食用与观赏兼用百合新品种离体快繁关键技术优化

《Agronomy》：Optimization of Key Techniques for In Vitro Rapid Propagation of New Edible and Ornamental Lily Cultivars Yuanjun Jiang, Zhengquan He, Manman Fu, Fan Cheng and Chao Wu

　　

百合（Lilium）作为一种兼具药用与观赏价值的传统植物，其产业发展受限于鳞茎自然繁殖率低及对进口优质种质的依赖。为解决这一瓶颈，本研究以新选育的LA杂交百合与亚洲杂交百合（共三个品种）为试验材料，旨在建立高效稳定的组织培养与快繁体系。研究人员系统评估了不同外植体（鳞片与蒴果）的消毒、不定芽诱导与增殖、生根培养及炼苗移栽等关键工序。结果显示，鳞片作为外植体在组织培养中优于蒴果种子（污染率9.44%，再生率11.92%）。采用75%乙醇结合10%次氯酸钠消毒后，污染率可控制在14.29–21.43%，再生率达100%。在MS培养基中补充50 g·L?1蔗糖 + 1 mg·L?16-BA + 0.1 mg·L?1NAA（处理TA1）或50 g·L?1蔗糖 + 2 mg·L?16-BA + 0.5 mg·L?1NAA（处理TA4），并结合暗培养，能有效促进不定芽诱导、增殖及小鳞茎膨大。生根阶段，最佳培养基为1/2 MS + 0.5 g·L?1活性炭 + 2 mg·L?16-BA + 0.5 mg·L?1NAA（处理TB4）或MS + 0.3 g·L?1活性炭 + 2 mg·L?16-BA + 0.5 mg·L?1NAA（处理TB1），‘Pink Renault’的生根率最高达100%。将三个品种的组培苗合并炼苗并移栽至灭菌泥炭土中，总体成活率为89.33%。研究还采用TOPSIS法进行综合评价，筛选出不同品种的最佳培养条件。基于表型观察与生理指标数据，‘Pink Renault’显示出作为优良繁育种质的巨大潜力。该集成优化的技术体系为药赏兼用百合的大规模工业化育苗提供了可行方案，对种质资源的高效利用及百合产业的可持续发展具有重要实践意义。

该研究针对百合产业面临的种球自然繁殖率低、长期依赖进口及产业化发展受限等问题，旨在构建一套高效的药赏兼用百合离体再生体系。研究人员通过对关键技术的优化，突破了大规模种球繁育的瓶颈，相关成果发表于《Agronomy》。研究选取了LA杂交百合（‘Yellow Sully’, ‘Pink Renault’）和亚洲杂交百合（‘Red Eagle’）作为材料，来源于浙江省农业科学院试验田。关键技术方法涵盖外植体筛选、消毒程序优化、激素配比调控、光周期处理及TOPSIS综合评价法筛选最优组合。

研究结果方面，首先在外植体消毒对比中，研究发现鳞片消毒的最佳处理为75%乙醇3分钟联合10%次氯酸钠30分钟，污染率最低；而蒴果种子则以75%乙醇30秒联合50%次氯酸钠10分钟效果最佳，但鳞片整体再生效率更高。在不定芽诱导条件控制研究中，通过在MS培养基中添加不同浓度的6-BA和NAA，发现T1和T5处理综合表现最佳，显著提高了不定芽的诱导率和增殖率。关于不定芽衍生小鳞茎的增殖与膨大条件，研究揭示了蔗糖浓度与激素的协同效应，50 g·L^?1蔗糖配合特定激素配比（TA1或TA4）结合暗培养最利于增殖和膨大，且TOPSIS评价进一步验证了品种间的特异性差异。在生根条件控制方面，添加活性炭（AC）的处理（TB1和TB4）显著改善了根的生长，降低了褐化率，其中‘Pink Renault’生根率可达100%。最后的炼苗与移栽试验表明，经低温春化后的组培苗移栽至灭菌泥炭土中成活率最高，达到89.33%。

讨论部分指出，该研究确立了NaClO替代HgCl₂的安全消毒方案，并明确了鳞片的工业应用优势。研究证实植物生长因子（PGRs）是调控核心，不同基因型对蔗糖浓度、光周期（暗培养促进增殖，光暗交替促进特定品种膨大）响应存在显著差异。此外，活性炭在缓解根系褐化和促进生长方面发挥了关键作用。结论部分强调，本研究成功建立了适用于LA及亚洲杂交百合的高效稳定离体再生系统，主要创新点在于外植体系统性比较、低毒消毒方案优化、基于TOPSIS的特异性培养基筛选以及基因型依赖性响应的阐明。该系统在大规模商业化生产无病种球、种质资源保存及切花市场供应方面具有广阔的应用前景，尤其适用于中国百合种球高度依赖进口的国情，并为其他百合物种的基因转化研究奠定了基础。