百合科植物组织培养研究现状及发展前景展望

2018-10-31王朝阳宋宏伟王建殷兆晴

南方农业·下旬 2018年6期

王朝阳　宋宏伟　王建　殷兆晴

摘要百合是具有较高观赏性的一种植物，能够为种植者带来较大的经济收益。近年来，围绕百合观赏性、抗性、品质以及繁殖能力等方面进行育种已经取得较大成效，培育出较多的新品种。基于此，对百合科植物组织培养现状进行分析，并对百合科植物组织培养发展前景作出研究。

关键词百合科植物；组织培养；外植体；培养条件

中图分类号：文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.18.101

百合科植物属性可以分为280属，品种有近3800种，在世界各地均有分布，尤其在温带以及亚热带区域生长较多。在我国有近四分之一类，600多种，在我国各个地域分布。百合科植物有较高价值，既是观赏性较高的名花，又具有药用价值，部分品种可以直接服食，还有部分品种能够作为化妆品的主要原料。百合科植物一般通过分株、分球、扦插等方式培育繁殖，但经过分析发现，这种培育方式会使百合的价值下降，甚至会产生毒性，所以利用植物组织技术进行培养能够解决这些问题，保障物种优质性。

1 百合科植物组织培养技术发展研究

20世纪中期，国外百合组织培养技术首次发表，据相关数据记载，现阶段国内外已经有24属百合科植物培育成功，其中百合科植物培养成功的在30种左右。目前，较多的百合科植物组织培养技术已经进入成熟期，能够很好地应用在工厂育苗中。

1.1 外植体选择与消毒

1.1.1 外植体选择

在百合科植物组织培养过程中，外植体一般会选择植物的根茎、叶片等。外植体要根据百合科植物的培育目标进行选择，如培养外植体的目标是获取单倍体或者二倍体，在选择外植体时可以选择花药、花粉等。若是向实现百合科植物快速繁殖或者脱毒的目标，则在选择外植体方面可以选用鳞片或者茎、尖。

进行组织培养时，选择的外植体一般具有易培养的品质。外植体的选择决定了目标性质，所以选择易消毒和不容易发生变异的材料作为外植体效果最佳。周欢等[1]利用新铁炮百合的叶片、花瓣、花丝以及种子等作为外植体，对离体培养再生能力进行分析，通过研究发现，种子分化能力较强，然后是鳞片和花瓣，叶片则是在分化能力上表现较弱。高敏等[2]对香水百合的花托、子房、花丝进行组织培养，最终发现花托分化能力最强、子房分化能力居中、花丝分化能力较弱。

1.1.2 外植体杀菌

百合組织培养使用较多的外植体是鳞茎，鳞茎一般在地下生长，所含有的细菌较多，在灭菌时较为困难，一但杀菌不当极易出现感染，整个杀菌过程具有较高的复杂性。朱旭东[3]在对东方百合索邦、元帅、西伯利亚的茎尖进行组织培养时，首先将种球外部出现坏死的病菌以及污染严重的鳞片剥离，再将种球外部的鳞片提取，将洗衣粉溶于适量的水搅拌10 min，然后使用流水工具冲洗2 h，经过一段时间的晾晒后搁置备用。将清洗干净的鳞片置于浓度为75%的酒精中进行消毒，时间设定为

30 s，然后利用无菌水再次冲洗，使用0.1%升汞溶液再次消毒10 min，使用无菌水冲洗5次，利用滤纸将水分提取干净后备用[3]。

梁宏伟等[4]以宜昌百合鳞茎作为外植体，将鳞茎中的三层鳞片提取，使用自来水冲洗，然后再次用纯净水冲洗2～3次。鳞片在晾晒后使用浓度为75%的酒精浸润15 s，通过氯化汞消毒10 min，最后使用灭菌水冲洗3～4次。对于鳞茎来讲，利用珠芽、花苞作为外植体，被污染的较少，杀菌过程不是很复杂。齐春敏[5]等人首先使用浓度为75%的酒精浸泡3～12 min，然后利用氯化汞消毒3～9 min。现阶段我国较为常用的方法是通过浓度为75%酒精和氯化汞利用不同时间组合进行外植体消毒。

1.2 培养基种类和培育方式

1.2.1 培养基类型甄选

百合科植物在组织培养中一般会适用的培养基为MS，部分研究人员会适用N6、SH作为基本培养基，效果以MS最佳。孙必闲[6]在诱导大蒜不定芽时，B5效果也较为不错。

1.2.2 培养方法选择

植物组织培养方式有固体培养、半固体培养以及液体培养，较为常用的便是固体培养。百合科植物美丽豹子花、虎眼万年青、延龄草、虎尾兰等组织培养一般会适用固体培养基。谷祝平等[7]研究人员将百合未授粉子房加入到改良的MS以及N6固体培养基中，能够获取整株再生植被。

1.3 培养条件

光照、温度、培养基pH值都会对百合科植物培育产生影响。外植体培养初期以及愈合阶段，一般会选择较为黑暗的环境或者弱光环境，器官在分化阶段，则需要较多的光照，组织培养常用温度在20～30℃，培养基pH值使用范围维持在5.5～6.0。邵春昕[8]对西藏卷丹研究时发现，黑暗环境更易使愈伤组织形成。万勇等[9]认为，黑暗环境会使百合科植物小鳞茎萌动速度增加，若在光照条件下则会使鳞片颜色变紫，萌动速度较慢。

2 百合科植物组织培养应用研究发展

随着科学技术的发展以及不断的研究发现，百合科植物组织在培育品种、繁育以及次生代谢产物方面取得了较大进展。组织培养方式在育种方面一般会体现在资源保存、种质资源创新和新品种选育上。通过离体保存方式将百合科植物保存已经得到应用。在种质资源创新方面，谷祝平等[10]人使用未授粉的大卫百合子房离体培养获取了单倍体植物。而黄济明等[11]人使用秋水仙素对二倍体百合鳞片进行处理，最终获取了较多的多倍体百合植物。在新品种选择方面，黄济明等使用王百合与大卫百合做杂交实验，并在最后培育出远缘杂交种。孙利娜[12]通过钴射线照射的方式对百合鳞片做离体培养，在最终获得大量的变异植物。

组织培养快速繁殖在良种繁育方面还能够在植物快速繁殖以及脱毒苗生产方面使用。孙旭进[13]在利用组培技术培养百合成功后，快速繁殖技术的不断发展使百合科植物工厂化。现阶段，百合、玉簪、郁金香、大蒜等植物已经建立了工厂化繁殖体系，脱毒种苗技术在工厂生产上应用已经日益广泛。

组织培养快速繁殖已经利用到次生物代谢产物生产方面，芦荟、黄精等植物通过组培快繁方式、增加次生代谢产物产量技术已经应用。杨杨等[14]在对比野生川贝母总生物含碱量以及组培川贝母总生物含碱量时，发现组培川贝母含碱量明显较高。通过使用快速繁殖川贝母鳞茎从而提取生物碱，能够大幅度对市场供求情况缓解，并提升川贝母质量。贾廷耀等[15]人经过试验分析同样得出以上结论，伊贝母在培养8次后，不定芽以及不定根中的生物碱含量会比栽培五年的伊贝母根中碱含量高，能够提升伊贝母生物碱含量。

3 百合科植物组织培养展望

百合科植物本身具有较大的经济价值。组织培养在百合科植物资源保存以及种质资源创新方面应用前景广阔，所以加大力度对百合科植物进行技术培养和研究，能够推动名百合科植物育种、良种繁育以及次生代谢产物生产。

百合科植物組培快速繁殖技术已经获得了较大进步，但是如无叶莲属、白丝草属等植物组培技术还不够完善。蛛抱蛋属的一叶兰快速繁殖技术还不能进行实际应用，生产资质还不够。在实际生产中常用的百合科植物主要是玉簪、万年青以及百合等，工场繁殖速度依旧不够理想，污染、褐化、玻璃化等问题依旧对工厂生产产生较大影响，技术水平还有待提升。所以只有更好地开展百合科植物组织培养研究，才能够在实际生产中取得更大的成效。

参考文献：

[1] 周欢，罗凤霞，谢磊，等.百合科植物组织培养的研究进展[J].湖北农业科学，2010，49（5）：1232-1237.

[2] 高敏.香水百合的组培快繁[J].广西农业科学，2002（03）：120-121.

[3] 朱旭东.东方百合主栽品种优质种球繁殖技术研究[D].南京：南京农业大学，2005.

[4] 熊丹，陈发菊，梁宏伟，王玉兵，张德春.宜昌百合的组织培养研究[J].福建林业科技，2007（04）：91-94+97.

[5] 齐春敏，王奎玲，刘庆超，等.青岛百合组织培养研究[J].中国农学通报，2008（4）：85-88.

[6] 孙必贤，朴成学，赵海锋，等.大蒜的脱毒与快繁技术[J].吉林蔬菜，2008（3）：17.

[7] 谷祝平，郑国昌.从百合花粉诱导植株研究[J].植物学报，1982，24（1）：17-21.

[8] 邵春昕.西藏卷丹珠芽植株再生体系建立研究[D].北京：北京林业大学，2006.

[9] 万勇，毛凌华，黄永萍，等.万载百合组织培养快速繁殖的研究[J].江西农业学报，2000（4）：26-29.

[10] 贾敬芬，谷祝平，郑国锠.百合花丝组织培养及其细胞学观察[J].Journal of Integrative Plant Biology，1981（1）：17-21，93-94.

[11] 黄济明.百合的组织培养和试管内诱发多倍体试验[J].园艺学报，1983（2）：125-128.