淺析水稻花藥培養(yǎng)效率的影響因素

賀 梅，黃少鋒，張麗萍，宋冬明*

（黑龍江省農(nóng)墾科學(xué)院 水稻研究所，黑龍江 佳木斯 154007）

水稻花藥培養(yǎng)是育種學(xué)的發(fā)展， 它繼承和發(fā)展了雜交育種和系統(tǒng)選擇， 以常規(guī)雜交育種技術(shù)為基礎(chǔ)， 結(jié)合花藥離體培養(yǎng)技術(shù)成為多學(xué)科協(xié)同作戰(zhàn)的綜合育種的新技術(shù)體系。 與常規(guī)育種方法相比有可以縮短育種年限，遺傳類型多，選擇效率高的特點(diǎn)。 雖然花藥培養(yǎng)技術(shù)的操作過程并不復(fù)雜， 但在試驗中常常會遇到一些問題影響到花粉植株的獲得，花粉植株群體小，選擇的效率低，從而使得花藥培養(yǎng)育種的效率低。 下面就幾個主要的因素進(jìn)行分析， 以期在該技術(shù)的實(shí)際操作使用中提供參考。

1 材料的選擇

花藥培養(yǎng)力即愈傷組織誘導(dǎo)率和綠苗分化率受供試材料基因型作用最強(qiáng)， 因此選配親本時盡量選用花藥培養(yǎng)力高的材料。 沈錦驊等[1]研究得出，培養(yǎng)力的高低排序，糯稻>粳稻>秈稻>秈型雜交稻。 因此，要根據(jù)育種目標(biāo)，在了解品種資源材料的基礎(chǔ)上正確選配親本。在供試材料選擇中，可以選擇高配合力的優(yōu)良雜交組合， 也可以選擇各類理化處理的后代變異體。雜交后代可以用F1也可以選用F2。 大量的試驗研究證明， 當(dāng)花粉細(xì)胞處于單核靠邊期時是花藥培養(yǎng)的最佳時期。 這一時期可以用1%碘化鉀染色鏡檢鑒別確定。 材料選擇的準(zhǔn)確與否直接影響著花藥培養(yǎng)的成敗，根據(jù)實(shí)踐積累經(jīng)驗，應(yīng)該選擇生長健壯的、花粉細(xì)胞發(fā)育時期適當(dāng)?shù)摹⒂胸S富的遺傳類型的材料。

2 取樣后的處理

渠榮達(dá)等[2]在1983 年就提出了在水稻花藥培養(yǎng)中， 低溫預(yù)處理可以顯著提高花粉愈傷組織的誘導(dǎo)頻率。在低溫預(yù)處理期間，花粉可以完成其轉(zhuǎn)向孢子體發(fā)育的誘導(dǎo)過程并且很少退化； 未處理的花粉需要培養(yǎng)5～6 d 才能完成此過程， 此時大部分花粉已經(jīng)退化。經(jīng)過低溫預(yù)處理的花藥，在培養(yǎng)最初4 d，其花粉退化也較少。 低溫預(yù)處理的上述效應(yīng)可能是提高水稻花粉愈傷組織誘導(dǎo)頻率的主要原因。 將取樣放置于6～10 ℃低溫下2～7 d，可使愈傷組織的誘導(dǎo)率提高40%～80%，因此低溫預(yù)處理是必需的步驟。

3 培養(yǎng)基的選擇與激素搭配

培養(yǎng)基和激素配比是影響花培效果的另一重要因素。應(yīng)用于水稻花培的基本培養(yǎng)基種類較多。同一材料用不同的培養(yǎng)基培養(yǎng)， 表現(xiàn)出不同的花培效果。 在具體的操作中，最好配備常用的N6、M8和MS 培養(yǎng)基，其中N6培養(yǎng)基作為粳稻或秈粳交后代的誘導(dǎo)培養(yǎng)基，M8培養(yǎng)基作為秈稻或秈粳交的誘導(dǎo)培養(yǎng)基， 分化培養(yǎng)基用MS 或M8培養(yǎng)基，交叉使用以適應(yīng)基因型對培養(yǎng)基的選擇作用。 對培養(yǎng)基的激素配比改良研究中，姜成模等[3]認(rèn)為，N6基本培養(yǎng)基附加NAA 的N6-1 誘導(dǎo)培養(yǎng)基和附加NAA、2,4-D 的N6-2 誘導(dǎo)培養(yǎng)基， 愈傷組織誘導(dǎo)率分別為30.3%和25.3%， 比附加2,4-D 的常用的N6誘導(dǎo)培養(yǎng)基 （愈傷組織誘導(dǎo)率為20.5%）高出47.8%和23.4%。 NAA 和2,4-D 混用的N6-2 去分化培養(yǎng)基所誘導(dǎo)出的愈傷組織的器官分化率為最高，其綠苗分化率為57.4%；器官分化率最低的是單用NAA 的N6-1 培養(yǎng)基， 其綠苗分化率為36.4%， 比N6培養(yǎng)基低18.7%。 附加NAA 的N6-1 和N6-2 培養(yǎng)基的出愈速度和器官分化速度明顯快于附加2,4-D 的N6培養(yǎng)基。在培養(yǎng)基的激素搭配上，選擇添加NAA 和2,4-D。

4 培養(yǎng)條件

在培養(yǎng)條件方面，主要指溫度和光照。溫度對愈傷組織誘導(dǎo)率的影響不大， 對綠化苗和白化苗的分化率影響比較大。因此，誘導(dǎo)培養(yǎng)時采用偏低溫度（一般以25 ℃為宜）， 低溫雖然延長培養(yǎng)時間，但能增加綠苗分化率，減少白化苗的出現(xiàn)。 待愈傷組織轉(zhuǎn)移到分化培養(yǎng)基上培養(yǎng)時， 溫度也不宜太高，適宜的溫度在24～26 ℃。 溫度高，愈傷組織生長快，容易老化，增加白化苗；溫度低，愈傷生長分化慢，培養(yǎng)基中養(yǎng)料消耗快，愈傷不易分化。花藥接種到培養(yǎng)基后在黑暗的條件下培養(yǎng)， 大概4 周左右分化出愈傷組織。 愈傷組織轉(zhuǎn)移到分化培養(yǎng)基后要采取先暗后光的培養(yǎng)方法， 即一般在暗處培養(yǎng)3 d， 待愈傷組織有增大跡象后放在有光照的環(huán)境中繼續(xù)培養(yǎng)。

5 壯苗和移栽成活率問題

壯苗是水稻花藥培養(yǎng)中相當(dāng)重要的一個環(huán)節(jié)， 壯苗效果的好壞直接影響到獲得花粉植株的多少。待幼苗長至3 cm 左右高時轉(zhuǎn)移到壯苗培養(yǎng)基，當(dāng)長至15 cm 左右、3 片葉、根系發(fā)達(dá)后進(jìn)行煉苗3～5 d，然后洗凈根部培養(yǎng)基在清水中養(yǎng)根，待有新根新葉長出可移栽至土壤中。 要注意環(huán)境的溫度和濕度，溫度控制在25 ℃左右，濕度85%左右。 溫度高、濕度低，植株會脫水干枯致死。

6 污染問題

花藥培養(yǎng)自始至終都有污染問題的發(fā)生。 在田間取回材料就要消毒殺菌后低溫保存。 在花藥接種時，接種環(huán)境、接種工具、接種人員都要進(jìn)行滅菌消毒處理。后期在轉(zhuǎn)移愈傷組織、轉(zhuǎn)移分化苗時也不能忽略滅菌消毒問題。

7 結(jié)語

總的來說， 水稻花藥培養(yǎng)是一個綜合的連續(xù)過程，經(jīng)歷的時間較長，環(huán)節(jié)較多，每一個環(huán)節(jié)都會對花藥培養(yǎng)效率造成影響。因此，綜合利用已有的基礎(chǔ)，總結(jié)規(guī)律，形成理論，從整體上提高水稻花培效率， 才能從根本上拓展花藥培養(yǎng)技術(shù)在水稻育種領(lǐng)域中的應(yīng)用。