卷丹百合(Lilium lancifolium Thunb.)珠芽发生及离体再生研究

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卷丹(Lilium lancifolium Thunb.)为百合科(Liliaceae)百合属(Lilium)多年生草本球根花卉。该种花朵硕大鲜艳、并具有抗性强、分布广等特点,故常用于园林绿化。卷丹是天然的三倍体植株,具有高度不育性的特点,其叶腋处可产生深褐色珠芽作为无性繁殖器官来进行繁殖。珠芽繁殖不仅能保持母本的遗传特性,其繁殖方式比鳞片扦插和种球繁殖更方便,更高效,所以利用珠芽繁殖是目前卷丹种群扩繁的一种重要手段。本研究以三倍体卷丹百合作为试验材料,利用徒手切片和石蜡切片方法观察珠芽发生的形态发育过程,对卷丹施以不同激素处理,观察不同激素对珠芽的影响,找出最适提高卷丹珠芽价值的外源激素,并对珠芽进行不同温度处理,对卷丹珠芽打破休眠进行研究。同时还以卷丹珠芽鳞片为外植体,分析了不同激素组合、暗培养时间对珠芽愈伤组织的诱导,并对珠芽离体再生研究进行探讨。主要研究结果如下:通过对卷丹珠芽进行生长动态观察,试验结果表明,在沈阳地区卷丹百合露地栽培于5月中上旬开始产生珠芽,于7月中下旬脱落,整个珠芽的生长阶段历时75 d左右。卷丹在5月中上旬时叶腋处产生凸出的白色点状结构,随着植株节间伸长,白色点状结构逐渐膨大,珠芽在6月下旬逐渐成熟,到7月中下旬珠芽与母体脱离并自然掉落。根据其发育过程将其分为6个时期,分别为:启动期、显现期、转色初期、转色中期、转色后期、成熟期。对卷丹百合珠芽各个时期进行解剖观察,利用徒手切片可观察到随着珠芽生长发育,珠芽鳞片数在不断增多,与珠芽中心芽之间存在着直接联系,即内层中心芽生长发育使得珠芽鳞片层数逐渐增加。通过石蜡切片可观察到珠芽形成于卷丹地上茎与叶片基部相连的叶腋处,是由叶柄基部表皮细胞覆盖的下层细胞分裂分化而来的,使得叶柄基部形成隆起,当叶腋分生组织形成后,珠芽原基进一步生长发育,形成珠芽。在4月下旬对卷丹喷施外源激素处理,试验结果表明:一定浓度的生长素、赤霉素对卷丹珠芽生长发育有促进作用。其中喷施50 mg/L的IAA珠芽显现日期最早,比对照提前了10 d,并且长势较好,而喷施浓度为200 mg/L的IAA珠芽显现日期则比对照晚2 d。喷施不同浓度的赤霉素珠芽显现日期均比对照提前。从产生的珠芽大小及产量来看,喷施浓度为100 mg/L的IAA珠芽大小及产量均显著大于对照处理。喷施50 mg/L的GA3珠芽大小相较于其他处理也显著高于对照处理,但是单株产生的珠芽数量没有对照多。综上所述:喷施100 mg/L的IAA和50 mg/L的GA3处理珠芽效果较好。珠芽在5℃、10℃、15℃和室温(25℃)下处理30 d,研究发现经低温处理后,珠芽的发芽率、发芽势、根系发育及植株生长情况都得到良好改善,并且温度越低,打破珠芽休眠的效果越明显。当温度为5℃时,珠芽的发芽率为80%,发芽势为69%,根长、根粗发育最快,且植株长势最好。在此基础上,将珠芽置于5℃下处理0 d,10 d,20 d,30 d,40 d,60 d,研究发现随着处理时间的增加,更加有利于打破珠芽休眠,当处理时间为60 d时,珠芽出苗时间最短,仅需要8 d,发芽率达到96.33%,发芽势达到80%,并且珠芽根系发育最好,植株长势最为强健。综上所述,选择在5℃处理60 d时最有利于打破珠芽休眠,利于工厂化育苗。以卷丹百合珠芽作为外植体进行离体培养,对卷丹珠芽离体再生进行研究。结果表明:珠芽外层鳞片更易诱导愈伤组织。比较不同激素配比对珠芽鳞片愈伤组织诱导的影响,综合来看BA具有良好诱导效果,PIC与BA的组合效果优于PIC和TDZ组合。珠芽鳞片诱导愈伤组织的最适培养基为:MS+BA 1.5mg/L+PIC 1.0mg/L,在此培养基上愈伤组织的诱导率达到67.96%。比较不同暗培养天数对珠芽鳞片诱导愈伤组织的影响,结果发现暗培养18 d能有效提高愈伤组织的诱导率,此时的愈伤组织诱导率为70.83%。比较不同激素浓度对愈伤组织成苗的影响,最适的激素组合为MS+NAA 1 mg/L+BA 2mg/L时,愈伤组织分化率最高为58.67%,成苗个数为24个。
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