西南大学学报 (自然科学版)  2019, Vol. 41 Issue (11): 19-24.  DOI: 10.13718/j.cnki.xdzk.2019.11.003
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  • 南川百合资源现状及组培快繁技术研究    [PDF全文]
    任明波, 杨毅, 刘杰, 刘春雷, 刘燕琴    
    重庆市药物种植研究所/特色生物资源研究与利用川渝共建重点实验室, 重庆 南川 408435
    摘要:研究发现,近年南川百合资源呈明显下降趋势,评估为易危(VU)等级.以鳞茎为外植体进行芽的诱导、增殖培养,筛选出培养配方:MS+6-BA 1.4 mg/L+NAA 0.2 mg/L+白糖30 g/L+琼脂7.0 g/L,pH=5.8;壮苗、生根培养基:MS+NAA 0.3 mg/L+香蕉泥15 g/L+活性炭0.1%+白糖40 g/L,pH=5.8;可以实现南川百合快繁和资源保护.
    关键词南川百合    资源    组培    丛生芽诱导    壮苗培养    

    南川百合(Lilium rosthornii Diels)为百合科百合属多年生草本植物,是百合科生物多样性的重要资源,亦是园艺上重要的育种材料[1].因具有较高的食用价值,南川百合的开发和利用前景好.但是,目前人类活动已严重破坏南川百合生境和资源,导致现存资源呈逐年下降趋势;同时,南川百合种子败育,鳞茎繁殖数量有限,严重阻碍了南川百合的繁殖发展[2-4].组培快繁技术在其他观赏百合中运用较为成熟[5],而目前有关南川百合组培快繁技术的研究报道甚少.所以开展南川百合资源及组培快繁技术研究意义明显.

    1 研究材料

    以重庆地区南川百合主要分布点的野生南川百合为研究对象,所采集的材料经重庆市药物种植研究所研究员刘正宇鉴定.

    2 研究方法 2.1 资源研究的方法

    在查阅相关文献资料[6-7]和野生资源调查的基础上,选取南川、武隆、巫山、江津和石柱等地,采用线路调查法并结合走访当地居民的形式,自2015-2017年定期、定点考察南川百合资源的分布区、数量和生境等情况,收集整理相关信息.

    资源受威胁现状评估方法:依据IUCN物种红色名录濒危等级和标准(3.1版)和IUCN物种红色名录标准在地区水平的应用指南(3.0版)[8]进行评估.本次评估主要引用了IUCN物种红色名录标准B,对重庆地区南川百合资源分布区和种群大小进行了评估,并征集了本地植物区系专家的意见.

    2.2 组培快繁方法 2.2.1 培养条件

    试验选用的基本培养基均为MS培养基,附加不同质量浓度的6-BA和NAA激素组合,筛选丛生芽诱导和增殖培养基,并进一步筛选壮苗、生根培养基配方,附加蔗糖或白糖,琼脂(质量浓度为7 g/L),pH值为5.8.所有培养基均在121 ℃饱和蒸汽压下灭菌.接种后置于光照强度为1 500~2 000 lx、光照时间为10~12 h/d、温度为(25±2) ℃的光照培养室内培养.

    2.2.2 鳞片的消毒和培养

    取南川百合生长健壮、无病虫害的鳞茎,去掉外层鳞片,根系切除,然后将鳞片剥下,放入洗衣粉溶液中浸泡15~20 min,在自来水下冲洗2 h,置于超净工作台上进行灭菌.灭菌采用75%乙醇浸泡70 s后转入无菌水中清洗2遍,然后转入0.1%氯化汞溶液中浸泡15 min,之后用无菌水清洗5~6次,每次清洗时间2~3 min.然后将灭菌后的鳞片放置在干净无菌的滤纸上吸干表面的水分备用.灭菌过程中要不断晃动以便灭菌充分.将每块鳞片的中、下部分别切成0.5 cm×0.5 cm,凹面朝上接种到MS培养基(无激素添加)上培养(培养15 d左右),从而获得无菌材料.

    2.2.3 芽诱导、增殖培养基筛选

    芽的诱导,以MS为基本培养基,添加6-BA(0.8,1.0,1.2,1.4,1.6,1.8,2.0,2.2 mg/L)和NAA(0.1,0.2,0.5 mg/L)组合,白糖(质量浓度为30 g/L),琼脂(质量浓度为7 g/L),pH=5.8,研究鳞茎的诱导芽;每瓶接种3个芽,每个处理接种50瓶,重复3次,30 d后统计芽的诱导情况.

    芽的增殖培养,待丛生芽长至1~2 cm高时,将丛生芽切分成单芽接种于增殖培养基上,每瓶接种3个芽;并以本试验筛选出的诱导培养基为增殖培养.

    2.2.4 壮苗、生根培养

    将高1~2 cm芽,转接入MS培养基上,添加蔗糖和白糖(质量浓度为20,30,40,50,60 g/L),添加香蕉泥(质量浓度为15 g/L),活性炭(质量浓度为0.1%),NAA(质量浓度为0.3 mg/L),筛选壮苗培养基.每瓶接种10个芽,每个处理接种50瓶,重复3次,30 d后统计.

    3 研究结果 3.1 南川百合资源研究结果

    表 1可以看出,南川百合在重庆分布较广,主要生长在林缘、崖壁、沟谷和溪边等较湿润、潮湿的环境,呈群体性、岛屿性分布;受威胁严重.

    表 1 2015年南川百合野生资源调查及评估

    表 2可以发现,南川百合的开花植株受人为影响较大,由于采挖、生境破坏等原因,开花植株数量呈逐年下降趋势,这必将影响南川百合种群的发展,所以急需进行资源的保护(图 1).

    表 2 2015-2017年南川百合开花植株数量变化
    图 1 生境及资源图
    3.2 组培快繁结果 3.2.1 芽诱导培养基筛选结果

    将6-BA与NAA进行不同质量浓度的组合,在培养过程中观察并记录其启动时间,统计其平均出芽数(培养30 d),计算其平均诱导率,结果见表 3.

    表 3 芽的诱导培养

    表 3可以看出,6-BA对南川百合芽的分化有较大的作用,但随着6-BA质量浓度的增加,其芽的分化先升高后降低,愈伤的分化随质量浓度增加呈明显上升趋势;其中,以MS+6-BA1.4 mg/L+NAA0.2 mg/L+白糖30 g/L+琼脂7.0 g/L,pH=5.8,其芽的平均分化数最多,生长势较好;该培养基也是继代培养基(图 2).

    (a) A 22愈伤培养;(b) A 17培养基;(c) A 11芽培养基. 图 2 不同质量浓度6-BA和NAA对南川百合组培诱导情况
    3.2.2 壮苗、生根培养基的筛选结果

    研究不同质量浓度的蔗糖和白糖对南川百合壮苗、促鳞茎生长的作用,在附加不同质量浓度的蔗糖和白糖的条件下培养30 d,研究其鳞茎的大小及株高.研究结果见表 4.

    表 4 不同质量浓度的蔗糖和白糖对南川百合植株生长的影响

    表 4可以发现,随着糖质量浓度的增大,南川百合的鳞茎直径、株高呈先增加而后降低的趋势,而蔗糖、白糖对南川百合鳞茎生长的作用相似(提供碳源),但白糖价格更便宜(可以降低生产成本).所以综合各种因素,选择南川百合壮苗、生根合适培养基,MS+NAA 0.3 mg/L+香蕉泥15 g/L+活性炭0.1%+白糖40 g/L,pH=5.8.

    4 讨论

    本研究发现,近年来南川百合资源急剧下降,为保护和发展南川百合,以南川百合内侧鳞茎片为外植体,经丛生芽诱导培养、继代培养、壮苗生根培养,可以实现快繁,从而为进一步保护和开发南川百合提供技术参考.

    4.1 南川百合资源呈易危状态的原因

    南川百合主要生长在沟谷、溪边等湿度较大的地方,其特点是分布地区呈狭窄的岛屿状分布[9];花期在9-10月,花色艳丽,极易被发现、采挖,生境容易受破坏;而同时其种子结实率、萌发率低[10],这可能是野生资源呈易危的主要原因.

    同时南川百合鳞茎可以食用,生长适宜较好(耐湿度),所以是难得的育种材料[11],这也是导致其容易被人采挖的原因之一.

    4.2 南川百合快繁研究

    目前已有不少白糖代替蔗糖为组培糖源的研究,如吴瑕等研究发现白糖可以代替蔗糖并可以降低生产成本[12];再如李新江等[13]研究发现,草莓组培苗增殖培养中用白糖代替蔗糖培养效果差异不显著;又如王航等[14]研究发现,常规MS培养基进行改良,用白糖代替蔗糖质量浓度为30 g/L和60 g/L时,组培苗成活率高.所以,在一定的条件下,组培的糖源可以用白糖代替蔗糖.

    通过提高糖质量浓度促进根茎生长的方法在其他植物试验中也有报道,如赵海涛研究东方百合试管鳞茎发育过程中发现在不含糖的培养基中无鳞茎形成,在一定范围内提高糖质量浓度可以促进鳞茎的快速长大[15];而本试验研究发现,南川百合在壮苗生根培养阶段,以MS为基本培养基,添加质量浓度为40 g/L的白糖,可以有效促进南川百合鳞茎生长.

    参考文献
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    Study of the Resource Status of Lilium rosthornii Diels and Its Rapid Propagation Through Tissue Culture
    REN Ming-bo, YANG Yi, LIU Jie, LIU Chun-lei, LIU Yan-qin    
    Chongqing Institute of Medicinal Plant Cultivation/Bio-resource Research and Utilization Joint Key laboratory of Sichuan and Chongqing, Nanchuan Chongqing 408435, China
    Abstract: It was found in a study reported in this paper that the resources of Lilium rosthornii Diels showed a significant downward trend in recent years and was evaluated as of the vulnerable grade (VU). Then, the bulbs of L. rosthornii were used as explants in tissue culture for bud induction and proliferation, and the best medium selected was MS+6-BA 1.4 mg/L+NAA 0.2 mg/L+sugar 30 g/L+agar 7.0 g/L at a pH of 5.8. The optimum medium for rooting was MS+NAA 0.3 mg/L+mashed banana 15 g/L+active carbon 0.1%+sugar 40 g/L at pH 5.8. With these methods, L. rosthornii rapid propagation and resource conservation can be realized.
    Key words: Lilium rosthornii Diels    resource    tissue culture    clumped bud induction    best seed cultivation    
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