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以野生种百合卷丹、渥丹及东方百合杂种系品种索蚌为试材,对百合离体再生体系进行研究,并以秋水仙素为诱变剂,利用浸泡法、组培加倍法对百合染色体进行加倍处理,建立了有效的加倍方法体系,得到卷丹1个加倍株系、渥丹8个加倍株系。研究结果如下:
通过本试验研究,得到了适合百合外植体消毒、诱导、增殖及生根培养的方法和最佳培养基,建立了百合离体再生体系。卷丹百合鳞片外植体最适宜消毒时间是70%酒精10s、0.1%HgCl215min,成活率55.6%;卷丹珠芽最适宜消毒时间是70%酒精10s、0.1%HgCl210min,成活率60.5%;渥丹种子用70%酒精表面消毒30s即可收到较好的效果,成活率高达95.0%;索蚌鳞片最适合消毒时间是70%酒精30s、0.1%HgCl215min,成活率最高,60.0%。卷丹百合鳞片、珠芽外植体的最佳诱导培养基为MS+6-BA1.5mg·L-1+NAA0.2mg·L-1,诱导率86.7%;渥丹种子最佳萌发培养基为1/2MS,种子出芽率37.3%;索蚌最佳诱导培养基为MS+BA1.5mg·L-1+NAA0.2mg·L-1,诱导率97.5%。卷丹最佳增殖培养基为MS+6-BA1.0mg·L-1+NAA0.2mg·L-1,增殖系数8.0;渥丹最佳增殖培养基为MS+6-BA0.5mg·L-1+NAA0.5mg·L-1增殖系数5.0,同时生根5~7条,根长可达4.0cm;索蚌最佳增殖培养基为MS+BA2.0mg·L-1+NAA0.2mg·L-1,增殖系数8.0。卷丹最佳生根培养基为1/2MS+IBA0.5mg·L-1,生根率100.0%,平均生根4.5条;索蚌最佳生根培养基为MS+BA1.0mg·L-1+NAA1.0mg·L-1,生根率100.0%,生根8~10条。
利用秋水仙素作为诱变剂对百合多倍体诱导进行了研究,结果表明:采用浸泡法对百合鳞片、珠芽、种子及无菌试管苗进行处理,虽然处理方法简单,易于操作,但成功率低,没有获得成活的加倍株系;组织培养法与秋水仙素加倍处理相结合可显著提高加倍成功率。
采用秋水仙素浸泡处理法时,秋水仙素不同处理浓度、不同处理时间对百合外植体的处理效果不同,250mg·L-1秋水仙素溶液直接浸泡渥丹种子72h,胚轴变粗率最高,92.9%,处理后的种子移栽未萌发。秋水仙素直接浸泡卷丹鳞片和珠芽,再生的小鳞茎未表现出加倍特征,直接浸泡的卷丹珠芽根尖钝圆,但移栽后全部致死。100mg·L-1秋水仙素溶液直接浸泡渥丹试管苗48h,E值最高,0.467;200mg·L-1秋水仙素溶液直接浸泡索蚌试管苗24h,E值最高,0.466。但继续培养二者均未得到成活株系。采用秋水仙素组培法,共处理渥丹种子1116粒,萌发499粒,用150mg·L-1秋水仙素溶液,处理20d,E值最高,0.51。最后获得77个成活株系,36个株系具有加倍形态特征。共处理卷丹试管苗450株,适宜的秋水仙素浓度为150mg·L-1,处理20d,形态变化率最高,37.5%,获得1个愈伤组织成苗株系。共处理索蚌试管苗450株,适宜的秋水仙素浓度为250mg·L-1,处理30d,形态变化率最高,87.5%,获得1个成活株系。
从36个具有加倍特征的渥丹株系中抽取8个株系进行染色体鉴定,均为加倍株系(2n=4x=48),卷丹1个加倍株系(2n=6x=72),索蚌株系未加倍(2n=2x=24)。加倍植株形态上表现为:植株生长缓慢,变矮,叶片变宽、肥厚,叶色变深,容易玻璃化和出现扭曲现象。