蓝百合快速繁殖技术的研究

摘要

本研究以原产南非的‘蓝色大花’蓝百合Agapanthus praecossp.orientalis‘Big Blue’为材料，分别以体细胞胚胎发生途径和花器官培养途径建立了快速繁殖技术体系。在体细胞胚胎发生途径中，研究了愈伤组织适宜外植体的筛选、成熟胚诱导及再生植株驯化，其中最关键的技术是筛选出根茎顶端为适宜的外植体，同时进行了体细胞胚胎发育的相关组织学研究；在花器官培养途径中，通过愈伤组织诱导、不定芽诱导及增殖，最后完成驯化，具体研究结果如下： 1 ．为获得蓝百合无菌苗，研究比较去种翅、加洗涤剂处理过的种子和不经过处理（CK）的种子萌发率，前者较高，为42.2％，但与已有研究相比仍较低。 2 ．在蓝百合花梗组织培养中，花梗愈伤组织诱导最佳培养基为MS+6-BA1.5mg/L+柠檬酸0.1mg/L，诱导率为13.33％；不定芽诱导的最佳培养基为MS+6-BA1.5mg/L+IBA0.2mg/L，不定芽分化率为56.7％，但花梗作为外植体受采样时间限制严重，还不能达到产业化要求。 3 ．在体细胞胚胎发生途径中，以蓝百合无菌苗根茎顶端、叶片、花梗为外植体，经过筛选和初代培养，表明根茎顶端分化能力强，其愈伤组织诱导最佳培养基为MS+PIC0.5mg/L（Picloram，毒莠定），诱导率为53.33％；花梗愈伤组织诱导最佳培养基为MS+PIC3.0mg/L，诱导率为53.33％；幼叶愈伤组织诱导培养基为MS+PIC2.0mg/L+6-BA0.4mg/L，诱导率为40.00％。基于诱导率、外植体采集和试验成本（PIC 浓度）等因素，确定根茎顶端为体细胞胚胎发生最佳外植体。 4 ．将愈伤组织接种到继代培养基上，在MS+PIC1.0mg/L 上生长最快、最好，经过连续培养，在其周围产生微黄色、半透明的愈伤组织，其细胞结构松软，表面稍具粘性，根据已有研究报道初步定为胚性愈伤组织。 5 ．通过蓝百合愈伤组织生长曲线，首次证明了愈伤组织增殖培养阶段必须每隔3-4周继代一次的必要性。 6 ．在成熟胚诱导阶段，产生球形胚和棒状胚两种胚状体，球形胚后期可产生次生胚，最后都能形成正常植株。诱导胚状体的最佳培养基为MS+6-BA0.1mg/L+蔗糖45g/L，每g细胞鲜重可产生722个胚状体，比Sakae et al.以叶片为外植体，在MS+1mg/LPIC 诱导产生的胚状体数量（476个）提高了一半多（51.68％）。 7 ．蓝百合最佳生根培养基为1/2MS+IBA0.l5mg/L，根系数量多，长势良好，健康而且粗壮。当组培苗和体胚苗大约高2-3cm时，选择健壮的苗，即可移栽。移栽后两周内保持适宜的光照和湿度，成活率可达98.5％。 8 ．通过蓝百合由增殖到成熟胚诱导阶段的细胞显微结构观测，对比禾本科植物发生方式研究可知，本项研究首次证明了蓝百合在同一种培养物中存在两种体细胞胚胎发生方式，即胚胎发生方式和器官发生方式。 9 ．采用蓝百合根茎顶端为外植体进行愈伤组织的诱导，其诱导率比花梗诱导率提高40％，并获得了成活率高达98.5％的体细胞再生植株，为我国获得具有自主知识产权的蓝百合快速繁殖产业化生产技术奠定了理论和实践基础。