百合優(yōu)質(zhì)種球生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用

針對(duì)我國(guó)百合生產(chǎn)長(zhǎng)期受制于國(guó)外種球市場(chǎng)這一困境，本團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了20 年的系統(tǒng)研究與探索，探明了百合種球發(fā)育和休眠機(jī)理，創(chuàng)新了百合優(yōu)質(zhì)種球生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)，在原原種創(chuàng)制、原種擴(kuò)繁和商品種球貯藏等核心環(huán)節(jié)取得了突破性進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了一系列科技成果的實(shí)踐應(yīng)用。取得的突出特點(diǎn)和創(chuàng)新成果為：（1）研制出基于“體細(xì)胞胚發(fā)生”的百合高效離體再生技術(shù)，創(chuàng)建了胚性細(xì)胞鱗莖繁殖技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了百合原原種培育質(zhì)量和效率的重大突破。攻克了傳統(tǒng)組培方式以不定芽途徑誘導(dǎo)小鱗莖繁殖系數(shù)低、生產(chǎn)周期長(zhǎng)的瓶頸，研制出適用于多種切花百合和10種我國(guó)原產(chǎn)野生百合的體細(xì)胞胚發(fā)生關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了1克胚性愈傷組織可形成50個(gè)體細(xì)胞胚并均可正常形成小鱗莖的突破，使成苗系數(shù)較傳統(tǒng)組培繁殖提高50倍，并顯著提高了原原種質(zhì)量。（2）探明了百合鱗莖形成的“淀粉-蔗糖”代謝機(jī)制，明確了SuSy1 和INV2 基因共同調(diào)節(jié)了小鱗莖的形態(tài)建成，創(chuàng)建了百合鱗片扦插繁殖精準(zhǔn)調(diào)控技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了對(duì)百合子球數(shù)量、質(zhì)量以及生理狀態(tài)的人工調(diào)控。鱗片扦插繁殖是百合商品種球生產(chǎn)的重要方法，但常常繁殖系數(shù)不高、種球質(zhì)量不均一。本研究探明了淀粉代謝為蔗糖是鱗片繁殖的關(guān)鍵，而這種代謝模式受IBA、GA3 與相應(yīng)溫度（不同種類(lèi)不同）調(diào)控，創(chuàng)建了高繁殖系數(shù)和質(zhì)量的工廠化鱗片繁殖技術(shù)體系，精準(zhǔn)控制了小鱗莖的生理狀態(tài)（萌發(fā)戒休眠），實(shí)現(xiàn)了原種擴(kuò)繁階段繁殖系數(shù)高、子球繁殖階段鱗莖球型和鱗片抱合度等綜合品質(zhì)高、子球整齊一致的高效優(yōu)質(zhì)種球繁殖，顯著縮短了種球培育進(jìn)程、實(shí)現(xiàn)了種球周年生產(chǎn)。（3）明確了低溫解除百合種球休眠的生理機(jī)制，率先建立了基于淀粉代謝調(diào)節(jié)的種球低溫貯藏模式及種球質(zhì)量評(píng)價(jià)、檢測(cè)技術(shù)體系。在系統(tǒng)研究商品種球發(fā)育和低溫貯藏過(guò)程中淀粉-蔗糖代謝時(shí)空模式的基礎(chǔ)上，明確了頂芽是百合鱗莖休眠的主體，外部鱗片是為頂芽解除休眠提供物質(zhì)基礎(chǔ)的活躍部位，低溫通過(guò)調(diào)控蔗糖代謝酶活性，調(diào)節(jié)淀粉和蔗糖的含量。建立了針對(duì)不同種類(lèi)百合和不同貯藏目的的低溫控制模式，顯著降低了種球低溫貯藏成本；并以淀粉含量作為指示因子，建立了種球質(zhì)量快速檢測(cè)技術(shù)體系，顯著提高了種球質(zhì)量檢測(cè)的精準(zhǔn)度，并使檢測(cè)程序更具可操作性。（4）本研究獲授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利10 件；發(fā)表論文112 篇（SCI 論文17 篇），出版專著1 部，研制出種球生產(chǎn)專用工具和設(shè)備7 件；創(chuàng)建了保存百合資源1300余份的種質(zhì)資源圃；備案百合新品種6個(gè)，建立百合種植示范基地5個(gè)；在遼寧和其他省份的20家企業(yè)應(yīng)用推廣，培訓(xùn)花農(nóng)和生產(chǎn)技術(shù)人員5800人次。近3年累計(jì)推廣0.91萬(wàn)hm2，新增產(chǎn)值32.52億元，新增純效益14.95億元，顯著提高了農(nóng)民的科技意識(shí)，社會(huì)和生態(tài)效益顯著。

本項(xiàng)目由沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)孫紅梅教授主持，獲2019年度遼寧省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。