李媛媛 王冰林 韓佳 鄭慧敏 何珊 胡玉榮 張軍
摘要:以7個蘿卜品種為試材,開展下胚軸離體培養(yǎng)研究,通過基因型篩選確定具有較高再生頻率的蘿卜品種進(jìn)行后續(xù)試驗,探討AgNO3濃度、激素配比、瓊脂濃度等因素對蘿卜下胚軸再生的影響。結(jié)果表明:蘿卜下胚軸再生的最適培養(yǎng)基為改良MS+1.8 mg/L 6-BA+0.8 mg/L NAA+5 mg/L AgNO3+0.9%瓊脂+30 g/L 蔗糖,不定芽再生率高達(dá)78.3%,玻璃化率僅為2.8%。
關(guān)鍵詞:蘿卜;下胚軸;離體再生;AgNO3;激素配比
中圖分類號: S631.104.3文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號:1002-1302(2014)01-0058-03
收稿日期:2013-05-16
基金項目:山東省優(yōu)秀中青年科學(xué)家科研獎勵基金(編號:2007BS06024);山東省農(nóng)業(yè)良種工程重大課題。
作者簡介:李媛媛(1979—),女,山東桓臺人,博士,講師,從事蔬菜遺傳育種研究。Tel:(0536)8785690;E-mail:yylilove@126.com。
通信作者:王冰林,博士,副研究員,從事蔬菜遺傳育種與栽培生理研究。Tel:(0536)2118661;E-mail:binglinwang@126.com。蘿卜是一種重要的營養(yǎng)保健蔬菜,在我國蔬菜栽培和供應(yīng)中占有重要地位,近幾年種植面積不斷擴(kuò)大,產(chǎn)量也在逐步提高,目前全國蘿卜栽培面積約為120萬hm2/年,總產(chǎn)量達(dá) 2 683萬t/年[1]。蘿卜生產(chǎn)以應(yīng)用雜交種為主,自交不親和系和雄性不育系利用是蘿卜雜交育種的重要途徑,而其傳統(tǒng)的保存方法局限性較大。隨著生物技術(shù)的快速發(fā)展,組織培養(yǎng)成為保存和快繁自交不親和系和雄性不育系的有效途徑,同時也是利用基因工程技術(shù)選育優(yōu)良品種的重要前提。蘿卜為再生頑拗型植物,再生頻率普遍較低[2],所以建立高效、實用的離體再生體系和組培快繁體系成為蘿卜生物技術(shù)育種的關(guān)鍵限制因素。因此,筆者選用7個蘿卜品種,從基因型、激素配比、AgNO3濃度、瓊脂濃度等方面對蘿卜下胚軸再生的影響進(jìn)行了研究,旨在建立高效的蘿卜離體再生體系,為利用生物技術(shù)與常規(guī)育種方法相結(jié)合開展蘿卜遺傳育種和良種繁育提供技術(shù)支撐。
1材料與方法
1.1試驗材料
供試7個蘿卜品種由山東省濰坊市農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供,分別為雜交種紅光102、白玉冠軍、濰蘿卜1號、濰蘿卜2號、濰蘿卜3號,常規(guī)種濰縣蘿卜、改良濰縣蘿卜。
1.2試驗方法
1.2.1無菌苗培養(yǎng)挑選顆粒飽滿的蘿卜種子,用蒸餾水清洗干凈后用濾紙吸干。在超凈工作臺上用70%乙醇處理 30 s,再用0.1%氯化汞處理8 min,無菌水沖洗4~5遍,然后接種于1/2MS培養(yǎng)基(含20 g/L 蔗糖+7.5 g/L 瓊脂,pH值 5.8~6.0)上。每個三角瓶接種5~10粒種子,置于25 ℃、光照時間16 h/d、光照強(qiáng)度2 000 lx條件下培養(yǎng),獲得無菌苗。
1.2.2不定芽誘導(dǎo)切取生長4~5 d的無菌苗下胚軸(切段長5~10 mm),接種于改良培養(yǎng)基(MS+5 mg/L 6-BA+ 0.2 mg/L NAA+7.5 g/L 瓊脂+30 g/L 蔗糖)上,每瓶接種 4~5個外植體。在溫度25 ℃、光照時間16 h/d、光照強(qiáng)度 2 000 lx 條件下培養(yǎng)15~20 d,統(tǒng)計不定芽再生率及玻璃化率,選出再生頻率較高的蘿卜基因型。以再生情況最好的基因型為材料,篩選合適的激素(6-BA和NAA)濃度配比、AgNO3 濃度和瓊脂濃度。愈傷再生率=(形成愈傷的外植體數(shù)/接種的外植體總數(shù))×100%;愈傷褐化率=(褐化的愈傷數(shù)/愈傷總數(shù))×100%;不定芽再生率=(形成再生芽的外植體數(shù)/接種的外植體總數(shù))×100%;玻璃化率=(玻璃化芽數(shù)/芽總數(shù))×100%。
1.2.3不定根誘導(dǎo)外植體培養(yǎng)15~20 d后,愈傷組織基本脫分化出不定芽,將不定芽切割成小塊,接于1/2MS基本培養(yǎng)基上誘導(dǎo)生根。
2結(jié)果與分析
2.1不同基因型對蘿卜下胚軸再生的影響
在改良培養(yǎng)基(MS+5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA+7.5 g/L 瓊脂+30 g/L 蔗糖)上培養(yǎng)5 d左右,蘿卜下胚軸兩端開始膨大,10 d左右形成明顯的愈傷組織,15 d左右長出不定芽。在供試的7個蘿卜品種中,改良濰縣蘿卜不定芽再生率最高,達(dá)48.2%,其次為濰蘿卜3號,其他品種不定芽再生率較低,且愈傷褐化率、玻璃化率偏高;白玉冠軍雖然愈傷再生率最高,但未長出不定芽(表1),所以選擇改良濰縣蘿卜為試材進(jìn)行后續(xù)試驗,圖1為該品種下胚軸離體培養(yǎng)各階段的生長狀況。
2.2不同AgNO3濃度對蘿卜下胚軸再生的影響
由表2可知,在培養(yǎng)基中添加AgNO3可提高改良濰縣蘿卜品種下胚軸愈傷再生率和不定芽再生率,而降低愈傷褐化率和玻璃化率,且隨著濃度增加,變化幅度加大。鑒于AgNO3對植物生長具有毒害作用,濃度過高會抑制蘿卜不定芽生長,宜選擇5 mg/L。
3結(jié)論與討論
蘿卜是再生頑拗型植物,基因型對蘿卜再生能力影響較大[3-5]。在本研究所用的7個蘿卜品種中,改良濰縣蘿卜下胚軸再生率達(dá)到48.2%,而白玉冠軍下胚軸再生率為0,品種間存在較大差異。王洋等認(rèn)為,對于具有高頻再生潛力的基因型,通過改良培養(yǎng)基能夠建立一個高頻再生體系[6]。所以,改良濰縣蘿卜可作為下胚軸再生的較理想基因型。
關(guān)于蘿卜離體再生的研究較少,主要以子葉和下胚軸為外植體。徐文玲等以蘿卜帶柄子葉為外植體,建立了再生率較高的再生體系[2,7-8]。在早期,崔群香等對蘿卜下胚軸離體再生進(jìn)行了初步探討,但對離體再生的影響因素及不定芽再生率缺乏系統(tǒng)研究[9-10]。王輝等將誘導(dǎo)出的45塊愈傷組織進(jìn)行培養(yǎng),僅分化出3個芽,再生率很低[11]。本研究以再生頻率較高的改良濰縣蘿卜品種為試材,系統(tǒng)研究了AgNO3濃度、激素配比、瓊脂濃度等因素對蘿卜下胚軸再生的影響,建立了蘿卜下胚軸愈傷誘導(dǎo)率100%、不定芽再生率78.3%、玻璃化率僅為2.8%的高效再生體系,其最適改良培養(yǎng)基為 MS+1.8 mg/L 6-BA+0.8 mg/L NAA+5 mg/L AgNO3+ 9 g/L 瓊脂+30 g/L 蔗糖,這為利用生物技術(shù)進(jìn)行蘿卜育種和制種工作奠定了良好基礎(chǔ)。
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