培養溫度為顯著影響，而低溫預處理和培養基質對珠芽生根的影響均不顯著。

4 結論

卷丹珠芽萌發受低溫預處理、培養基質和培養溫度以及三者之間互作作用的共同影響。低溫預處理與培養基質之間的互作對卷丹珠芽發芽和生根效果分別具極顯著影響和顯著影響，占比分別為43.8%和26.9%；其次為培養溫度，在珠芽發芽的影響占比為26.4%，表現極顯著，對珠芽生根的影響表現為顯著；培養基質僅對珠芽發芽表現為顯著。該試驗結果表明，將珠芽4 ℃處理14 d并置于發酵鋸末中26 ℃培養，為卷丹珠芽發芽和生根的最佳誘導方式。該研究提供了一種卷丹珠芽的最佳誘導方法，闡明低溫預處理、培養基質、培養溫度及三者之間的互作對珠芽發芽生根的影響，為珠芽在百合生產栽培過程中的應用提供技術支持和理論依據。

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