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摘要 从龙牙百合组织培养的过程和不同激素种类、浓度及其组合等因素的影响以及组培脱毒技术、组培苗移栽研究,综述龙牙百合组织培养的意义和研究现状与进展,
关键词 龙牙百合;组织培养;快速繁殖;研究
中图分类号 S682.3 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)082-0099-01
龙牙百合(Lilium brownii F.E.Brown var. viridulum Baker)系野百合变种,在湖南邵阳至少有1800多年的种植历史。因其鳞片肥大,形似龙牙而得名,是百合中最名贵的一种,其营养、药用、经济价值非常高。
1 龙牙百合的传统繁殖与快速繁殖的优劣势比较
1)传统繁殖方式的缺陷。龙牙百合在生产上主要是利用小鳞茎、珠芽、鳞片扦插进行无性繁殖,其缺陷主要有:繁殖率很低;种性退化;后代容易积累病毒,严重影响其产量和品质;传统留种方式占有耕地且降低产量,大大增加了种植成本;种子繁殖其后代会出现分离,不能保持原有母株的优良特性,且幼龄期长。
2)快速繁殖的优势。龙牙百合利用组织培养进行快速繁殖,可在短期内获得保持原有品种优良性状的大量种苗,而且通过茎尖脱毒后可获得大量无毒种苗,从而大大提高其产量和品质,是防止品种退化的一种重要手段。如能推行组织培养工厂化育苗,不仅能使一些优良株系得到迅速推广,而且能大量节约留种成本,产生显著的经济效益。
2 龙牙百合组织培养研究
1)选好外植体。龙牙百合的许多器官、组织都可作外植体,如鳞片、顶芽、茎段、叶片、根尖、花梗、花瓣、花托、花丝、花药、胚、子房都可作用为组培外植体。卢其能采用顶芽、鳞片、茎段和叶片比较研究,以鳞片切块组培的分化率最高,并发现秋冬季的鳞片分化成小鳞茎的能力最强。选择鳞片表皮3-4层的鳞片为外植体诱导的小鳞茎不仅快而且诱导率较高;鳞片表皮1-2层由于受损伤在接种后极易传染,不易成功;内层越深鳞片越幼嫩,诱导率越低,甚至不产生小鳞茎;鳞片的中部诱导率较两头高。
2)外植体的消毒处理。通常用的灭菌剂是酒精、升汞和漂白粉等。一般程序是先将外植体视洁净状况用流线形自来水冲洗15min至24h不等;再进行预灭菌,用70﹪或75﹪酒精浸泡15-30s;然后用0.1﹪升汞灭菌10min左右,顶芽和叶片用10%漂白粉溶液消毒10min即可。所有材料消毒后,均要用无菌水反复冲洗5次左右。
3)繁殖中间体的诱导与培殖。利用植物组织培养技术进行龙牙百合快速繁殖时,一般可通过三条途径再生植株:一是器官型。即通过外植体诱导不定芽产生或腋芽发育,形成丛生芽。二是器官发生型。即外植体首先诱导愈伤组织形成,然后再分化形成不定芽。三是胚状体型。即通过外植体直接诱导胚状体产生或由愈伤组织形成胚状体,依次经过球形胚、心形胚、鱼雷胚、成熟胚等阶段,其形态学发育过程与合子胚相似。
4)不同培养基对龙牙百合培养的影响。龙牙百合组织培养一般都使用固体培养基,培养基的选择几乎都是采用MS培养基。卢其能对MS、B5和White三种培养基进行了分化效果的研究比较,结果表明MS培养基对外植体的分化效果最好,其次是B5培养基,最差的是White培养基。
5)不同激素种类和浓度及其组合对龙牙百合培养的影响。龙牙百合的不同培养目的、不同部位的外植体,所选用的培养基激素种类和浓度也是不同的。
6-BA对诱导不定芽分化有明显促进作用,在仅添加6-BA的MS培养茎上,其不定芽均从外植体上直接分化。6-BA的常用浓度为0.5-2.0mg/L。
NAA对愈伤组织形成、愈伤组织分化成苗及诱导生根有一定的促进作用,对不定芽分化有强烈的抑制作用。NAA单独使用或与6-BA配合使用时,愈伤组织诱导率均在70﹪以上,但添加NAA会使不定芽的分化率低30﹪;NAA与6-BA配合使用时,NAA一般浓度为0.05-0.5mg/L。NAA2mg/L的诱导生根效果非常好,大量发生根和根原基,且根洁白、粗壮,出根率达100﹪。
2,4-D在龙牙百合愈伤组织诱导及体细胞胚发生方面占主导地位,对不定芽分化有强烈的抑制作用。加入2,4-D的培养基愈伤组织诱导的效果优于NAA,对不定芽分化的抑制作用强于NAA。2,4-D常用的浓度为1.5-3.0mg/L。体细胞胚发生与2,4-D浓度、培养时间密切相关,且2,4-D浓度高于4.0mg/L时体细胞胚的发生率下降。
IAA对诱导鳞片形成愈伤组织有促进作用,而对不定芽分化有强烈的抑制作用,IBA、IAA在一定浓度范围内均可诱导生根。
研究发现,最佳激素组合:诱导龙牙百合鳞片产生愈伤组织的是2,4-D2.0mg/L+6-BA2.0mg/L;诱导龙牙百合小鳞茎形成愈伤组织的是2,4-D4.0mg/L+6-BA4.0mg/L;生根培养的有多种,如NAA2.0mg/L、IBA0.5mg/L、IBA0.2-0.3mg/L+活性炭、IAA1.0mg/L+6-BA0.2mg/L。
6)其它因素对龙牙百合培养的影响。一是光照长短对小鳞茎诱导也有影响。在黑暗条件下小鳞茎的萌动比较快,而在光照条件下接种的鳞片在培养2-3d后开始变紫,小鳞茎萌动速度较慢;二是培养基中适当提高蔗糖含量对小鳞茎的增重有促进作用,一般认为以5﹪~8﹪的含量为最好;三是液体振荡培养对次生小鳞茎的增重效果明显优于固体培养;四是继代次数对分化能力影响。研究发现继代2-3次时,小鳞片分化率最高,以后随着继代次数的增加分化率逐渐下降,到6代分化率仅为
26﹪。
7)组培苗移栽。专家认为,当龙牙百合组培苗长到1cm时,移栽珍珠岩、蛭石、火土灰的混合基质中易成活;试管苗在移栽前要放在自然光照和温度条件下炼苗20d左右,且移栽后要用薄膜盖好,并遮阳,逐步炼苗,最后移到大田栽培;将直径为3mm以上的生根小鳞茎进行冷处理,在6-8°C下处理25d左右后移栽能有效提高其成活率。
8)龙牙百合的组培脱毒技术。浸染百合的病毒种类很多,世界上尚无有效的药剂治疗植物病毒,利用组织进行脱毒快繁可能是解决这一问题的有效途径。脱毒方法有三种:一是茎尖培养。研究认为,龙牙百合组培脱毒时用带有1-2个叶原基、长0.2-0.3mm的茎尖为好。二是热处理。大部分百合病毒在处理温度65-75°C才能钝化。但温度过高会降低植株成活率。实际中以白天40-42°C、夜间35°C,处理60d对龙牙百合组培脱毒较为有利。三是化学处理。即在外植体培养时加入病毒化学抑制剂,如病毒唑(Virazole)或硫尿嘧啶(2-thiouracil),使病毒钝化,从而获得无毒苗。至今,还没有关于龙牙百合用化学处理脱毒成功的报道。研究表明,单一的脱毒处理技术或难以完全脱除病毒,或需要较长时间,2种或3种脱毒技术的组合使用逐渐成为生产无毒百合种苗的首选方法。
参考文献
[1]卢其能.龙牙百合的组织培养和快速繁殖研究[J].江西农业学报,2002,14(4):43-46.
[2]杭玲,苏宾,陈丽新,等.龙牙百合组培快繁殖技术研究[J].广西农业科学,2001,(4):183-184.
[3]李益锋,肖君泽,邓建平,等.龙牙百合快速繁殖与脱毒研究进展[J].安徽农业科学,2007,35(16):4804-4805,4892.
[4]吴淼生,梁小敏,陈莲梅.龙牙百合组培芽诱导和试管苗生根试验初报[J].江西园艺,2004,(3):3-24.
关键词 龙牙百合;组织培养;快速繁殖;研究
中图分类号 S682.3 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)082-0099-01
龙牙百合(Lilium brownii F.E.Brown var. viridulum Baker)系野百合变种,在湖南邵阳至少有1800多年的种植历史。因其鳞片肥大,形似龙牙而得名,是百合中最名贵的一种,其营养、药用、经济价值非常高。
1 龙牙百合的传统繁殖与快速繁殖的优劣势比较
1)传统繁殖方式的缺陷。龙牙百合在生产上主要是利用小鳞茎、珠芽、鳞片扦插进行无性繁殖,其缺陷主要有:繁殖率很低;种性退化;后代容易积累病毒,严重影响其产量和品质;传统留种方式占有耕地且降低产量,大大增加了种植成本;种子繁殖其后代会出现分离,不能保持原有母株的优良特性,且幼龄期长。
2)快速繁殖的优势。龙牙百合利用组织培养进行快速繁殖,可在短期内获得保持原有品种优良性状的大量种苗,而且通过茎尖脱毒后可获得大量无毒种苗,从而大大提高其产量和品质,是防止品种退化的一种重要手段。如能推行组织培养工厂化育苗,不仅能使一些优良株系得到迅速推广,而且能大量节约留种成本,产生显著的经济效益。
2 龙牙百合组织培养研究
1)选好外植体。龙牙百合的许多器官、组织都可作外植体,如鳞片、顶芽、茎段、叶片、根尖、花梗、花瓣、花托、花丝、花药、胚、子房都可作用为组培外植体。卢其能采用顶芽、鳞片、茎段和叶片比较研究,以鳞片切块组培的分化率最高,并发现秋冬季的鳞片分化成小鳞茎的能力最强。选择鳞片表皮3-4层的鳞片为外植体诱导的小鳞茎不仅快而且诱导率较高;鳞片表皮1-2层由于受损伤在接种后极易传染,不易成功;内层越深鳞片越幼嫩,诱导率越低,甚至不产生小鳞茎;鳞片的中部诱导率较两头高。
2)外植体的消毒处理。通常用的灭菌剂是酒精、升汞和漂白粉等。一般程序是先将外植体视洁净状况用流线形自来水冲洗15min至24h不等;再进行预灭菌,用70﹪或75﹪酒精浸泡15-30s;然后用0.1﹪升汞灭菌10min左右,顶芽和叶片用10%漂白粉溶液消毒10min即可。所有材料消毒后,均要用无菌水反复冲洗5次左右。
3)繁殖中间体的诱导与培殖。利用植物组织培养技术进行龙牙百合快速繁殖时,一般可通过三条途径再生植株:一是器官型。即通过外植体诱导不定芽产生或腋芽发育,形成丛生芽。二是器官发生型。即外植体首先诱导愈伤组织形成,然后再分化形成不定芽。三是胚状体型。即通过外植体直接诱导胚状体产生或由愈伤组织形成胚状体,依次经过球形胚、心形胚、鱼雷胚、成熟胚等阶段,其形态学发育过程与合子胚相似。
4)不同培养基对龙牙百合培养的影响。龙牙百合组织培养一般都使用固体培养基,培养基的选择几乎都是采用MS培养基。卢其能对MS、B5和White三种培养基进行了分化效果的研究比较,结果表明MS培养基对外植体的分化效果最好,其次是B5培养基,最差的是White培养基。
5)不同激素种类和浓度及其组合对龙牙百合培养的影响。龙牙百合的不同培养目的、不同部位的外植体,所选用的培养基激素种类和浓度也是不同的。
6-BA对诱导不定芽分化有明显促进作用,在仅添加6-BA的MS培养茎上,其不定芽均从外植体上直接分化。6-BA的常用浓度为0.5-2.0mg/L。
NAA对愈伤组织形成、愈伤组织分化成苗及诱导生根有一定的促进作用,对不定芽分化有强烈的抑制作用。NAA单独使用或与6-BA配合使用时,愈伤组织诱导率均在70﹪以上,但添加NAA会使不定芽的分化率低30﹪;NAA与6-BA配合使用时,NAA一般浓度为0.05-0.5mg/L。NAA2mg/L的诱导生根效果非常好,大量发生根和根原基,且根洁白、粗壮,出根率达100﹪。
2,4-D在龙牙百合愈伤组织诱导及体细胞胚发生方面占主导地位,对不定芽分化有强烈的抑制作用。加入2,4-D的培养基愈伤组织诱导的效果优于NAA,对不定芽分化的抑制作用强于NAA。2,4-D常用的浓度为1.5-3.0mg/L。体细胞胚发生与2,4-D浓度、培养时间密切相关,且2,4-D浓度高于4.0mg/L时体细胞胚的发生率下降。
IAA对诱导鳞片形成愈伤组织有促进作用,而对不定芽分化有强烈的抑制作用,IBA、IAA在一定浓度范围内均可诱导生根。
研究发现,最佳激素组合:诱导龙牙百合鳞片产生愈伤组织的是2,4-D2.0mg/L+6-BA2.0mg/L;诱导龙牙百合小鳞茎形成愈伤组织的是2,4-D4.0mg/L+6-BA4.0mg/L;生根培养的有多种,如NAA2.0mg/L、IBA0.5mg/L、IBA0.2-0.3mg/L+活性炭、IAA1.0mg/L+6-BA0.2mg/L。
6)其它因素对龙牙百合培养的影响。一是光照长短对小鳞茎诱导也有影响。在黑暗条件下小鳞茎的萌动比较快,而在光照条件下接种的鳞片在培养2-3d后开始变紫,小鳞茎萌动速度较慢;二是培养基中适当提高蔗糖含量对小鳞茎的增重有促进作用,一般认为以5﹪~8﹪的含量为最好;三是液体振荡培养对次生小鳞茎的增重效果明显优于固体培养;四是继代次数对分化能力影响。研究发现继代2-3次时,小鳞片分化率最高,以后随着继代次数的增加分化率逐渐下降,到6代分化率仅为
26﹪。
7)组培苗移栽。专家认为,当龙牙百合组培苗长到1cm时,移栽珍珠岩、蛭石、火土灰的混合基质中易成活;试管苗在移栽前要放在自然光照和温度条件下炼苗20d左右,且移栽后要用薄膜盖好,并遮阳,逐步炼苗,最后移到大田栽培;将直径为3mm以上的生根小鳞茎进行冷处理,在6-8°C下处理25d左右后移栽能有效提高其成活率。
8)龙牙百合的组培脱毒技术。浸染百合的病毒种类很多,世界上尚无有效的药剂治疗植物病毒,利用组织进行脱毒快繁可能是解决这一问题的有效途径。脱毒方法有三种:一是茎尖培养。研究认为,龙牙百合组培脱毒时用带有1-2个叶原基、长0.2-0.3mm的茎尖为好。二是热处理。大部分百合病毒在处理温度65-75°C才能钝化。但温度过高会降低植株成活率。实际中以白天40-42°C、夜间35°C,处理60d对龙牙百合组培脱毒较为有利。三是化学处理。即在外植体培养时加入病毒化学抑制剂,如病毒唑(Virazole)或硫尿嘧啶(2-thiouracil),使病毒钝化,从而获得无毒苗。至今,还没有关于龙牙百合用化学处理脱毒成功的报道。研究表明,单一的脱毒处理技术或难以完全脱除病毒,或需要较长时间,2种或3种脱毒技术的组合使用逐渐成为生产无毒百合种苗的首选方法。
参考文献
[1]卢其能.龙牙百合的组织培养和快速繁殖研究[J].江西农业学报,2002,14(4):43-46.
[2]杭玲,苏宾,陈丽新,等.龙牙百合组培快繁殖技术研究[J].广西农业科学,2001,(4):183-184.
[3]李益锋,肖君泽,邓建平,等.龙牙百合快速繁殖与脱毒研究进展[J].安徽农业科学,2007,35(16):4804-4805,4892.
[4]吴淼生,梁小敏,陈莲梅.龙牙百合组培芽诱导和试管苗生根试验初报[J].江西园艺,2004,(3):3-24.