石蒜属植物无性繁殖技术的应用研究

赵秀娟，张华通，林秀灵，麦任娣，张煜林

（广东生态工程职业学院，广东 广州 510520）

【研究意义】石蒜（Lycoris radiataHerb）又称老鸦蒜、龙爪花、山乌毒、蒜头草等，为石蒜科石蒜属多年生鳞茎草本植物，因鳞茎外形似蒜头而被称为石蒜。主要分布于东亚的暖温带至亚热带，我国主要分布于长江以南地区［1］，其中江苏、浙江、安徽等种类最多［1］。全世界范围内石蒜属植物大约有20 余种，我国约有17 种。石蒜属植物集观赏、药用［2-3］、工业价值［2］于一体，其观赏价值主要来源于花朵，具有“中国郁金香”美称，其花形奇特、花色丰富，有红色、粉色、黄色、白色、紫色等多种颜色，其叶片也十分美观，是一种很好的鲜切花和观赏植物，可用作盆花、地被植物［4-6］。石蒜也是一种药用植物［2-7］，其鳞茎中富含多种生物碱化合物，由于生物碱毒性较大，可用于生产植物源杀菌剂，用来防治农作物病虫害［8］。我国民间一直把石蒜属植物作为中药，一般将其鳞茎捣碎外用，可消肿除毒。此外，可以治疗食物中毒、重症肌无力、淋巴结核、风湿性关节炎［9］等。石蒜属植物的鳞茎中富含淀粉和糖胶，如忽地笑（Lycoris autea）鳞茎中含淀粉60%左右、糖胶9%左右［2］，其作为一种新型淀粉植物资源，符合国家提出的燃料乙醇生产原料要求，可作为非粮食原料或辅助生产原料用于生产酒精［10］。目前，石蒜属植物已成为世界著名球根花卉，国内外已有大量栽培与商品切花生产，在观赏花卉及切花方面颇具开发前景，可出口到荷兰和日本等地，为国家出口创汇［11］。

【前人研究进展】我国人工栽培石蒜历史短，作为大力发展的球根花卉，须改自然野生为规模化集中种植，实现大规模生产石蒜切花等供应国内外市场。石蒜属植物是极具市场潜力的花卉和药用植物资源，其种子常规播种繁殖成活率低，主要以无性繁殖为主［12-13］。目前有分球、鳞块基底切割和组织培养等无性繁殖方法［12-31］，且几种繁殖方法的比较研究尚未有报道。通常以分球法为主，而其自然分球繁殖系数低［16-17］，多数品种每年仅能分生1～2 个子球，如忽地笑的自然分球繁殖率仅1.8 倍，极难在短期内实现大规模生产石蒜切花、盆花或作为地被植物造景。

【本研究切入点】解决优良石蒜种源［32］繁殖问题，尤其种球的增殖技术是该类植物产业化开发利用的关键。【拟解决的关键问题】石蒜属植物是极具市场潜力的花卉和药用植物，无性繁殖方法有分球、鳞块基底切割和组织培养等方法，通常以分球法为主，但其自然分球繁殖系数低。本研究通过种子实生无菌苗离体培养、鳞片离体培养、鳞块基底切割繁殖、切去鳞茎1/3 后的鳞块基底切割繁殖等无性繁殖技术，解决种源繁殖问题尤其是种球的增殖，弥补石蒜种子播种繁殖成活率低、常规分球繁殖系数低的不足，为石蒜种源快繁体系建立和产业化开发利用而提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为5 年生的忽地笑（Lycoris aurea）、红花石蒜（Lycoris radiate）、长筒石蒜（Lycoris longituba）、换锦花（Lycoris sprengeri）等品种（品系）鳞茎，及采自该4 个品种的新鲜种子。鳞片离体培养、鳞块基底切割繁殖、切去鳞茎1/3 后的鳞块基底切割繁殖试验，主要选用观赏和药用价值都较高的石蒜品种2～3 种。

1.2 试验方法

1.2.1 种子实生无菌苗离体培养 取忽地笑（黄花）、红花石蒜（红花）、换锦花（粉红花）、长筒石蒜（白花）4 个品种的新鲜种子，于超净工作台用75%酒精浸泡60 s，用0.1% HgCl 溶液灭菌10 min，用无菌水冲洗2 次，再用0.1%HgCl 溶液灭菌5 min，无菌水冲洗4 次。分别接种于无菌苗诱导培养基1/2 MS+蔗糖15 g/L 上。每瓶培养基接种1粒种子，1个月后统计发芽情况，并待苗长2 cm 以上时作为外植体，发芽率（%）=发芽瓶数/未污染瓶数×100。培养条件为温度25（±2）℃、光照时间8 h/d、光照强度2 000～3 000 lx、pH 值5.6～5.8。用无菌苗作外植体进行发芽诱导培养基、丛生芽诱导培养基、增殖壮芽培养基、生根培养基等筛选，培养条件同上。进入生根阶段时，把单个鳞茎接种到生根培养基后，第2 天直接将培养瓶苗放在温室大棚中同步进行生根及炼苗，再把炼苗后的生根苗移栽在温室大棚中进行栽培管理，移栽基质采用泥炭土、蛭石、河沙等不同配比，试管苗移栽量100 株，3 次重复。

1.2.2 鳞片离体培养 新鲜石蒜鳞茎用清水冲洗后，去外鳞片、球顶部分的叶片，于超净工作台用75%酒精浸泡30 s，再用0.1% HgCl 溶液浸泡15 min，无菌水冲洗5～6 次。将鳞茎上半部切除，再“十”字形分割成4 等份，或“米”字形分割成6 等份，每等份含2～8 片鳞片且有鳞片基部的基盘，接种于不同生长调节物质配比MS 培养基中，进行初代培养基、增殖培养基、生根培养基等筛选。培养条件同上。

1.2.3 鳞块基底切割繁殖 鳞块基底采用二分法（分为带基盘鳞片2 块）、四分法（分为带基盘鳞片4 块）进行切割。先稍冲洗石蒜鳞茎，去除腐烂或干枯的外鳞片、球顶部分的叶片并晾干，刀消毒后切割鳞茎，切口稍晾干半天，切口再沾取草木灰，埋入消毒和未消毒基质（或沙）中，温度设定23～27℃、28～35℃等2 个处理，经常检查及保持基质（或沙）湿度在60%～70%左右。

1.2.4 切去鳞茎1/3 后的鳞块基底切割繁殖 鳞茎顶部横切掉1/3 后，进行二分法（同上）、四分法（同上），切下的鳞茎顶部可作为药用部分的来源。切口处理同上，埋入消毒后基质（或沙）中，在温度25（±2）℃、基质（或沙）湿度60%～70%条件下进行繁殖。

2 结果与分析

2.1 石蒜种子实生无菌苗离体培养

2.1.1 石蒜种子无菌苗培养结果 从表1 可以看出，在污染率方面，长筒石蒜显著低于其余3 种，仅红花石蒜稍高。但红花石蒜发芽率最高，其次是忽地笑。红花石蒜、忽地笑是适合广东栽培的优良切花、药用石蒜品种，其种子无菌苗高发芽率为组织培养奠定了基础。

表1 石蒜种子无菌苗培养结果Table 1 Culture results of sterile seedlings of Lycoris radiata seeds

2.1.2 石蒜种子无菌苗离体培养结果 从表2可以看出，筛选出适合石蒜丛生芽诱导培养基为MS+6-BA 5 mg/L+KT 1 mg/L+NAA 0.5 mg/L+蔗糖30 g/L、增殖壮芽培养基为MS+6-BA 5 mg/L+NAA 0.3 mg/L+蔗糖30 g/L+活性炭1 g/L、生根培养基为MS+NAA 0.5 mg/L+蔗糖15 g/L。忽地笑、红花石蒜的丛生芽诱导率、增殖倍数、生根率均高于换锦花、长筒石蒜。此离体快繁技术为优良石蒜产业化开发利用解决了种源繁殖问题。

表2 石蒜种子无菌苗离体培养结果Table 2 In vitro culture results of sterile seedlings of Lycoris radiata seeds

2.1.3 试管苗移植 从表3 可以看出，试管苗移栽于不同基质中，成活率最高的基质为河沙，但综合根和苗生长情况则以泥炭土∶蛭石∶河沙（7∶2∶1）较好。

表3 石蒜试管苗移栽结果Table 3 Transplanting results of test-tube seedlings of Lycoris radiata

2.2 石蒜鳞片离体培养

2.2.1 不同培养基诱导石蒜小鳞茎 试验摸索出生长调节物质的不同浓度组合（表4），对3种石蒜小鳞茎的诱导有较大差异，红花石蒜在MS +6-BA 3 mg/L+NAA 0.5 mg/L+蔗糖 30 g/L培养基中诱导率最高，忽地笑和长筒石蒜在MS +6-BA 5 mg/L+NAA 0.5 mg/L+蔗糖 50 g/L 培养基中诱导率最高。

表4 石蒜鳞片离体培养结果Table 4 Results of buld scale culture in vitro of Lycoris radiata

鳞片接入诱导培养基3～5 d 后膨胀并向内侧卷曲，继而开始张开，红花石蒜培养3～4 周后鳞片间陆续可见有米粒状突起，逐渐长大成小鳞茎。忽地笑和长筒石蒜出现突起的时间比红花石蒜推迟10 d 左右。鳞茎以“十”字形或“米”字形分割，诱导情况无显著差异。

2.2.2 小鳞茎生根培养 未长根的小鳞茎转接到生根培养基MS+NAA 1.0 mg/L+30 g/L 蔗糖+琼脂6 g/L，2～4 周后均可见小鳞茎基部发出多条白色根，生根率达91.7 %以上。

2.3 石蒜鳞块基底切割繁殖

2.3.1 鳞块基底切割繁殖适宜时期 从表5 可以看出，忽地笑、红花石蒜、换锦花最适宜时期是花后叶片生长初期，大约为9-10 月份。

表5 石蒜鳞块基底切割不同繁殖时期成活率Table 5 Survival rate of different propagation periods of bulbs base cutting of Lycoris radiata

2.3.2 鳞块基底切割的鳞片处理结果 研究结果表明，忽地笑、红花石蒜的切割鳞片在25（±2）℃左右、60%～70%湿度下有利于生长，死亡率降至10%以下。切割鳞片于消毒过的基质（沙）中进行繁殖培养，其死亡率降至10%～12.5%（表6）。

表6 石蒜鳞块基底切割的鳞片处理结果Table 6 Results of treatments of bud scale after bulbs base cutting of Lycoris radiata

2.3.3 鳞块基底切割繁殖结果 带基盘鳞片于基部断口处会分化出分生组织，然后形成小鳞茎。在温湿适宜条件下，10～15 d开始逐渐形成小鳞茎。小鳞茎形成方式大致可分为3 种生长类型:（1）先形成小鳞茎，小鳞茎膨大到一定程度后，在基部长出基根；（2）小鳞茎与基根几乎同时生长发育，在萌发小鳞茎时，基部也生长出基根；（3）在鳞片基部先长根，暂时不形成小鳞茎，该类型出现机会很少，多发生在薄而小的鳞片中［6］。研究发现，不同生长情况都可生成数目不等的子球（小鳞茎），且所生子球都位于鳞片内侧伤口处。

60～70 d 后，大多数带基盘鳞片的内侧底端生根并形成小鳞茎，且鳞茎上长出叶片，成苗率均高于90%。忽地笑、红花石蒜采用二分法，其形成子球数、生根率、成苗率均高于四分法（表7）。

表7 石蒜鳞块基底切割繁殖结果Table 7 Propagation results of bulbs base cutting of Lycoris radiata

2.4 切去鳞茎1/3 后的鳞块基底切割繁殖结果

鳞茎顶部横切掉种球1/3 后的二分法、四分法，带基盘鳞片在基部断口处于20～25 d 后开始渐渐形成小鳞茎。75～85 d 后，大多数带基盘鳞片的内侧底端生根并形成小鳞茎，且鳞茎上长出叶片，成苗率均高于86%（表8）。

表8 切去鳞茎1/3 后的石蒜鳞块基底切割繁殖结果Table 8 Propagation results of scale bulbs base incisions after 1/3 of bulb being removed of Lycoris radiata

同样，忽地笑、红花石蒜采用二分法，其形成子球数、生根率、成苗率均高于四分法。

3 讨论

石蒜采用鳞片离体培养，在切割鳞茎时有黏液流出，导致外植体易污染，且大部分由细菌引起，因为鳞茎来自土壤中，表面消毒不能完全杀灭根部杂菌，红花石蒜表现尤为明显，这与前人报道相同［26］。鳞片离体培养过程中出现褐化死亡现象，与一些球根花卉组织培养有类似之处［27-31］。采用种子实生无菌苗离体培养，种子发芽的污染率较高，但利用无菌苗作为外植体，可避免组培的污染、褐化死亡现象，繁殖效率大幅提升，比前人研究有所改进。

采用鳞片离体培养，在初代、继代培养过程中，均不形成愈伤组织，直接形成不定芽，然后渐形成小鳞茎。与种子实生无菌苗离体培养相比，时间短、简便、高效，但存在一定的污染率。

不同培养基诱导石蒜小鳞茎膨大过程中，碳源是重要因素之一，蔗糖对小鳞茎膨大也有一定影响［26-27］。本研究发现，忽地笑于高浓度蔗糖培养基上，生长旺盛、叶片浓绿、粗壮，鳞茎迅速膨大，这与前人报道较一致。

小鳞茎生根培养过程中，随时间延长（30 d以上），有些根系会逐渐老化并变黑褐色。但红花石蒜小鳞茎在继代过程中随时间延长（110 d 以上），仍有根发生，此现象还需进一步研究。

试管苗移栽于泥炭土∶蛭石∶河沙（7∶2∶1）较好，因泥炭土能提供一些养分，蛭石+河沙则比河沙好，主要体现在保水性和通气性方面［16］。

鳞块基底切割繁殖，鳞片切口经草木灰处理，其形成子球数（小鳞茎）、生根率、成苗率均高于未处理的对照，可能是草木灰有消毒切口、吸干切口黏液、提高鳞片抗性、减少腐烂等作用。忽地笑、红花石蒜鳞片在25（±2）℃左右、60%～70%湿度下，有利于生长，大幅降低死亡率，有利于产业化推广应用。

石蒜利用鳞块基底切割繁殖，二分法的繁殖系数提高1 倍，子球至开花需3～4 年；四分法形成的子球也较大，繁殖倍数接近二分法，但子球至开花需4～5 年，比二分法长1～2 年。从产业化利用效益来说，二分法鳞块基底切割繁殖是石蒜属植物无性繁殖行之有效的方法，值得推广。

比较鳞块基底切割繁殖、切去鳞茎1/3 后鳞块基底切割繁殖，一是其形成子球数、生根率、成苗率均差异不明显，前者成苗率高于90%，后者高于86%；二是后者相对前者，在开始形成小鳞茎方面要迟10 d 左右，带基盘鳞片的内侧底端生根和成苗的时间要迟15 d 左右，在产业化推广应用上差异不显著；三是运用切去鳞茎1/3 后的鳞块基底切割繁殖，切下的部分可作为药用部分，为石蒜作为药用花卉产业化开发与利用提供了来源保障，比前者及种子实生无菌苗离体培养、鳞片离体培养、常规分球繁殖等更有推广价值。

4 结论

上述4 种无性快繁技术研究，弥补了石蒜种子常规播种繁殖成活率低、常规分球繁殖系数低且速度慢的不足，为石蒜种源快繁体系建立和产业化开发利用提供了技术支撑。

二分法鳞块基底切割繁殖，是石蒜属植物一种有效、简易、低成本的无性快速繁殖方法，切去鳞茎1/3 后的鳞块基底切割繁殖，是石蒜作为药用花卉产业化开发的创新性应用，是最有推广价值的无性繁殖技术。