花生果針離體培養研究

李長生+夏晗+趙傳志+侯蕾+張燁+趙術珍

摘 要：以中華8號花生品種為試材，研究了GA、6-BA和生長素（IAA和NAA）對花生果針離體培養的影響。結果表明，花生果針離體培養的最佳培養基配方為MS 培養基的無機鹽成分、B5培養基的有機成分、300 mg/L水解酪蛋白、6%蔗糖、1.0 mg/L GA、0.5 mg/L IAA和0.01 mg/L 6-BA，在此條件下，花生子房膨大率為72%。

關鍵詞：花生;果針;子房;離體培養

中圖分類號：S565.201 ?文獻標識號：A ?文章編號：1001-4942（2015）06-0008-04

Study on Peg Culture in Vitro of Peanut

Li Changsheng， Xia Han， Zhao Chuanzhi， Hou Lei， Zhang Ye， Zhao Shuzhen*

（Biotechnology Research Center， Shandong Academy of Agricultural Sciences/Shandong

Provincial Key Laboratory of Crop Genetic Improvement， Ecology and Physiology， Jinan 250100， China）

Abstract Using Zhonghua 8 as experimental material， the effects of GA， 6-BA and auxin （IAA and NAA） on peg culture in vitro of peanut were studied. The results indicated that the optimum medium contained inorganic salts of MS， organic constituents of B5， 300 mg/ L casein hydrolysate and 6% sucrose and supplemented with 1.0 mg/L GA， 0.5 mg/L IAA and 0.01 mg/L 6-BA. Under this condition， the peanut ovary ?enlargement rate was 72%.

Key words Peanut; Peg; Culture in vitro

花生是我國最重要的油料作物之一。我國花生總產量占全國油料作物總產量的1/2，占世界花生總產量的2/5，居世界第一位，實現花生產業全面、協調、可持續發展對保障我國糧油安全具有重要意義[1]。花生遺傳多樣性低[2]，利用生物技術進行種質創新和品種培育，是實現我國花生遺傳改良新飛躍的關鍵。然而，花生的分子生物學研究遠落后于其它農作物，對花生重要農藝性狀形成的分子機理研究甚少。因此，加快花生分子生物學研究進程，揭示花生產量、品質形成的分子機理，對利用現代生物技術手段結合傳統育種方式培育花生高產、優質和抗病品種具有重要意義。

花生與大豆、油菜、擬南芥有很大不同，花生植株在地上部分開花，授粉后合子只分裂幾次便停止，子房在受精后的一段時間內并未明顯膨大，子房柄卻不斷伸長。伸長的子房柄和未膨大的受精子房形成一針狀結構，稱為“果針”。在正常生長的花生植株上，隨著果針的伸長，受精子房被推入土壤中，在黑暗條件下開始膨大，最終發育成莢果[3～6]。如果人為阻止果針入土，在光照條件下果針將不能膨大形成莢果[4，7，8]。黑暗和機械刺激曾被認為是果針入土后導致莢果膨大的主要原因[9]，但其誘導莢果發育的分子機理尚不清楚。在模式植物擬南芥中的研究表明，激素信號是外界環境調控植物生長發育的橋梁。由于在大田栽培條件下對果針處理受環境影響較大，為獲得均一的試驗材料以研究黑暗和機械刺激誘導基因表達變化、激素合成和信號傳導等的變化，建立和優化果針離體培養體系尤為重要，其優勢在于不受季節限制，能夠精確控制處理強度、時間等各種因素，可為花生莢果膨大機理的研究提供穩定可靠的試驗材料。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗品種 供試花生品種為中華8號，由中國農業科學院油料作物研究所提供。

1.1.2 培養基 基本培養基為MS 培養基的無機鹽成分、B5培養基的有機成分、300 mg/L水解酪蛋白和6%蔗糖。配方如下：

① GA濃度對子房膨大的影響

A： 基本培養基+0.05 mg/L 6-BA+1.0 mg/L NAA+0.1 mg/L GA

B： 基本培養基+0.05 mg/L 6-BA+1.0 mg/L NAA+0.5 mg/L GA

C： 基本培養基+0.05 mg/L 6-BA+1.0 mg/L NAA+1.0 mg/L GA

D： 基本培養基+0.05mg/L 6-BA+1.0mg/L NAA+2.0 mg/L GA

② 6-BA濃度對子房膨大的影響

E： 基本培養基+0.5 mg/L GA+1.0 mg/L NAA+0.01 mg/L 6-BA

B： 基本培養基+0.5 mg/L GA+1.0 mg/L NAA+0.05 mg/L 6-BA

F： 基本培養基+0.5 mg/L GA+1.0 mg/L NAA+0.1 mg/L 6-BA

③ IAA濃度對子房膨大的影響

G： 基本培養基+0.5 mg/L GA+0.05 mg/L 6-BA+0.5 mg/L IAAendprint

H： 基本培養基+0.5 mg/L GA+0.05 mg/L 6-BA+1.0 mg/L IAA

I： 基本培養基+0.5 mg/L GA+0.05 mg/L 6-BA+2.0 mg/L IAA

④NAA濃度對子房膨大的影響

使用培養基B和H的試驗結果，進行比較。

1.2 試驗方法

選取飽滿的花生種子于2014年5月初播種于大田。開花后取第二、三節位長3 cm且粗細一致的花生果針，用自來水沖洗干凈，70%酒精表面消毒5 s，再用0.1%升汞表面消毒8 min，無菌水沖洗3次，然后切取果針頂端1 cm左右（帶子房和部分子房柄），子房朝上垂直接種于培養基上。接種后置于完全黑暗條件下培養。培養溫度25±1℃， 相對濕度40%～60%。每處理10瓶，每瓶培養基中放5個果針。

子房膨大率（%）=每瓶培養基中膨大的果針數/接種果針總數×100

2 結果與分析

2.1 GA濃度對子房膨大的影響

由圖1可以看出，在6-BA （0.05 mg/L）和NAA（1.0 mg/L ）濃度不變的條件下，花生子房膨大率隨GA濃度的升高先增大后減小，當GA濃度為1.0 mg/L時，子房膨大率達最大，為51.1%。表明適宜濃度的GA可以促進子房的膨大，但GA濃度過高則會抑制子房的膨大。

注：A：0.1 mg/L GA;B：0.5 mg/L GA;

C：1.0 mg/L GA;D：2.0mg/L GA。

圖1 赤霉素GA對子房膨大的影響

2.2 6-BA濃度對子房膨大的影響

由圖2可知，隨著6-BA濃度的增加，花生子房膨大率逐漸降低。當6-BA濃度為0.01 mg/L時，膨大率為72%，而當6-BA濃度達到0.10 mg/L后，子房膨大率僅為29.2%。

注：E：0.01 mg/L 6-BA;B：0.05 mg/L 6-BA;F：0.1 mg/L 6-BA。

圖2 6-BA對子房膨大的影響

2.3 IAA和NAA濃度對子房膨大的影響

由圖3可知，當NAA與IAA濃度均為1.0

圖3 IAA和NAA濃度對子房膨大的影響

mg/L時，NAA處理的花生子房膨大率高于IAA。由于IAA是植物體內存在的激素，適當降低IAA濃度至0.5 mg/L，效果優于1.0 mg/L的NAA，子房膨大率可達53.3%。

3 結論與討論

激素在植物生長發育過程中具有重要的調控作用，花生胚胎發育狀況與內源激素的代謝密切相關[10]。許多研究表明，花生子房膨大受到內源植物激素的調節[7～9，11]，但哪種激素起主要作用仍存在爭議。封海勝等認為GA在子房膨大過程中起主要作用[12];而馮啟理和潘瑞熾[13]認為NAA 是誘導子房膨大的主要激素，GA 是促進子房柄伸長的主要激素，花生果針能否從伸長生長轉入膨大生長，與這兩種激素的平衡狀況有關[13]。而從豌豆和西紅柿果實發育的研究中發現生長素和GA是協同起作用的[14，15]。正常情況下擬南芥莢果發育需要受精作用的完成，受精誘導種子中生長素的合成，而生長素激活了胚珠中GA代謝，GA促進莢果正常發育[16，17]。Feng等[18]報道0.5 mg/L或2.0 mg/L NAA有利于莢果形成和胚胎發育;而隨后，Feng等[19]研究又表明2.0 mg/L NAA不利于莢果和胚胎發育，并推測這種試驗結果的矛盾可能是兩次試驗中培養基營養成分及環境條件不同改變了植物材料對激素的需求和響應。本試驗結果表明，合適的GA濃度有利于子房膨大;生長素是子房膨大不可缺少的，而且較低濃度的IAA比NAA效果更好;較高濃度的6-BA并不利于子房膨大。

Feng等[19]在培養基中添加1.0 mg/L NAA 和0.5 mg/L GA時子房膨大率達到81%，但筆者利用該培養基培養離體果針時子房膨大率均未超過60%，而在培養基中添加0.01 mg/L 6-BA、1.0 mg/L NAA 和0.5 mg/L GA時子房膨大率達72%。綜合各種激素濃度的影響，本試驗所得花生果針最佳離體培養基為在MS 培養基的無機鹽成分、B5培養基的有機成分、300 mg/L水解酪蛋白和6%蔗糖基礎上添加1.0 mg/L GA、0.5 mg/L IAA和0.01 mg/L 6-BA。

參 考 文 獻：

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