淡黄花百合珠芽营养繁殖

百合（Ｌｉｌｉｕｍｓｐｐ．）是百合科（Ｌｉｌｉａｃｅａｅ）百合属的多年生草本鳞球茎植物。百合属植物具有重要的观赏价值，是世界四大切花之一。此外，百合还具有食用、药用等其他价值［１］。百合属植物常丛生于草甸、林间草地、灌丛及山坡草地等自然环境中，可同时进行鳞茎和珠芽等形式的无性及种子有性两类生殖途径［２］。百合栽培中常用的营养繁殖方式主要分为四种：鳞茎的自然分割繁殖、籽球繁殖、珠芽繁殖、鳞片繁殖［３］。百合的珠芽生长在叶腋处，在生长季的早期出现，植株开花后几周自然落地，能迅速形成小植株。珠芽繁殖相比种子萌发而言，萌发率较高，成苗更易存活，且保持母本优良遗传基因，在生产上用于良种繁殖具有广阔前景。

珠芽繁殖克隆繁殖方式，是植物生态适应的一种重要策略［４］。目前见于研究报道的进行珠芽繁殖的植物种类包括山药、半夏、魔芋、黄独、洋葱、百合等。在植物的珠芽繁殖研究中，已经报道的研究内容包括珠芽形成生理基础方面：如潘炳文通过对半夏珠芽的生态观察，得出珠芽的多少以及生长量与半夏的产量相关［５］；龙雯虹和郭春就通过对薯蓣零余子（珠芽）的组织培养试验来了解零余子的形成机理和生长发育规律，发现多糖、蛋白质和淀粉等代谢产物是零余子发育的营养来源，珠芽原基是由叶腋表皮下１～２层细胞进行平周分裂，２～３层细胞进行平周和垂周分裂形成的一团分生组织［６］。珠芽繁殖的生态适应意义也是研究的一个重要方面：王道宽对半夏珠芽生态观察的研究，发现在半阴区珠芽的繁殖率最高，而且在半夏生长的旺盛期产生的珠芽最多［７］。在珠芽繁殖的发育特征方面：山药珠芽的发生过程经历了珠芽原基的形成及珠芽的分化，是由分生带细胞不断增殖细胞数量和各细胞体积增大，使珠芽的生长体积迅速变大，到８月中下旬山药植株珠芽停止生长［８］；人工培养条件下半夏珠芽的发生位置与生长素的极性运输有关，低浓度生长素可以促进珠芽的形成，而且珠芽发生的数量与叶柄珠芽的放置方式有关，正置比倒置的形成率低［９］；珠芽形成主要发生于叶柄上端，添加ＩＡＡ与ＡＢＡ均能促进叶柄珠芽的形成［１０］。

虽然百合的珠芽繁殖已经是生产上应用的一种繁殖方式，但是对百合珠芽发育特征的研究报道较少。因此，本试验拟以淡黄花百合（Ｌｉｌｉｕｍｓｕｌｐｈｕ－ｒｅｕｍ）为例来观察百合属植物珠芽发育的形态学和解剖学特征，为进一步研究百合珠芽繁殖的生态适应意义和百合种质资源的合理开发利用提供理论支持。

１材料和方法

野生淡黄花百合于２００９年１２月～２０１０年３月及２０１０年４月～２０１１年５月分两批采集于贵州省贵阳市花溪区罗平水库附近山坡区域，采集越冬的鳞茎盆栽种植于实验场备用。百合珠芽发育的形态学和解剖学特征观察集中于２０１１年进行。从春天鳞茎萌发开始，每周定期观察植株的生长状况并取珠芽不同发育时间带茎段材料（长约１ｃｍ），洗净、用ＦＡＡ固定液固定２４ｈ以上，置于－２０℃冰箱中保存备用。按照李正理方法制作石蜡切片，然后用番红固绿对染，中性树胶包埋［１１］，置于光学显微镜下观察珠芽发育各阶段解剖形态并拍照。

２结果与分析

２．１珠芽的发生部位及发育过程

淡黄花百合在贵阳地区４月初开始萌动出土长出地上茎，在６月中、下旬现蕾，在植株出现花蕾由营养发育转向生殖发育后，植株叶片数目不会再增加。植株在７月初进入花开放期，７月中旬达盛花期，此时植株几乎停止株高的生长并最后进入整体衰老期。淡黄花百合的珠芽形成于地上茎叶腋处，每个叶位形成仅有一粒珠芽，由叶柄基部茎表皮以内数层薄壁细胞不断分裂和分化形成。珠芽首先在上位叶的叶腋形成，然后往下位叶叶腋部位延伸。植株的珠芽形成数量可多达８０粒以上。５月中旬，地上茎的叶腋处有肉眼可见凸出的白色点（小白点）状结构产生，之后小白点慢慢膨大，由白色向绿色转变，然后有鳞片状结构形成，到７月下旬珠芽逐渐发育成熟最后自然掉落脱离母体植株。成熟珠芽多为紫黑色或青绿色，呈卵圆形或球形（直径１～２ｃｍ），外部包裹数目不等的数层鳞片。由于个体差异及珠芽发生时间的差别，珠芽成熟的时间不完全一致，珠芽成熟脱落集中在８～９月。部分珠芽在脱离母体前就会萌发长出叶及根，珠芽于母体植株上萌发的现象在成熟时遇到阴雨潮湿天气时更为常见。

２．２不同发育时期珠芽的解剖学特征

４月至５月中旬，淡黄花百合植株的叶片叶腋处呈褐色、肉眼观察不到小白点状结构（图版Ⅰ，ａ）。解剖学观察未萌发出珠芽的叶腋表明：叶腋基部６～８层细胞（含表皮细胞）；细胞大小不一（直径１～６μｍ），与叶柄表皮和皮层细胞而言较小，形态不规则，形成一个区别于周围细胞的细胞团（图版Ⅰ，ｂ，纵切）；从横切图上观察，茎形成层与叶片维管束之间细胞无明显形态分化（图版Ⅰ，ｃ），茎中维管束呈现散生（结果未显示）。

５月中旬到６月初，肉眼可观察到地上茎叶腋处出现凸出结构，呈白色（图版Ⅰ，ｄ）。切片观察表明：凸出的白色结构由叶柄近基部处茎表皮以下４～６层薄壁细胞恢复分生能力不断分裂形成。叶腋表皮下的１～３层细胞首先进行平周分裂，增加了细胞层数，然后进行平周与垂周分裂形成新的生长点———珠芽生长点（图版Ⅰ，ｅ，纵切）。叶柄的横切可观察到茎形成层与叶片维管束之间细胞有明显的形态分化，珠芽萌发的生长点细胞呈环状排列，组成的薄壁细胞其细胞质较浓、相比于周围的细胞而言较小、且排列紧密（图版Ⅰ，ｆ）。６月初到７月初，叶腋部位的珠芽结构慢慢膨大，由白色慢慢变成绿色，外部形态由小凸起慢慢变成椭球或球形结构（图版Ⅰ，ｇ、ｊ）。切片观察表明：新形成珠芽生长点逐渐发育，体积逐渐长大，在其内部逐渐形成维管组织（图版Ⅰ，ｊ、ｌ），并在其与叶柄连接的基部位置与茎的维管束相连接（图版Ⅰ，ｈ、ｋ）。珠芽的生长锥部分细胞质浓密、细胞排列密集（图版Ⅰ，ｉ）。７月初到７月中旬，在淡黄花百合的珠芽发育成熟过程中，珠芽基部周围开始陆续有鳞片原基的分化（图版Ⅰ，ｈ），之后外部鳞片生长速度快于内部生长点（顶端）并形成由鳞片包裹的珠芽结构（图版Ⅰ，ｋ）。最后外部的鳞片逐渐由绿色变成褐色或紫红色（图版Ⅰ，ｐ）并开裂（图版Ⅰ，ｍ），外围的薄壁细胞相对较大、细胞间空隙也较大（图版Ⅰ，ｎ）。成熟珠芽分化形成有２～５对鳞片。