婁麗娜 戴澈 劉根新 喬俊楠 季延娣 蘇小俊
摘要:以蘿卜雄性不育系的幼嫩花序軸為外植體進行組織培養,可成功誘導出苗。將幼嫩花序軸接種到不同激素配比的愈傷組織誘導培養基上,其中在MS+6-BA 30 mgL+NAA 06 mgL培養基培養效果最好,誘導率高達9231%;用MS+6-BA 10 mgL+NAA 01 mgL培養基誘導成苗,獲得1株再生苗,成苗率為333%;用MS+NAA 10 mgL培養基成功對幼嫩花序軸進行生根培養,并被馴化移栽成活。
關鍵詞:蘿卜;花序軸;組織培養;雄性不育系;激素;外植體;誘導率;成苗率;馴化
中圖分類號: S631104+3文獻標志碼: A
文章編號:1002-1302(2017)21-0042-02[
收稿日期:2016-09-20
基金項目:江蘇省自然科學基金青年基金(編號:BK20130726);江蘇省農業科技自主創新資金[編號:CX(16)1012]。
作者簡介:婁麗娜(1982—),女,河南濮陽人,博士,副研究員,主要從事蔬菜作物遺傳育種研究。Tel:(025)84391221;E-mail:linabeibei@163com。
通信作者:蘇小俊,博士,研究員,主要從事蔬菜作物遺傳育種研究。Tel:(025)84391259;E-mail:xiaojunsu@yahoocom。
蘿卜為異花授粉植物,在蘿卜雜交育種中,自交不親和及雄性不育性狀,是雜交制種的2個重要應用。研究人員選出的不育系不能立即應用于配制雜種,對這樣的材料,采用組織培養的方式進行保存和繁殖就成為必要手段之一。1980年,祝仲純等成功從蘿卜的下胚軸中誘導植株[1]。隨后,國內外學者采用蘿卜的外植體如帶柄子葉、子葉、下胚軸、帶芽莖段以及頂芽等進行培養,均取得了一定的成果[2-8]。
然而,與大多數植物相比,蘿卜的再生能力較弱,不易通過愈傷組織途徑形成再生植株[9]。在蘿卜中,通常是通過種子萌發獲得無菌外植體,直接誘導產生不定芽,再分化成完整的植株。在實際的生產實踐中,當發現某個材料是雄性不育材料時,往往已經是生殖生長期,無法通過種子途徑對材料進行保存,也無法通過其營養體階段的頂芽進行組織培養保存,根據吳麗艷等的研究,采用花序軸組培快繁青花菜蘿卜胞質雄性不育系,獲得了成功[10],但在蘿卜上能否成功,鮮見報道。本試驗利用蘿卜雄性不育材料的花序軸為外植體,系統研究其誘導、分化、生根和移栽等步驟,從而建立一套蘿卜花序軸組培快繁的技術體系,為蘿卜育種材料的保存、繁殖提供參考,為特殊材料的研究和利用奠定基礎。
1材料與方法
11材料
江蘇省農業科學院蔬菜研究所提供的蘿卜雄性不育材料R3-654。
12培養基與培養條件
本試驗所用的誘導培養基、不定芽分化培養基以及生根培養基都是在MS基本培養基的基礎上,添加植物激素組成的,具體配比如表1所示。培養基的蔗糖濃度均是 20 gL,并添加瓊脂07%,pH值為58。接種后置于 25 ℃ 下,光照度為2 500 lx,光照時間為12 hd。
13試驗方法
131外植體消毒處理
從供試材料植株上取幼嫩花序軸,用洗滌劑洗滌后,自來水流動沖洗30 min,用70%乙醇浸泡40 s,再放入10%次氯酸鈉中消毒5~10 min,在超凈工作臺上用無菌水沖洗3~4次,最后一次浸泡3~5 min,用無菌濾紙吸干表面水分,將花序軸切成05~10 cm的小段待用[11]。
132誘導培養
經處理后的花序軸小段分別接種到(1)、(2)、(3)、(4)、(5)號培養基上,10 d后觀察愈傷組織情況,計算愈傷組織誘導率(%)。
133分化培養
將愈傷組織轉接到(6)、(7)、(8)、(9)號增殖培養基中繼續培養,30 d后統計出苗數,計算成苗率(%)。
134組培苗的生根和移栽
[JP2]通過繼代增殖形成的無根苗長成3~4 cm高并帶有2~3張幼葉時,轉入(10)號生根培養基上培養誘導生根[5]。20~25 d后,將試管苗的瓶蓋打開放到溫室內過渡2~3 d,取出試管苗,洗凈根部附著的培養基,栽入到已滅菌的營養土中,放入拱棚后在上面覆蓋塑料膜和遮陽網,每天揭膜若干小時,保持一定的溫度(20~28 ℃)和濕度(85%~90%),10 d后移栽到大田,20 d后考察成活情況。
2結果與分析
21不同激素配比培養基對愈傷組織的誘導效果
在誘導培養基上培養10 d后發現,在(1)、(2)、(3)、(4)號誘導培養基中的花序軸小段的切口部位逐漸膨大,并產生淡綠色的愈傷組織。由圖1-A、圖1-B可知,(1)、(2)號培養基中的愈傷組織與其他組織相比,愈傷組織較大且較多的外植體都產生了淡綠色的愈傷組織。誘導培養基(3)誘導效果較差,只有少數的外植體膨大,多數外植體發生了褐變和白化現象(圖1-C);(4)號培養基的誘導效果一般,只有部分外植體膨大,產生綠色愈傷組織,部分外植體也出現了褐變現象(圖1-D);作為對照的(5)號誘導培養基,未添加激素,其外植體膨大較少,零星幾個膨大,且愈傷組織較小(圖1-E)。
不同激素配比對愈傷組織的誘導率不同。由表2可知,(1)、(2)號培養基的誘導率較高,分別為9000%、9231%;其次為(4)號培養基,誘導率為4545%;(3)號誘導培養基較差,誘導率僅為1667%;作為對照的(5)號培養基最差,誘導率僅為727%。
22不同激素配比培養基對成苗的誘導效果及生根培養
將誘導出的愈傷組織分別接種到(6)、(7)、(8)、(9)號培養基上繼續培養,7 d后(7)號培養基上即開始出現綠色的芽點,并逐漸分化成小芽,逐漸發育為小植株(圖2-A)。有的在愈傷組織上,開始有綠色的組織生成,但直到30 d后,也未誘導成芽,進而也未發育成苗(圖2-B)。endprint
采用(10)號生根培養基對獲得的無根苗進行生根誘導,產生了十幾條根,較粗壯且平整(圖2-C)。證明武劍等采用的蘿卜生根方法,可以有效地應用在本試驗中[5]。經過馴化和移栽,最終成功獲得R3-654的再生植株。
由表3可看出,最終只在(7)號培養基上,獲得1個植株,成苗率為333%。
3討論
在誘導愈傷組織的培養基上,(1)、(2)號培養基的6-BA的濃度均為 30 mgL,而濃度為06 mgL NAA比濃度為04 mgL的誘導率稍高,但二者的誘導率相差不大,且誘導效果較好;對比(3)、(4)號培養基,6-BA濃度相同,均為40 mgL,NAA的濃度分別為04、06 mgL,但誘導率較(1)、(2)號培養基低,同樣NAA的濃度為 06 mgL 比 04 mgL 的誘導率稍高。說明6-BA濃度為 30 mgL,NAA濃度為06 mgL的誘導培養基誘導愈傷組織效果最好,誘導率高達9231%。
設置4個分化培養基,但只在(7)號培養基上獲得1株再生苗,說明蘿卜的再生能力較弱,不易通過愈傷組織途徑形成再生植株,這與熊秋芳等的結論[9]一致。本試驗的誘導成苗率太低,須要對分化培養基的激素種類和配比進行進一步的探索,同時在試驗中要降低污染率、提高成苗效率。
采用了武劍等的方法[5]對再生植株進行生根、馴化及移栽,獲得蘿卜R3-654的再生植株,證明MS+NAA 10 mgL 對蘿卜無根苗的生根的效果很好,在苗數較少的情況下,可以保證再生苗的成活率。
本研究結果表明,雖然蘿卜的再生能力較弱,通過愈傷組織途徑形成再生植株較困難,但采用花序軸作為外植體對蘿卜雄性不育株進行誘導愈傷組織,再生植株的方法是可行的。如果后續研究能提高愈傷組織再生苗的成活率,那么該方法就[CM(25]可被廣泛應用于蘿卜雄性不育系的種質保存和雜交育種
中,具有很好的理論研究和實際應用價值。
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