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东方百合Tiber多倍体诱导及其快繁研究

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第28卷第6期 2006年12月 西 南 农 业 大 学 学 报(自然科学版) Journal of Southwest Agricuhural U rifversity(Natural Science) VOl_28.No.6 De(-.2o06 文章编号:1000—2642(2006)06—0945—05 东方百合Tiber多倍体诱导及其快繁研究 何 林,张 洁,郭启高,梁国鲁 (西南大学冈艺同林学院, 庆400716) 摘要:在离体培养条件下,比较了不同浓度、不同处理时间的秋水仙素对东方百合的诱变效果。结果表明:浸泡法 以0.02%的秋水仙素处理】5 h的诱变效果最佳,变异率达到13.3% 混培法以添加0.05%的秋水仙素处理l5 d效 果最佳,变异率达到6.7%。对多倍体植株进行组织快繁,最佳增殖培养基为MS+BA 1.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L,增 殖倍数达到1.5,生根培养基1/2 MS+IAA 0.2 mg/L,生根率为100%。 关键词:东方百合;离体培养;多倍体 文献标识码:A 中图分类号:S 335.1;S 682.29 I’0LYP0IDY INDUCT10N AND RAPID PROI IFERAT10N IN TIBER OF l lLlUM oRlE TAL HE Lin,ZHANG Jie,GUO Qi—gao,LIANG Guo—lu (College of Hortieuhure and Landscape,Southwest University,Chongqing 4007 16.China) Abstract:In rt vitro cuhure,Lilium orientaf was treated with eolchieines al di rent concentrations and time duration.The highest muta— tion rate(1 3.3%)was achieved in the treatment ofimmersingthe shoot tips in eolchMne solution at 0.O2%for 15 h.In mixed cuhure, the highest mutation rate(6.7%)was achieved when the explants were culture(i in fl medium containing colchicine at 0.05%for 15 d. In rapid propagation of the polyploid plantlets.the optimum multiplication medium was MS+BA 1.0 me/L+NAA 0.1. mg/L,the coefif— eient of multiplication being 1.5,and the optimum moting medium was I/2MS+IAA 0.2 mg/【_,the rooting rate being 100%. Key words:Lilium oriental;in vitro cuhure:polyploid 东方百合(Lilium orienta1)为单子叶植物亚纲百 合科(Liliaceae)百合属多年生球根花卉,花色鲜艳, 杂交育种工作 ,在杂交育种方面,要把抗性育种摆 在突出的地位。充分利用我国特有的种质资源,如适 花姿雅致,是一种高品位、高档次的切花,具有较高的 观赏价值和经济价值。现广泛应用于各种庆典、节口 和人们的日常生活中,倍受消费者的青睐,已成为鲜 花市场的主要品种 。目前,国际上百合育种主要 以荷兰、日本、北美为首,研究方向集中在栽培与观赏 性状的改良、育种策略及技术的创新与完善等方面, 应性极好的自然_t倍体卷丹,抗病性强的岷江百合, 耐寒耐旱的毛百合和耐热淡黄花百合等,将现代育种 技术如原生质体融合、多倍体育种等与传统的育种方 法相结合,选育抗寒、抗旱、抗病等的百合品种 。 育种学家Schenk(1987)在开发新的东方百合和亚洲 百合方面开展了许多研究,他发现四倍体,特别是正 在种质资源的收集保存及濒危稀有物种的保护等方 面也有一些研究 。中 百合育种工作还处在起 步阶段,20世纪80年代初,黄济明率先进行百合的 常遗传的四倍体,通常植株较大,具有更多的开花物 质。用Shikayama x L.henryi,L.speciosum与东方百 合杂交种Allegra和Jourheys End之间的杂交,已经产 收稿日期:2【M)6一()9—11 作者简介:何林(1982一),女,贵州遵义人。两南大学硕 研究乍,从事植物细胞遗传学研究 为通讯作者 维普资讯 http://www.cqvip.com

西 南 农 业 大 学 学 报 (自然科学版) 2006年l2月 生三倍体杂交种。近年来,Straathof等 调查发现东 方百合抗病性较差,而多倍体是植物进化的途径之 多倍体因其巨大性、低孕性、抗逆性及克服远缘杂 一到培养基I:,待得到完整植株后,f}}j根尖进行染色体 倍性鉴定 ”(图3和图4)。 ,1.1.2.2混培法 将获得的无菌试管苗转接到添加有浓度为 0.02%,0.05%,0.1%的秋水fIII素溶液的培养基上, 处理时问有l0,15,20,25 d 4个处理,共12个处理组 交的不育性等特点而被同艺育种家所青睐 。经 过染色体加倍的多倍体百合植株具有植株健壮、抗性 增强、鳞片肥厚、高产优质等特点。本实验采用多倍 体育种技术,成功地诱导培育得到了东方百合四倍体 新种质资源,提供观赏百合新品种,并对多倍体植株 进行组织快繁,以期尽快将多倍体植株用于生产。 合,每种组合处理30株,处理完毕后转入到不含有秋 水仙素的继代培养基卜继续培养,待长势恢复良好后 进行牛根培养,利用枞尖进行染色体倍性鉴定。 1.1.3 四倍体百合芽的继代增殖培养 以MS为基本培养基,附加不同浓度的BA 0.5, 1.0,1.5,2.0 rag/I 和NAA 0.1,0.2,0.5 mg/L。培 ∞1材料与方法 本试验以取自重庆南岸的东力 可合栽培品种蒂 伯(Tiber)为试验材料。 1.1试验方法 1.1.1二倍体的获得 养50 d后,观察并统计其增殖情况,筛选出最适的继 代增殖培养基。 1.1.4四倍体百合试管苗生根 将鳞片用洗涤剂浸泡10 rain,自来水冲洗30 ~以试管内的组培苗为材料,将牛K健壮,高约4 6 cm的试管苗,转移到生根培养基上诱导不定根 的产生。生根培养基采用1/2 MS附加不同种类和浓 度的IBA,1AA 0.2,0.5,1.0,1.5,2.0 mtVI ,20 d后 arin,75%的乙醇消毒60 s,0.1%的升汞消毒l2 rain (升汞巾滴加1—2滴2%的吐温一20),经漂洗后将 其接种于培养基上,接种后15 d左右鳞片基部周围 陆续出现白色小点,20 d后陆续有芽产生,30 d后得 到生长健壮的试管苗。 1.1.2多倍体的诱导 1.1.2.1 浸泡法 =■宝统计生根率,筛选 最佳生根培养基。 2结果与分析 2.1 百合多倍体的诱导 2.1.1 秋水仙素浸泡法 将获得的无菌试管苗上部的叶片tU掉,剩约l em左右,将其转移到已灭过菌的浓度分别为0.02%, 0.05%,0.1%的秋水fIII素溶液中,处理时间有l5, 20,25,30 h 4个处理,共计l2个处理组合,每种组合 将百合的芽浸泡在秋水仙索溶液中,处理完后接 种在培养基上,生根后检测其倍性,并利川SPSS 12.0 软件包,对变异率进行方差分析(表l和图1)。 处理30株,放于摇床上振荡培养,处理完毕后再接种 表l 秋水仙素溶液浸泡法对多倍体诱导的影响 Talde l Eft ̄cts of immersing shoot—tips in colchieines solution 011 inducing polyploids of Tiber 秋水仙素浓度/% 浸泡时Ihl/h 处理数/个 死亡数/个 死 率/% 获得多倍体数/株 变异牢/% l3.3 a 3.3 c 0.0‘1 0.0 d 3.3(: 6.7 b 0.05 0 0 d 3.3 c 3.3【・ 0.0 d 0.1 0 0 d 0.0(1 维普资讯 http://www.cqvip.com

第28卷第6期 何 林等 东方百合Tiber多倍体诱导及其快繁研究 947 南表1_和l图1可见:随着秋水仙素处理浓度的提 高,材料的伤害加重,芽m现了不同程度的“烂心现 象”(罔1)。相同浓度下,处理时问与其受伤害程度 也呈正相关 高浓度的秋水仙素处理下,随着处理时 筹分析表明不同浓度秋水仙素和处理时问对变异率 差异显著。根据研究结果,认为0.02%秋水仙素处 理l5 h效果好,获得的纯合四倍体植株(罔2)最多, 变异率也最高,达到了I3.3%。 IhJ的延长,伤害程度加-重,其变异率反而下降。经方 ∞ O 图I 秋水仙素诱导 Fil 后的“烂心现象” Fig I Tiber had rol ̄fler indLwit ̄g by colchicines 图2 Fil 四倍体植株 Fig 2 l'he tetraploid plants of riber 图3百合二倍体染色体数目(2n:2 x:24) Fig 3 The t-h rIII||OSC'l|lf!rmnlber,f diphfid lily(2I1=2×:24) 图4百合四倍体染色体数目(2n=4×=48) Fig 4 The ehromosoln ̄number nf tetraploitI lily(2[1=4×=48) 表2 秋水仙素掺入培养基对百合多倍体诱导的影响 able 2 Effects shoot—lips cuhUl'c ̄d in c・,Ichicines medium inducing polyphifds of Tiber 秋水仙索浓度/% 处 时间/ci 处珲数/个 死r=数/个 死r率/% 0 获得多倍体数/株 变异率/% O 3.3 O O.O2 O 20 O 3.3 3.3 3 3 O 0 2 O 6.7 0.O5 10 23.3 0.0 0.0 0 O 3 3 2 O O 6.7 l3.3 O.1 3O.O 5O O 6.7 3.3 维普资讯 http://www.cqvip.com

西 南 农 业 大 学 学 报 (自然科学版) 2.1.2秋水仙素混培法 2006年12月 为处理4。 表3 不向激素配比对芽继代增殖培养的影响 【1al Jle 3 Effeet of di rent hormones combinations O1"1 subculture mu1. tiplicantinn 秋水仙素掺人培养基的混培法也是进行诱导多 倍体较为常见的一种方式。本研究也采用了此种方 式进行多倍体诱导,其结果见表2。 可见,百合多倍体的变异率随处理时间,秋水仙 素浓度的不同诱导效果均有不同。加倍率随着时间 和浓度的变化而变化,处理时问越短,秋水仙素浓度 处理号/ )接 数增 数 越低,加倍率越低;处理时间延长,秋水仙素浓度增 加,加倍率随之增加,但增加到一定浓度加倍率反而 降低。因此要获得较高的加倍率,处理时间和秋水仙 素浓度是非常重要的。长时间的处理也会造成毒害 使百合烂心死掉,受伤程度随着浓度的提高和时间的 延长而加强。由表2可见,添加0.05%的秋水仙素 处理15 d效果最佳,可获得最多的纯合四倍体,而且 变异率最高,达到了6.7%。对于百合的多倍体诱 导,混培法效果不如浸泡法。 ● 2 3 4 5 6 7 8 9 m ¨ 汜 2.2不同激素配比对四倍体百合继代增殖培养的 影响 O 5 + 0 5 + O 5 + ● O + 2 5 + 2 O O 2 2 0 O 5 O + O + 5 + 5 + 0 + 将获得的四倍体植株接种到含有不同细胞 O O 2 :芽增殖倍数=(增贿后l芽总数一增殖前芽个数)/增殖前芽个 + + O O O 2 O 5 O ● O 2 O 5 5 数.. l 0 素和生长素组合的MS培养基上培养50 d左右,观察 统计芽的增殖和生长情况。 激素是诱导芽增殖的关键物质,适宜的激素组合 可以使芽的增殖倍数达到最高。对Tiber来说,处理 如 如 如 如 加 ∞ Note::multiplication eoefl icient=(total number of buds—inoculate nllrnber of buds)/inoculate number of buds. 2.3 生长素浓度对根诱导的影响 如 如 10增殖倍数达到最高为1.7,但芽有不同程度的玻璃 化现象。处理4增殖倍数为1.5,但苗长势良好,且 较健壮。综合考虑后选择芽的继代增殖最佳培养基 ∞ 勰 卯 勰 酌 以l/2 MS为基本培养基,附加不同种类不同浓 度的,上长索,将用来生根的健壮的四倍体组培苗接种 ” l一 其上,培养15~20 d后统计生根情况(表4)。 5 ● O O O 6 T 15 k 4 Ef9 O O fect6 s of2  IBA IAA on r3 ● 0 9 ● 7 not ̄6 ●  rmat|7 O tll 1表4 IBA IAA对根诱导的影响 维普资讯 http://www.cqvip.com

第28卷第6期 何 林等 东方百合Tiber多倍体诱导及其快繁研究 949 从表4可知,生长素的种类和浓度对百合的生根 起到关键的作用。Tiber的最佳生根组合为1/2 MS +IAA 0.2 mg/L,生根率达到100%,根多且粗壮,使 用IBA也能得到较多的生根数,生根率也高,但根系 相对使用IAA得到的根系,K势较弱,根纤细一些。 所选择的生长素的种类和浓度,虽然生根效果有所不 同,但是所有的组合都有根长 ,并且生根率均达到 80%以 3 讨 论 3.1 人工诱导多倍体百合的探讨 本 验中的材料足一种对秋水fI1I素溶液很敏感 的植物,秋水仙素人工诱导关键在于秋水仙素的浓度 和处理时问组合的筛选。 ・般浓度低,处理时问长; 浓度高,处理时问短。从文献报道来看多数人倾向于 高浓度,短时间的处理。但针对本实验来说,从权衡 诱导效果与受伤程度之问的平衡来看,低浓度短时问 的秋水仙素处理更利于诱导获得多倍体百合。 3.2 多倍体百合组织快繁的探讨 网倍体百合芽的增殖时问较长,试验中发现芽接 种到分化培养基上25 d后基部才陆续出现向色小 点,30 d后才有芽长出。这是因为由f遗传物质的 增加,多倍体生理相应发生很多变化,多倍体在所有 的生长发育阶段上郁表现缓慢,致使生育期延K。 四倍体 合增殖阶段,以较低浓度的BA为佳, 浓度过高虽增殖倍数高但有的已经出现1r玻璃化现 象。芽苗长势也不好,所以选择_『BA浓度在I.0 mg/L以下为好。NAA也起着不可忽视的作用。当 BA与NAA的比例越高时,增殖倍数就越高,BA与 NAA的比例越低时,增殖倍数就越低。所以实验中 选择了处理4的比例为佳。 四倍体百合生根较容易,对Tiber这个品种来 说,选择了IAA为最佳的生根激素。但生长素浓度 也小可过高,当IAA浓度达到I.5 mg/L时,根多但 短,且长到0.5 cnl长时根尖有的已变成褐色,不利于 后面的移栽。所以实验中选择-『IAA 0.2 mg/I 。 参考文献: [1] 赵祥云,王树栋.鲜切花百合乍产原理及实用技术 [M].北京:中国林业出版丰十,2005:7. [2] VAN DE KASTEELE F S C S.Conservation of wild 1.ilium species[J].Biological Conservation,1974,6(1):26— 31. [3 1 STANILOVA M I,ILCHEVA V P,ZAGORSKA N A. Morphogenetic potential and in vitro micropropagation of endangered plant species l ̄ojum aestivum 1 .and Lilium rbodop ̄m Delip『J].Plant Cell Reports,1994(13):451 —453. 『4] 黄济明,赵晓岂,张国民。等.攻红百合为亲本育成百合 种问杂种[J].同艺学报,1990,17(2):153—157. [5] 李守丽,石雷.百合育种研究进展[J].同艺学报,2006。 33(1):203—210. 『6]LOFRIER H J M。MEIJER H,STRAATI{()} TH P,et a1. Segregation of Fusarium resistance in an interspeeiifc cross between Lilium longifzorum and Lilium dauricum[J].Acta Hort,1996(414):203—208. [7] 沈显生.浅析植物多倍体现象[J] 生物学杂志,1995 (5):8—11. [8 J 连雪斌.兰州百合多倍体诱导试验报告[J].甘肃农业 科技,1995(6):14—15. [9] 李懋学,张赞平.作物染色体研究技术[M].北京:中国 农业出版_丰1:,1996. [10] 魏爱民,杜胜利.植物细胞染色体倍性鉴定方法[J] 天津农业科技,2001,7(2):41—43. 责任编辑:欧宾 

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