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青海6个山丹居群的继代培养效果研究

2020-01-04 07:18:57 安徽农业科学 2020年24期

李斐斐 唐楠 唐道城 李启琴

摘要 为了筛选出山丹继代培养的最佳转接时间,以利于又快又好的扩繁,以青海6个山丹居群的初代苗为材料,研究继代后6周内的形态及芽分化情况。结果表明,在继代培养6周内,6个居群的芽苗高度、芽分化数在前3周不存在显著差异,在4~6周居群间的芽苗高度表现为极显著差异,芽分化数第4周居群间表现极显著差异,之后各居群间差异不显著;各居群形成的微型鳞茎直径及叶面积在前2周不存在显著差异,3~6周各居群的微型鳞茎直径及叶面积存在极显著差异。对各居群继代培养期间芽苗及微型鳞茎综合评价表明,在6周内SZ居群长势最好,其次为Rn居群,DW居群的长势最差。

关键词 山丹;继代培养;形态特征;居群

中图分类号 S682.2+9文献标识码 A

文章编号 0517-6611(2020)24-0056-04

doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2020.24.017

开放科学(资源服务)标识码(OSID):

Study on the Subculture Effect of Six Lilium pumilum DC. Populations in Qinghai

LI Feifei,TANG Nan,TANGDaocheng et al (Plateau Flower Research Center of Qinghai University, Xining,Qinghai810016)

Abstract In order to screen out the best transfer time of Lilium pumilum DC. subculture, it is conducive to rapid and good expansion.The primary cultured seedlings of 6 Lilium pumilum DC. populations in Qinghai were used as materials,the changes in the number of morphological and bud differentiation within 6 weeks after subculture were studied.The result showed that within 6 weeks of subculture, there was no significant difference in the height of buds and the number of buds in the six populations during the first 3 weeks.The height of the shoots between the populations within 4-6 weeks was extremely significant.The number of bud differentiation showed extremely significant differences among populations in the fourth week.After that, the differences between the populations were not significant; miniature bulb diameter and leaf area formed by each population did not differ significantly in the first 2 weeks.There was a significant difference in the diameter and leaf area of theminiature bulbs of each population within 3-6 weeks.Comprehensive evaluation of sprouts and miniature bulbs during subculture of each population showed that,SZ population was the best in 6 weeks.The second place was the Rn population.The DW population had the worst growth.

Key words Lilium pumilum;Subculture;Morphological characteristics; Population

山丹(Lilium pumilum DC.)別名细叶百合、山丹花,属于百合科(Liliaceae)百合属(Lilium) 多年生鳞茎类植物[1]。我国拥有丰富的野生山丹种质资源,地理分布范围广,是百合属中分布区最广的种,生境条件多样,也是青海地区唯一的一种野生百合种,主要分布在海拔2 300~4 000 m[2-4]。山丹百合种球繁殖率低,生长量小,随着旅游业和畜牧业的快速发展,野生山丹百合的分布空间逐渐变小,人工栽培的山丹百合因生长量小和繁殖率低等原因始终未能形成生产规模,因此,在较短时间内繁殖出更多更好的优质种源,是目前急需解决的技术问题。

百合常规的繁殖方式繁殖时间较长,易受环境的影响成活率低,经多代繁殖后病毒不断积累,种性退化,种球的质量与产量降低[5-6]。利用组织培养技术繁殖时取材方便,不受自然条件的约束,可以大量高品质的进行繁殖,且生育周期短 ,还可以引种栽培、进行种质资源的保护以及保护濒危植物。陈灿[7]对白芨进行组织培养,成功建立了白芨高效的快繁体系。韩瀛[8]研究了鄂尔多斯半日花各生长阶段的适宜培养基种类和激素组合,为半日花物种保护和种质资源保存奠定了一定的基础。王凯[9]、刘冬云等[10]对山丹组织培养有一定的研究。

百合的组织培养始于20世纪50年代末,Robb[11]采用百合鳞茎成功进行了离体培养。关于百合组织培养的研究较多,何香杉[12]探讨了不同蔗糖浓度对百合离体保存的效果,并初步建立了3种切花百合移栽驯化体系。李宏宇等[13]对东方百合西伯利亚品种的鳞片、叶片不同培养基及不同放置位置进行了筛选,建立较稳定可靠的东方百合组织培养快繁体系。笔者以青海地区6个山丹居群资源为研究对象,通过组织培养,比较了各个居群在相同环境下生长的形态差异,以期通过形态差异探讨不同居群在继代培养中的最佳转接继代时间,为山丹的遺传育种、种质资源的保护与利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试山丹百合资源于 2014年7月采自青海省互助县(HZ)、湟中县上庄乡(SZ)、民和县七里寺乡(QL)、平安县(PA)、黄南藏族自治州坎布拉(Rn)、同仁县多哇乡(DW),采样点的地理位置见表 1。

1.2 试验方法

1.2.1 山丹的初代培养。

选择采自野外的6个山丹百合居群个大色白、肉质肥厚的鳞茎,冲洗表面的泥土,去掉最外2层鳞片,取中间部分,用洗衣粉冲洗干净,流水冲洗30 min,切成(3~5)mm×(3~5)mm的小鳞片,用75%乙醇浸泡30 s,无菌水冲洗3遍,0.1%氯化汞溶液浸泡12 min,再用无菌水冲洗3遍,浸泡于无菌水中备用。

培养条件:培养基为MS+0.6 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA,温度23 ℃左右,光强1 400~1 800 lx,18 h/d,相对湿度70%~80%。

1.2.2 山丹的继代培养。

选取初代培养的小鳞茎,切除叶片,每个苗高保持在0.5 mm,并选择鳞茎直径为4 mm左右的小鳞茎,每瓶放置3个切好的小鳞茎,在培养基为MS+0.8 mg/L 6-BA+0.4 mg/L NAA的配方下进行培养,培养温度为23~25 ℃,光照18 h/d,光强1 400~1 800 lx,相对湿度70%~80%。

1.2.3 山丹各居群形态学观测。

继代接种后观测记录植株的苗高(培养基平面到植株最高处的垂直高度)、芽分化情况(肉眼可见的芽的个数)、小鳞茎直径(鳞茎块最宽处的直径)、叶长、叶宽。每7 d观测一次,共观测6次。试验分3个时间段进行3次重复。

1.2.4 山丹百合各居群的综合评价。对继代培养物7 d的芽苗高、芽分化数量、微型鳞茎直径以及叶面积进行由低到高的排序,分别为1、2、3、4、5、6分,若2个居群出现相同分值,则该分值的下一个分值排序轮空。各居群每周的总分值作为判定转接或出瓶时间,每个居群6周的总分值作为居群继代分化的差异性评价。

2 结果与分析

2.1 山丹居群继代培养芽苗高的差异

由表2可知,6个山丹居群植株的芽苗高在前3周内不存在显著差异,但随着时间的延长芽苗高不断增高,第4周时SZ居群的芽苗高极显著高于QL居群,SZ、PA居群的芽苗高显著高于DW、HZ与Rn居群,而DW、HZ与Rn居群的苗高不存在显著差异,第5周时Rn居群的芽苗高显著高于DW居群,HZ、PA、SZ与QL居群不存在显著差异,在第6周时SZ居群的芽苗高极显著高于DW居群,HZ、PA和Rn居群之间不存在显著差异。

2.2 山丹居群继代培养物芽分化数的差异

由表3可知,继代培养3周内6个山丹居群的芽分化个数都不存在显著差异,继代培养2周后居群DW、HZ和Rn基本没有分化,其余居群逐渐开始分化,继代培养3周后DW和Rn居群还是基本没有分化,从第4周开始6个山丹居群停止分化,第4周时,居群DW的芽分化个数显著低于其他居群,与其他居群存在极显著差异,居群PA和SZ之间的芽分化个数无显著差异;第5周时,居群DW的芽分化个数最少,居群DW和其余居群存在显著差异,居群HZ、PA、SZ和Rn之间无显著差异;第6周时,居群PA与居群SZ、Rn之间不存在显著差异 ,与居群QL、DW和HZ存在显著差异。

2.3 山丹居群继代培养物鳞茎直径的差异

由表4可知,DW、Rn、PA和SZ居群的鳞茎直径在1~3周增长趋势比4~6周快。前2周内各居群的鳞茎直径都不存在显著差异;第3周时,SZ居群极显著高于DW居群,HZ居群显著高于PA和Rn居群,PA和Rn居群之间不存在显著差异;第 4周时,SZ居群极显著高于DW和PA居群,HZ居群显著高于Rn居群;第5~6周时SZ居群均极显著高于DW和PA居群。

由于居群QL初代培养的小鳞茎不呈紧密抱合状态,十分分散,在接种时,只能接种其鳞片,而非鳞茎块,因此在鳞茎直径的差异性比较中仅对另外5个居群(DW、HZ、PA、SZ、Rn)进行比较。

2.4 山丹居群继代培养物叶面积的差异

由于在记录数据时,接种后第1周各个居群的植株未长叶,因此从接种后第2周起开始记录叶长和叶宽。第2周时各个居群之间不存在显著差异;第3周时,居群SZ与Rn不存在显著差异,与居群QL存在显著差异,与DW、HZ、PA存在极显著差异;第4周时,居群SZ的叶片面积最大,居群DW 叶片面积最小,居群SZ的叶片面积明显大于居群DW、Rn、QL、HZ、PA,居群SZ与Rn存在显著差异,与居群DW、HZ、PA、QL存在极显著差异,居群HZ与PA不存在显著差异;第6周时,居群SZ与居群Rn不存在显著差异,与居群DW、QL、HZ、PA 存在极显著差异(表5)。

以进行转接,Rn与HZ居群的最佳转接时间是第5周,PA居群的转接时间为第4周,QL居群最佳的转接时间是第2周。DW居群转接时间不受继代培养周数的影响。

通过计算各居群6周内的总得分可知(图2),6周内各居群长势最好的是SZ居群,其次是Rn居群,长势最不好的是DW居群。

3 讨论

经过6周的继代培养,6个山丹居群的芽苗高度、芽分化、鳞茎直径、叶片面积方面均表现出一定的差异,这可能是居群的遗传差异导致了生长的差异[14]。芽苗高度在前3周不存在显著差异,在4周后居群间的芽苗高度有极显著差异,第4周时SZ居群极显著高于QL居群,第6周时SZ居群极显著高于DW居群。從增长速率来看,4周后DW和QL居群的芽苗高度比其余居群低。芽分化个数在前3周也不存在显著差异,第4周居群间有极显著差异,SZ和PA居群极显著高于DW居群,第5和6周各居群间差异不显著。鳞茎直径在前2周不存在显著差异,3~6周SZ居群均极显著高于DW和PA居群,各居群的鳞茎直径在前3周都随着时间的延长不断增长,从第3周开始居群DW、PA、SZ和Rn的鳞茎直径生长趋于稳定,而HZ的鳞茎直径在3~4周没有增长,从第4周开始增长。各居群的叶片面积在第2周不存在显著差异,2~5周SZ和Rn居群的叶片面积极显著大于DW居群,第6周SZ居群的叶面积极显著大于DW居群,而Rn居群的叶面积显著大于DW居群。

各居群的长势从优到差为SZ>Rn>PA>HZ>QL>DW,SZ居群在2周后均可以进行转接,Rn与HZ居群的最佳转接时间5周后,PA居群的转接时间为第4周,QL居群最佳的转接时间是第2周,DW居群转接时间不受继代培养周数的影响。

参考文献

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[12] 何香杉. 百合离体保存最适蔗糖浓度与组培苗驯化移栽技术探讨[D].沈阳:沈阳农业大学,2018.

[13] 李宏宇,马鸿翔,雷家军,等.东方百合鳞片结合叶片切段培养快繁技术[J].江苏农业科学,2006(3):91-94.

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