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        伽師瓜無菌播種及愈傷組織誘導(dǎo)技術(shù)初探

        2022-03-16 01:24:52卡力比努爾艾沙圖爾蓀妮薩艾合麥提熱依拉艾買爾
        新疆農(nóng)業(yè)科技 2022年1期

        卡力比努爾·艾沙,圖爾蓀妮薩·艾合麥提,熱依拉·艾買爾,李 爽,趙 亮

        喀什大學(xué)生命與地理科學(xué)學(xué)院,新疆喀什 844006

        伽師瓜的種植歷史十分久遠(yuǎn),在南北朝時(shí),伽師瓜因其獨(dú)特的口感而獲得較高的評價(jià)。在清朝時(shí)期,伽師瓜被獻(xiàn)給當(dāng)時(shí)的朝廷重臣和皇族。“伽師”甜瓜因其肉質(zhì)厚細(xì)、香甜清脆、濃汁、皮薄無網(wǎng)紋、耐儲存等特點(diǎn),具有“中國瓜王”的稱號。伽師瓜原產(chǎn)于新疆喀什地區(qū)的伽師縣,伽師縣地處新疆西南地區(qū),具有西高東低,北高南低的獨(dú)特地勢,具有適宜的獨(dú)特氣候和水土條件。伽師瓜是喀什地區(qū)特色經(jīng)濟(jì)作物,也是伽師縣農(nóng)牧民收入的主要來源。伽師瓜外觀優(yōu)美,含糖量高,香甜可口,肉厚汁豐,品質(zhì)優(yōu)良,風(fēng)味獨(dú)特,營養(yǎng)豐富,在食品加工、醫(yī)學(xué)等方面也有很多用途。據(jù)調(diào)查,目前伽師瓜在生產(chǎn)中主要存在品種退化,病蟲害;單果大小差異大等問題,通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得優(yōu)良康尼基因,進(jìn)而明確這些基因的功能是十分必要的。

        將植物組織培養(yǎng)技術(shù)、細(xì)胞融合技術(shù)以及誘變育種等技術(shù)結(jié)合起來應(yīng)用,可大大縮短作物遺傳改良所需的年限,獲得優(yōu)良抗逆性狀。利用植物組織培養(yǎng)技術(shù),獲得優(yōu)良抗逆基因在林果栽培種已有應(yīng)用,如減少植株和瓜果的病蟲害,有望實(shí)現(xiàn)在其他地區(qū)栽培,這也許能給南疆更多的農(nóng)牧民生產(chǎn)增收帶來巨大效益。但前提是通過植株離體再生培養(yǎng),獲得遺傳背景一致的再生苗,從而獲得穩(wěn)定的優(yōu)良基因。目前,就伽師瓜離體再生技術(shù)而言,關(guān)于其無菌播種和愈傷組織的誘導(dǎo)的最佳條件并沒有給出統(tǒng)一的答案。因此,本研究選擇伽師瓜為試驗(yàn)材料,以離體子葉和莖段開展愈傷組織誘導(dǎo)技術(shù)的研究,旨在掌握植物組織培養(yǎng)的基本技能,為建立伽師瓜幼苗離體再生體系提供方法。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        伽師瓜種子購自于喀什農(nóng)博城種子專營店,常規(guī)種。

        1.2 無菌播種

        參考朱新霞等人的方法配制MS培養(yǎng)基,調(diào)節(jié)至pH(5.9±0.1),于高壓滅菌鍋中121℃條件下滅菌20min。種子分別為去殼和不去殼處理,分別經(jīng)75%酒精消毒60s,10%次氯酸鈉或0.1%氯化汞消毒15min,在超凈工作臺上待種子晾干,播于MS培養(yǎng)基上,每瓶播種5粒。

        1.3 愈傷組織誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)方法

        取5d的伽師瓜無菌苗,在無菌條件下,將子葉除去邊緣切成0.5cm×0.5cm的小塊,接種于含不同濃度的6-BA的培養(yǎng)基中(0.2mg/L6-BA+MS、0.4mg/L6-BA+MS、1.0mg/L6-BA+MS、2mg/L6-BA+MS),每瓶中接種8塊;將莖部切為每段0.5cm的莖段,接種于含不同濃度的6-BA的培養(yǎng)基中(0.2mg/L6-BA+MS、0.4mg/L 6-BA+MS、1.0mg/L6-BA+MS、2mg/L6-BA+MS),每瓶接種8塊。將接種好的培養(yǎng)瓶放置在2200lx光照下培養(yǎng),每2d觀察一次愈傷組織生長情況,約30~40d后統(tǒng)計(jì)愈傷組織的數(shù)量,并計(jì)算愈傷組織誘導(dǎo)率。

        2 結(jié)果分析

        2.1 不同處理方法對無菌苗生長的影響

        如表1所述,去殼的種子與未去殼的種子相比,去殼的種子在MS培養(yǎng)基中更容易發(fā)芽,分別用次氯酸鈉和氯化汞消毒后伽師瓜種子萌發(fā)率達(dá)到85%和90%,生長的無菌苗污染率低。未去殼的種子,盡管用次氯酸鈉和氯化汞消毒后,種子也僅有一半萌發(fā)。

        表1 未去殼的種子與去殼的種子形成無菌苗的概率

        2.2 不同部位的外植體對愈傷組織誘導(dǎo)的影響

        6-BA誘導(dǎo)莖段形成的愈傷組織見表2,可以看出濃度為0.4mg/L6-ba+ms的培養(yǎng)基中,莖段的誘導(dǎo)率為達(dá)到93%。在沒有加入6-ba的培養(yǎng)基中誘導(dǎo)率為0。接種在1.0mg/L6-ba+ms和2.0mg/L6-ba+ms的培養(yǎng)基上的莖端,盡管也能誘導(dǎo)形成愈傷組織,愈傷組織褐變率較高。

        表2 含不同濃度6-BA對誘導(dǎo)莖段形成愈傷組織的影響

        不同濃度6-BA誘導(dǎo)子葉形成的愈傷組織見表3,其中濃度為0.4mg/l6-ba+ms的培養(yǎng)基中的誘導(dǎo)率為最高達(dá)到90.6%。在沒有加入6-ba的培養(yǎng)基中誘導(dǎo)率為0。接種在1.0mg/l6-ba+ms和2.0mg/l6-ba+ms的培養(yǎng)基上的子葉,愈傷組織褐變率較高。

        表3 不同濃度6-BA對誘導(dǎo)子葉形成愈傷組織的影響

        3 討論與結(jié)論

        本實(shí)驗(yàn)過程中,無菌操作對種子的消毒滅菌處理很重要,將伽師瓜常規(guī)種去殼與未去殼對比,去殼種子的發(fā)芽率更高,這與王愛玲等人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致[8]。未去殼種子由于外種皮的存在萌發(fā)時(shí)要突破培根,萌發(fā)時(shí)間更長,且外殼帶有細(xì)菌,生長的無菌苗易受到污染,而去殼種子可直接萌發(fā),發(fā)芽率更高。多次實(shí)驗(yàn)證明一旦無菌苗染菌,那么以其作為外植體的愈傷組織誘導(dǎo)期間也會染菌。所以在對除去外殼的種子滅菌時(shí)要嚴(yán)格對外植體消毒充分。

        在探究誘導(dǎo)愈傷組織最佳部位、最適6-BA濃度時(shí),本實(shí)驗(yàn)通過控制培養(yǎng)基的6-BA濃度,得出以莖部與子葉為外植體在0.4mg/L的6-BA+MS培養(yǎng)基中形成的愈傷組織最好,這結(jié)果與付秋實(shí)等人的研究結(jié)果稍有差異。6-BA濃度過低不容易生成愈傷組織,孫敬三等研究表明,隨著6-BA濃度升高,組織塊的玻璃化也愈嚴(yán)重。這可能與內(nèi)外源激素達(dá)到特定得平衡狀態(tài)和激素受體存在飽和狀態(tài)有關(guān)。

        通過實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)可明顯看出,在濃度為0.4mg/L6-ba+ms的培養(yǎng)基中,以莖部作為誘導(dǎo)愈傷組織的外植體時(shí),其誘導(dǎo)率都比子葉作為外植體時(shí)的誘導(dǎo)率高出2.4%。表明在相同培養(yǎng)條件下,即使是同一植株的不同外植體,其愈傷組織的誘導(dǎo)能力也不同,這可能與構(gòu)成不同外植體的細(xì)胞生長發(fā)育規(guī)律及調(diào)節(jié)其生長的內(nèi)源激素有關(guān),這與孫慶軍等人的研究結(jié)果相似。其結(jié)果表明,在不定芽誘導(dǎo)過程中,除甜瓜子葉和下胚軸能產(chǎn)生不定芽外,其余外植體均未能誘導(dǎo)出不定芽。本實(shí)驗(yàn)表明,伽師瓜只有在莖段形成的愈傷組織可以分化出不定芽來,這刻與孫慶軍等人的研究材料、外植體生理狀態(tài)及培養(yǎng)基配比不同有關(guān)。

        本實(shí)驗(yàn)得出,伽師瓜無菌播種的最佳方式為:種子除去外殼,在75%的酒精中處于黑暗條件下培養(yǎng)成無菌幼苗;伽師瓜的愈傷組織誘導(dǎo)的最佳條件為:以5d的無菌苗莖部為外植體,在0.4mg/L6BA+MS培養(yǎng)基中誘導(dǎo)形成的愈傷組織最好。

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