百合优质种球生产关键技术研究与应用

针对我国百合生产长期受制于国外种球市场这一困境，本团队开展了20 年的系统研究与探索，探明了百合种球发育和休眠机理，创新了百合优质种球生产关键技术，在原原种创制、原种扩繁和商品种球贮藏等核心环节取得了突破性进展，实现了一系列科技成果的实践应用。取得的突出特点和创新成果为：（1）研制出基于“体细胞胚发生”的百合高效离体再生技术，创建了胚性细胞鳞茎繁殖技术体系，实现了百合原原种培育质量和效率的重大突破。攻克了传统组培方式以不定芽途径诱导小鳞茎繁殖系数低、生产周期长的瓶颈，研制出适用于多种切花百合和10种我国原产野生百合的体细胞胚发生关键技术，实现了1克胚性愈伤组织可形成50个体细胞胚并均可正常形成小鳞茎的突破，使成苗系数较传统组培繁殖提高50倍，并显著提高了原原种质量。（2）探明了百合鳞茎形成的“淀粉-蔗糖”代谢机制，明确了SuSy1 和INV2 基因共同调节了小鳞茎的形态建成，创建了百合鳞片扦插繁殖精准调控技术体系，实现了对百合子球数量、质量以及生理状态的人工调控。鳞片扦插繁殖是百合商品种球生产的重要方法，但常常繁殖系数不高、种球质量不均一。本研究探明了淀粉代谢为蔗糖是鳞片繁殖的关键，而这种代谢模式受IBA、GA3 与相应温度（不同种类不同）调控，创建了高繁殖系数和质量的工厂化鳞片繁殖技术体系，精准控制了小鳞茎的生理状态（萌发戒休眠），实现了原种扩繁阶段繁殖系数高、子球繁殖阶段鳞茎球型和鳞片抱合度等综合品质高、子球整齐一致的高效优质种球繁殖，显著缩短了种球培育进程、实现了种球周年生产。（3）明确了低温解除百合种球休眠的生理机制，率先建立了基于淀粉代谢调节的种球低温贮藏模式及种球质量评价、检测技术体系。在系统研究商品种球发育和低温贮藏过程中淀粉-蔗糖代谢时空模式的基础上，明确了顶芽是百合鳞茎休眠的主体，外部鳞片是为顶芽解除休眠提供物质基础的活跃部位，低温通过调控蔗糖代谢酶活性，调节淀粉和蔗糖的含量。建立了针对不同种类百合和不同贮藏目的的低温控制模式，显著降低了种球低温贮藏成本；并以淀粉含量作为指示因子，建立了种球质量快速检测技术体系，显著提高了种球质量检测的精准度，并使检测程序更具可操作性。（4）本研究获授权国家发明专利10 件；发表论文112 篇（SCI 论文17 篇），出版专著1 部，研制出种球生产专用工具和设备7 件；创建了保存百合资源1300余份的种质资源圃；备案百合新品种6个，建立百合种植示范基地5个；在辽宁和其他省份的20家企业应用推广，培训花农和生产技术人员5800人次。近3年累计推广0.91万hm2，新增产值32.52亿元，新增纯效益14.95亿元，显著提高了农民的科技意识，社会和生态效益显著。

本项目由沈阳农业大学孙红梅教授主持，获2019年度辽宁省科技进步二等奖。