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        棗花藥培養(yǎng)及植株再生體系的建立

        2025-08-15 00:00:00郭凱徐崇崇胡亞寧黃建
        果樹學(xué)報(bào) 2025年7期
        關(guān)鍵詞:花藥冬棗碳源

        中圖分類號:S665.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1009-9980(2025)07-1621-1:

        Abstract: 【Objective】 Ziziphus jujuba is an economically important tree species in China.The establishment of its anther culture regeneration system is of great significance for accelerating genetic improvement and polyploid breeding.However,the existing anther culture system faces challenges such as low callus induction rates and dificulties in adventitious bud differentiation.In this study, three jujube varieties,Dongzao,Junzao and Qiyuexian,were used as materials.By optimizing the ratios of plant growth regulators,carbon sources,and cultivation conditions,an eficient anther culture regeneration system was established.【Methods】 Young floral buds of Dongzao, Junzao and Qiyuexian at the green to yellowish- green stage (polen at the late uninucleate stage)were used as the experimental materials. Flower buds were rinsed with running tap water for ,transferred toa laminar flowhood, surfacesterilizedwith 75% ethanol for 30-60s ,followed byimmersionin 0.1% 0 ξw/V )HgClsolution for10 min, and rinsed times with sterile water.Anthers were aseptically excised from flower buds in a culture dish.The anthers were inoculated onto callus induction media with 9 combinations and concentrations of plant growth regulators (PGRs), with varying durations of pretreatment at 4°C (0,1,3,5, 7 d) and carbon sources (Maltose, Sucrose and Glucose). Callus induction rates were recorded after 30d of culture. Induced callus clusters were transferred to MS medium supplemented with distinct PGR types and concentrations for proliferation under dark conditions for 20d ,and then callus proliferation coefficients were calculated. For differentiation, two basal medium (MS and WPM) were used, supplemented with 20g?L-1 maltose and varying PGR combinations (18 treatments in total). Well-growing callus lines of each genotype were inoculated and cultured under light for 50d to assess adventitious bud differentiationrates.Ploidyofregenerated plantlets was determined via flow cytometry using diploid Ziziphus jujuba var. spinosa tissue-cultured seedlings as controls. For rooting, 2cm stem segments of Dongzao with vigorous growth from subcultures were transferred to rooting media, and rooting rates were evaluated after 30d .【Results】 The optimal callus induction medium for anthers of Dongzao, Junzao and Qiyuexian was MS+30g?L-1 maltose +1.0mg?L-12 4-D+0.4mg?L-1TDZ+0.4mg?L-1 NAA, achieving an induction rate of 59.33% , 64.00% ,and 58.67% ,respectively. The induction rate was higher than those achieved by the individual application of2,4-D alone or the sole combination of TDZ and NAA.The effects of different hormones and genotypes on callus induction rates were both significant.The influence of the three hormones on callus induction rates was in the order of2, 4-D gt; NAA gt; TDZ. Calli induced by the addition of maltose were mostly yellowish-white in color and grew fast, with the highest induction rate of callus tissue at a concentration of 30g?L-1 .Pretreatment at 4°C increased the callus inductionrates in Dongzao and Qiyuexian,but had no significant effect in Junzao.Among them,the induction rate of Dongzao anthers was higher at 1 to 3d oflow-temperature treatment, with an induction rate of (20號 60.67% in 1 d chilling pretreatment, and significantly decreased to 36.67% under 5 dchilling pretreatment.The induction rate of Junzao anthers showed no significant diffrence under different low-temperature treatment times,remainingaround 47% ,indicating thatlow-temperature treatment hada limited effect on its induction rate.The induction rate ofQiyuexian anthers was highest (38.67% )under 3d of low-temperature treatment. The culture media suitable for the calls proliferation of the anthers of Dongzao, Junzao and Qiyuexian were 2.5mg?L-1TDZ+0.4mg?L-1IBA+0.1mg?L-1NAA, 1.0mg?L-1 TDZ+0.8mg?L-1 IBA, 1.5mg?L-1TDZ+0.8mg?L-1 IBA, respectively, and the proliferation coefficientswere 88.89% , 81.11% and 78.89% respectively.WPM basal medium was superior for differentiation,with hormone combinations yielding differentiation rates of 48.00% , 29.33% ,and 33.33% for Dongzao (0.8mg?L-1TDZ+0.5mg?L-1IBA+0.2mg?L-1NAA) ,Junzao (1.0mg?L-16-BA+0.5mg?L-1 (204號 TDZ+0.5mg?L-1NAA) ,and Qiyuexian (1.0mg?L-1TDZ+0.5mg?L-1IBA+0.2mg?L-1NAA) ,respectively.Dongzao exhibited the highest callus induction and differentiation rates,with anther-derived callus demonstrating superior morphological quality. Compared to Junzao and Qiyuexian,Dongzao showed significantly higher efciency in callus and adventitious bud induction,accompanied by vigorous growth of regenerated plantlets.These findings collectively indicate that genotype is a critical determinant in the in vitro induction of adventitious buds from anther-derived calus.Among the 36 regeneratedplantsofDongzao,33( 92% )were diploid(2n) and 3 (8% )werehaploid-diploid chimeras.All the 5 regenerated plants of Junzao were diploid (2n).Among the 8 regenerated plants of Qiyuexian, 6 (75%) were diploid (2n) and2 25% )were haploid (n). For rooting,1/2 MS medium supplemented with 0.4mg?L-1 IBA and 0.3g?L-1 activated charcoal achieved an 87.5% rooting rate for Dongzao.【Conclusion】This study established an in vitro anther culture system for Dongzao,Junzao and Qiyuexian,and obtained regenerated plants.The optimal induction, proliferation, and diferentiation media for anthers of Dongzao, Junzao and Qiyuexian were determined,revealing the impact of genotype.Haploid regenerated plants of Qiyuexian were obtained, providing new materials for the breeding ofjujube varieties.

        Key Words: Jujube;Anther culture; Callus; Flow cytometry; Haploid breeding

        棗(ZiziphusjujubaMill.)是鼠李科(Rhamnace-ae)棗屬(ZiziphusMill.)植物,是中國重要的特色經(jīng)濟(jì)林樹種,其優(yōu)良品種的培育對實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效栽培具有關(guān)鍵作用。因此,通過不同育種手段培育出綜合性狀優(yōu)良的品種成為棗樹生產(chǎn)上迫切需要解決的問題[。在植物育種領(lǐng)域,花藥離體培養(yǎng)技術(shù)作為一種重要的手段,可以進(jìn)一步獲得純合植物,能夠有效提高育種選擇效率,也可為棗品種改良和新品種選育提供有力支持[2-3]。

        關(guān)于離體花藥培養(yǎng)的報(bào)道始于1964年,印度德里大學(xué)學(xué)者在毛葉曼陀羅植物上進(jìn)行并獲得單倍體植株。之后逐漸應(yīng)用于水稻、水葫蘆、草莓[]、茄子和麻風(fēng)樹等植物上。中國花藥培養(yǎng)育種開始于20世紀(jì)70年代,先后在滇楊[10]、蘋果[1]、桑樹[12]等植物上應(yīng)用并得到再生植株。目前有多個(gè)棗品種建立了花藥組織培養(yǎng)技術(shù)體系,冬棗、辣椒棗、月光棗、贊皇大棗、阜平大棗[3]、蘋果棗、酸棗、駿棗[]、長紅棗、金絲小棗[15-1等十幾個(gè)棗品種獲得花藥再生植株,其中王震星等[15的金絲小棗和武曉紅[13]的冬棗和阜平大棗得到了單倍體植株。

        盡管在棗樹花藥培養(yǎng)方面取得了一定進(jìn)展,但不同基因型棗樹之間的組培體系存在顯著差異,愈傷組織誘導(dǎo)率與再生植株分化率普遍偏低,培養(yǎng)體系存在染色體倍性混雜顯著、單倍體發(fā)生率不理想等突出問題[17-18]?,F(xiàn)有技術(shù)體系的低效性已成為制約該技術(shù)應(yīng)用于育種的關(guān)鍵因素,急需優(yōu)化培養(yǎng)體系的穩(wěn)定性和重復(fù)性。在生產(chǎn)中,冬棗是主要的鮮食品種,駿棗是優(yōu)質(zhì)的制干品種,而七月鮮則是早熟且鮮食與制干兼用的品種,3個(gè)棗品種對棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展均具有重要產(chǎn)業(yè)價(jià)值,深入研究棗樹花藥愈傷組織誘導(dǎo)和再生培養(yǎng)體系,對推動(dòng)棗樹育種進(jìn)程具有重要意義。除此之外,駿棗的花藥培養(yǎng)技術(shù)研究基礎(chǔ)較為薄弱,再生植株分化率低,還有待進(jìn)一步優(yōu)化,而七月鮮花藥離體培養(yǎng)技術(shù)未見報(bào)道。因此,筆者在本研究中選用冬棗、駿棗和七月鮮3個(gè)主栽優(yōu)良棗品種進(jìn)行花藥離體培養(yǎng),旨在建立高效且完善的離體花藥再生體系,為棗樹花藥離體再生研究提供技術(shù)支撐。

        1材料和方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        研究于2022年5月中下旬在西北農(nóng)林科技大學(xué)清澗紅棗試驗(yàn)站進(jìn)行。選取生長健壯、無病蟲害的棗樹(以酸棗做砧木),采集冬棗、駿棗和七月鮮處于綠色到黃綠色期間的幼嫩花蕾(花粉處于單核靠邊期)。將花蕾在自來水下沖洗 0.5~1.0h 后置于超凈工作臺(tái)上,用 75% 的乙醇浸泡 30~60s ,用 0.1% 的HgCl2 溶液浸泡殺菌 10min ,再用無菌水沖洗4\~6次,最后在培養(yǎng)血中剝開花蕾,將花藥接種到不同培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)觀察。

        1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        對3個(gè)品種棗花藥進(jìn)行不同時(shí)間的低溫預(yù)處理和不同種類濃度的碳源、激素組合等多個(gè)因素設(shè)計(jì)對比,研究這些因素對棗花藥愈傷誘導(dǎo)、增殖和分化培育的影響。

        1.2.1花藥愈傷誘導(dǎo)培養(yǎng)基篩選采用L9 (34) 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),形成9種不同種類激素組合的MS培養(yǎng)基,所有培養(yǎng)基均添加 30g ·L麥芽糖和 6g?L-1 瓊脂,pH=5.8 。將3個(gè)棗品種的花藥接種到各培養(yǎng)基上,每個(gè)處理接種3個(gè)培養(yǎng)皿(共約50個(gè)花藥),每組試驗(yàn)3次重復(fù), 25°C 暗培養(yǎng),30d后統(tǒng)計(jì)不同棗花藥處理的愈傷誘導(dǎo)率。

        為進(jìn)一步優(yōu)化碳源,選擇3種碳源(麥芽糖、蔗糖和葡萄糖)分別加到 MS+1.0mg?L-1 2,4-D+ 0.4mg?L-1TDZ+0.4mg?L-1NAA 的誘導(dǎo)培養(yǎng)基中,糖源設(shè)定4個(gè)水平質(zhì)量濃度 (20g?L-1?30g?L-1?40g?L-1. 60g?L-1) ,共12個(gè)處理,每個(gè)處理接種3個(gè)培養(yǎng)皿(共約50個(gè)花藥),3次重復(fù),暗培養(yǎng) 30d(25±2°C) 后統(tǒng)計(jì)愈傷誘導(dǎo)率。

        1.2.2花藥預(yù)處理低溫處理可以提高花藥愈傷組織的誘導(dǎo)率[2,因此,在誘導(dǎo)過程中也對花藥進(jìn)行低溫預(yù)處理,探究其效果。將沖洗過的花蕾放在 4°C 的冰箱中進(jìn)行低溫預(yù)處理試驗(yàn),設(shè)定6個(gè)低溫處理時(shí)間長度:0、1、3、5、7、9d。將預(yù)處理過的花藥接種到 |MS+1.0mg?L-12,4-D+0.4mg?L-1TDZ+0.4mg?L-1 NAA的培養(yǎng)基上進(jìn)行誘導(dǎo)培養(yǎng)。每個(gè)處理接種約30個(gè)花藥并3次重復(fù),接種后的所有花藥置于 25°C 條件下暗培養(yǎng)30d,30d后統(tǒng)計(jì)各個(gè)處理的愈傷誘導(dǎo)率。

        1.2.3愈傷組織增殖培養(yǎng)基篩選將誘導(dǎo)出的愈傷組織塊接入到不同濃度激素的MS培養(yǎng)基中,添加30g ·L麥芽糖, 6g?L-1 瓊脂, pH=5.8 。每盤接種10個(gè)花藥愈傷組織塊,共接3盤,每個(gè)處理3次重復(fù),在(25±2) °C 條件下暗培養(yǎng)20d后統(tǒng)計(jì)愈傷增殖系數(shù)。

        1.2.4愈傷分化基本培養(yǎng)基篩選選用MS和WPM兩種基本培養(yǎng)基,在不同分化培養(yǎng)基上,添加20g?L-1 的麥芽糖[2],接種生長良好的各基因型花藥愈傷組織,共設(shè)計(jì)18種處理組合(表1)。每盤接種9~10個(gè)花藥愈傷組織塊 (0.5~1cm) ,共接種5盤,每個(gè)處理3次重復(fù), 26°C 光照條件下培養(yǎng),光照度2000lx ,光照時(shí)間 16h?d-1,50d 后統(tǒng)計(jì)不同處理的愈傷組織分化率。

        表1花藥愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基激素組合設(shè)計(jì)

        1.2.5再生植株倍性檢測取3種基因型棗組培苗幼嫩葉片各2份,每份葉片 30~50mg ,用流式細(xì)胞儀進(jìn)行倍性鑒定,倍性測試參考王利虎等[22和田新民等[23]的方法并進(jìn)行了部分改進(jìn),選擇WPB裂解液進(jìn)行細(xì)胞裂解。

        1.2.6生根培養(yǎng)基篩選選取冬棗繼代培養(yǎng)中長勢良好且一致的 2cm 左右?guī)а壳o段,接種到添加不同質(zhì)量濃度 IBA(0.2,0.4,0.6mg?L-1) 的1/2MS培養(yǎng)基中,共3個(gè)處理,每個(gè)處理4瓶,每瓶2根莖段,培養(yǎng)30d后觀察生長狀況,統(tǒng)計(jì)生根率,篩選最適IBA質(zhì)量濃度。

        1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理

        采用單因素方差分析(ANOVA)進(jìn)行數(shù)據(jù)比較,

        利用Duncan新復(fù)極差法檢驗(yàn)處理間差異顯著性水平(plt;0.05) ,使用SPSS26.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

        2 結(jié)果與分析

        2.1培養(yǎng)基的激素種類及濃度對棗花藥愈傷組織誘導(dǎo)的影響

        3個(gè)品種花藥暗培養(yǎng)30d后統(tǒng)計(jì)了9個(gè)處理的愈傷組織誘導(dǎo)率(表2)。

        結(jié)果表明,3個(gè)棗品種的花藥在各處理中都能夠誘導(dǎo)出愈傷組織。方差分析結(jié)果表明,不同激素和基因型對愈傷誘導(dǎo)率的影響均顯著,3種激素對愈傷誘導(dǎo)率影響的主次順序?yàn)椋?,4-D,NAA,TDZ。在 1.0mg?L-1 2,4-D+0.4mg?L-1TDZ+0.4mg?L-1 NAA的激素組合中冬棗、駿棗、七月鮮花藥誘導(dǎo)率均最高,駿棗花藥的愈傷組織誘導(dǎo)率高于冬棗和七月鮮,其中冬棗、七月鮮在 1.5mg?L-12,4-D+0.8mg?L-1 TDZ+0.8mg?L-1N. AA中誘導(dǎo)率最低,駿棗花藥在1.5mg?L-12,4-D+0.4mg?L-1TDZ 中誘導(dǎo)率最低,不同基因型的花藥在相同培養(yǎng)基上誘導(dǎo)結(jié)果差異較為明顯。因此,在棗花藥誘導(dǎo)培養(yǎng)過程中,以添加1.0mg?L-12,4-D 最佳,TDZ和NAA以 0.4mg?L-1 最佳。

        2.2花藥愈傷誘導(dǎo)中碳源的影響

        由表3可以看出,不同碳源與濃度對棗花藥愈傷組織誘導(dǎo)的效果差異顯著。方差分析結(jié)果表明,3個(gè)影響因素均顯著,各因素對愈傷誘導(dǎo)率影響的主次順序?yàn)椋禾荚捶N類、碳源濃度、棗花藥品種,其中碳源種類對愈傷誘導(dǎo)率影響最大。正交試驗(yàn)結(jié)果表明:冬棗、駿棗和七月鮮花藥在以麥芽糖為碳源的培養(yǎng)基上愈傷組織誘導(dǎo)率顯著高于其他兩種碳源,其中冬棗為 52.00% ,駿棗為 57.33% 、七月鮮為 54.00% 蔗糖次之,葡萄糖最低,且葡萄糖質(zhì)量濃度為 60g?L-1 時(shí)3個(gè)基因型花藥均沒有誘導(dǎo)出愈傷組織。以蔗糖為碳源誘導(dǎo)愈傷時(shí),愈傷褐化嚴(yán)重,生長較為緩慢,并逐漸褐化死亡。添加麥芽糖誘導(dǎo)出的愈傷顏色多數(shù)呈黃白色,生長速度快,在質(zhì)量濃度為 30g L時(shí),愈傷組織誘導(dǎo)率最高,其中駿棗在 40g ·L麥芽糖中誘導(dǎo)率高于 30g?L-1 ,但愈傷褐化率也高,愈傷質(zhì)地較硬。因此,麥芽糖更適合作為誘導(dǎo)棗花藥愈傷的碳源, 30g?L-1 的質(zhì)量濃度最佳。

        2.3花藥愈傷誘導(dǎo)中低溫預(yù)處理的影響

        在本研究中探討了 4°C 低溫預(yù)處理時(shí)間對冬棗、駿棗和七月鮮花藥愈傷組織誘導(dǎo)率的影響(表4)。結(jié)果顯示,冬棗花藥在低溫處理1\~3d時(shí)誘導(dǎo)率較高,其中3d誘導(dǎo)率達(dá) 66.67% ,而處理5d后誘導(dǎo)率顯著下降至 36.67% ,9d時(shí)最低,僅為13.33% 。駿棗花藥誘導(dǎo)率在不同低溫處理時(shí)間下變化較小,整體維持在 47% 左右,處理5d與1d3d時(shí)誘導(dǎo)率差異分別為 9.33% 和 3.33% ,說明低溫處理對其誘導(dǎo)率影響有限。七月鮮花藥誘導(dǎo)率在低溫處理3d時(shí)最高,為 63.33% ,而1d和9d時(shí)誘導(dǎo)率分別為 60.0% 和 10.67% ,表明其最佳低溫處理時(shí)間為 3d 。綜上,不同棗品種花藥對低溫預(yù)處理的響應(yīng)存在差異,適宜的低溫處理時(shí)間可顯著影響愈傷組織誘導(dǎo)率。

        表2激素種類濃度對棗花藥愈傷組織誘導(dǎo)的影響Table2 Effectofphytohormonesoncallusinduction fromjujubeanthers
        注:**表示差異極顯著 ,p?0.01 ;*表示差異顯著 ,p?0.05 ;表中小寫字母表示差異顯著性 ,p?0.05 。下同。 Note:** indicates ahighly significant difference at p?0.01 * indicatesa significant difference at p?0.05 ;Small letters inthe Table denote significantdifferencesat p?0.05 .Thesamebelow.

        2.4激素種類及濃度對花藥愈傷組織增殖的影響

        在愈傷組織增殖試驗(yàn)中以MS為基本培養(yǎng)基,添加 30g L麥芽糖、 6g ·L瓊脂和不同的激素組合,將誘導(dǎo)出的愈傷組織塊接種在各增殖培養(yǎng)基上。每塊愈傷約 0.5cm 大小,3種愈傷組織每盤接10塊、每組3盤、3次重復(fù),每個(gè)處理共接90塊愈傷。暗培養(yǎng)20d后統(tǒng)計(jì)愈傷增殖系數(shù)(表5)。統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn),冬棗在 MS+2.5mg?L-1TDZ+0.4mg?L-1 IBA+0.1mg?L-1NAA+30g?L-1 麥芽糖 +6g?L-1 瓊脂中愈傷增殖系數(shù)最高為 88.89% ,且褐化率低;駿棗在MS+1.0mg?L-1TDZ+0.8mg?L-1IBA 中愈傷增殖效果最好,愈傷組織增殖系數(shù)為 81.11% ;七月鮮在 MS+ 1.5mg?L-1TDZ+0.8mg?L-1 IBA中愈傷增殖系數(shù)最高,達(dá)到 78.89% ,在 2.5mg?L-1TDZ+1.2mg?L-1IBA+ 0.3mg?L-1 NAA的激素組合中增殖系數(shù)最低,只有40.00% 。

        2.5基本培養(yǎng)基和植物生長調(diào)節(jié)劑對花藥愈傷組織分化的影響

        愈傷組織的分化培養(yǎng)基以MS和WPM兩種基本培養(yǎng)基進(jìn)行試驗(yàn),選用6-BA、TDZ、IBA和NAA4種植物激素,研究棗花藥愈傷組織分化中基本培養(yǎng)基與不同激素組合對其的影響(表6,圖1)。結(jié)果表明,3個(gè)棗品種愈傷在WPM培養(yǎng)基中分化率普遍高于MS,其中冬棗在 WPM+0.8mg?L-1TDZ+0.5mg?L-1IBA+ 0.2mg?L-1NAA 中分化率最高,達(dá)到 48.00% ;駿棗在WPM+1.0mg?L-16-BA+0.5mg?L-1TDZ+0.5mg?L-1 NAA中分化率最高,達(dá)到 29.33% ;七月鮮在 WPM+ 1.0mg?L-1TDZ+0.5mg?L-1IBA+0.2mg?L-1NAA 中分化率最高,達(dá)到 33.33% 。相比之下,冬棗較駿棗和七月鮮更易分化,駿棗分化率最低,并且冬棗成苗數(shù)多于駿棗和七月鮮(圖2)。

        表3碳源種類濃度對棗花藥愈傷組織誘導(dǎo)的影響Table3Effect of carbon types on callus induction from jujube anther
        表4低溫 (4°C) 預(yù)處理對誘導(dǎo)花藥愈傷組織的影響
        表5不同增殖培養(yǎng)基對棗愈傷組織增殖的影響Table5Effects of different media on callus proliferation of jujube
        注:愈傷增殖用 + 表示 ,+ 號越多表示愈傷組織發(fā)生量越多。 Note: Callus proliferation is indicated by the 66+ ”symbol,wherea greater number of 66+ ”symbols denotes a higher amount ofcallus tissue formation.

        2.6再生植株倍性鑒定

        以二倍體酸棗組培苗為對照,對各品種花藥再生植株進(jìn)行倍性鑒定,圖3為再生植株倍性的峰值,圖4為各品種花藥的再生植株。由圖3可知,橫軸表示熒光的通道值,縱軸表示測定樣品的相對細(xì)胞數(shù)。通過熒光信號的強(qiáng)度和位置,可準(zhǔn)確判斷樣品的倍性特征。在檢測不同處理的樣品時(shí),如果發(fā)現(xiàn)熒光通道值在大約100處呈現(xiàn)峰值,那么這些樣品就是單倍體;隨著熒光通道值向右移動(dòng)至約200的位置時(shí),測定的樣品中則為二倍體;若樣品在100和200這兩個(gè)位置上都出現(xiàn)了熒光峰,那么這種情況下的樣品將被視為混倍體,代表該樣品包含兩個(gè)或多個(gè)染色體組的混合倍性。經(jīng)流式細(xì)胞儀檢測,36株冬棗再生植株中有33株二倍體,3株單倍體和二倍體的嵌合體,二倍體占比 92% ,嵌合體占比 8% ;5株駿棗均為二倍體,二倍體占比 100% ;8株七月鮮再生植株中有6株二倍體,兩株單倍體(圖5),二倍體占比 75% ,單倍體占比 25% 。

        2.7IBA不同質(zhì)量濃度對冬棗組培苗生根的影響

        為篩選出適宜誘導(dǎo)冬棗組培苗生根的培養(yǎng)基,在1/2MS培養(yǎng)基中添加不同質(zhì)量濃度的IBA,觀察其誘導(dǎo)效果。由觀察統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表7)可以看出,當(dāng)IBA質(zhì)量濃度為 0.4mg?L-1 時(shí),冬棗生根率最高,達(dá)到 87.5% ,誘導(dǎo)生根效果最佳。

        表6不同分化培養(yǎng)基對棗愈傷組織不定芽分化的影響Table6Effect of medium on adventitious bud differentiation from jujube callus
        圖1花藥愈傷的分化Fig.1 Buddifferentiationfromanther callus
        圖2不同棗品種花藥誘導(dǎo)愈傷不定芽的分化
        圖3流式細(xì)胞儀檢測再生植株倍性Fig.3Ploidydetection of the regenerated plantsfromanthercallus
        圖4再生植株增殖培養(yǎng)
        表7不同質(zhì)量濃度IBA對冬棗莖段誘導(dǎo)生根的影響Table7Effect ofIBA on root induction from Dongzaoshoot invitro

        3討論

        研究表明,低溫預(yù)處理可以阻止紡錘絲的形成,提高花藥愈傷組織或胚狀體的誘導(dǎo)率[24]。金絲小棗在低溫條件下處理5d后可提高愈傷誘導(dǎo)率[,冬棗花藥低溫預(yù)處理3d時(shí)愈傷誘導(dǎo)率最高[2。在本研究中,低溫預(yù)處理3d有利于提高冬棗和七月鮮棗花藥愈傷組織誘導(dǎo)率。以不同種類和濃度的糖作為碳源,為棗花藥愈傷提供能量,調(diào)節(jié)滲透壓,在組織培養(yǎng)中具有重要作用[9]。長期以來,蔗糖一直被視為植物組織培養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)碳源而被廣泛應(yīng)用。贊皇大棗和蘋果棗花藥在添加 30g?L-1 蔗糖時(shí)愈傷組織誘導(dǎo)率較高[25]。但是近年來發(fā)現(xiàn)麥芽糖能夠代替蔗糖促進(jìn)花藥培養(yǎng)效率。魯棗2號和魯棗6號花藥愈傷培養(yǎng)也是以麥芽糖為碳源,得到了黃白色致密型愈傷組織[2。筆者在本研究中發(fā)現(xiàn)麥芽糖是冬棗、駿棗和七月鮮花藥愈傷組織培養(yǎng)的最適碳源。添加30g?L-1 麥芽糖時(shí)誘導(dǎo)效果最佳,愈傷顏色多數(shù)呈黃白色,生長速度快,愈傷組織形態(tài)好,誘導(dǎo)率也明顯提高。

        選用適宜的培養(yǎng)基是組織培養(yǎng)成功的關(guān)鍵[27,劉曉光等[28在冬棗花藥培養(yǎng)中采用TDZ和NAA達(dá)到

        16.67% 愈傷誘導(dǎo)率;武曉紅等2只使用2,4-D愈傷誘導(dǎo)率達(dá)到 57.81% 。在本研究中,以MS培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基,選擇2,4-D、TDZ、NAA三種激素復(fù)配使用,利用正交設(shè)計(jì)篩選出 1.0mg?L?12,4-D+0.4mg?L?1 TDZ+0.4mg?L-1NAA 更適合冬棗、駿棗和七月鮮花藥愈傷組織誘導(dǎo),誘導(dǎo)率分別達(dá)到 59.33%.64.00% 和 58.67% ,高于單獨(dú)使用2,4-D和只使用TDZ、NAA的激素組合誘導(dǎo)率,不同生長素組合和低濃度細(xì)胞分裂素復(fù)配使用更加適合棗花藥愈傷誘導(dǎo)培養(yǎng)。筆者在本研究中選用了兩種生長素IBA、NAA和細(xì)胞分裂素6-BA、TDZ共4種激素,以WPM和MS為基本培養(yǎng)基,共設(shè)計(jì)9種激素組合,18個(gè)不同處理,篩選出了適合各品種花藥愈傷分化的最適培養(yǎng)基。研究發(fā)現(xiàn)在相同條件下,不同基因型棗花藥愈傷組織誘導(dǎo)率、增殖系數(shù)和不定芽分化率均有差異,愈傷增殖率和分化率的數(shù)據(jù)差異較為明顯,冬棗、駿棗、七月鮮的愈傷增殖率分別為 88.89%.81.11%.78.89% 分化率分別為 48.00%0?29.33% 和 33.33% 。其中,冬棗的誘導(dǎo)率和分化率均最高,花藥愈傷狀態(tài)良好,與駿棗和七月鮮相比,更容易誘導(dǎo)愈傷和不定芽,且再生植株生長旺盛。因此,在離體花藥不定芽誘導(dǎo)中,基因型是重要影響因素之一。

        生長素的種類和濃度對組培苗的生根率、根長等具有顯著影響。房立媛等[3的研究結(jié)果表明,棗屬植物的生根培養(yǎng)通常以1/2MS作為基本培養(yǎng)基,添加單一或復(fù)合生長素即可取得較好的生根效果。趙汗青等[3研究發(fā)現(xiàn),采用改良1/2MS培養(yǎng)基并添加0.8mg?L-1 IBA的組合,能夠使京棗39達(dá)到最佳生根效果。陳蕊紅等[32在1/2MS培養(yǎng)基中添加 0.6mg?L-1 IBA和 0.5% 活性炭,可使駿棗不定芽的生根率達(dá)到86.89% 。在本研究中,以繼代培養(yǎng)后生長狀況良好的冬棗組培苗帶芽莖段為材料,選用1/2MS基本培養(yǎng)基,并添加不同質(zhì)量濃度的IBA和 0.3g?L-1 的活性炭進(jìn)行生根誘導(dǎo)。結(jié)果表明,當(dāng)IBA質(zhì)量濃度為0.4mg?L-1 時(shí),冬棗的生根率達(dá)到 87.5% ,生根誘導(dǎo)效果最佳。筆者在本研究中使用更低質(zhì)量濃度的IBA,但生根效率得到有效提高。未來研究可進(jìn)一步探討不同生長素組合及活性炭濃度對冬棗生根的影響,以優(yōu)化其生根培養(yǎng)體系,為棗樹組培苗的高效繁殖提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

        目前,國內(nèi)外在不同植物花藥培養(yǎng)技術(shù)方面已取得了顯著進(jìn)展,如在水稻、小麥等作物上已經(jīng)建立了成熟的花藥培養(yǎng)體系,但棗樹花藥培養(yǎng)技術(shù)方面仍存在短板和不足。筆者在本研究中通過對不同基因型棗花藥進(jìn)行低溫預(yù)處理、設(shè)計(jì)不同碳源,激素組合等對比試驗(yàn),成功建立了冬棗、駿棗、七月鮮花藥培養(yǎng)及植株再生體系,得到了七月鮮單倍體植株和冬棗再生植株,篩選的培養(yǎng)基效果穩(wěn)定。未來的研究將進(jìn)一步探索不同基因型棗樹花藥培養(yǎng)的差異,優(yōu)化培養(yǎng)條件,提高愈傷誘導(dǎo)率和再生植株數(shù)量,為棗樹育種提供更多的優(yōu)良品種資源。

        4結(jié)論

        以冬棗、駿棗及七月鮮單核靠邊期花藥為外植體,低溫預(yù)處理3d對冬棗和七月鮮花藥誘導(dǎo)有明顯促進(jìn)作用,對駿棗花藥影響不顯著?;ㄋ幱鷤T導(dǎo)的最適激素組合為: 1.0mg?L-12,4.D+0.4mg?L-1 TDZ+0.4mg?L-1NAA ?;ㄋ幵鲋车淖钸m激素組合為:冬棗 (2.5mg?L-1TDZ+0.4mg?L-1IBA+0.1mg?L-1 NAA);駿棗 (1.0mg?L-1TDZ+0.8mg?L-1IBA) ;七月鮮 (1.5mg?L-1TDZ+0.8mg?L-1IBA) ?;ㄋ幱鷤只淖钸m基本培養(yǎng)基為WPM培養(yǎng)基,適宜的激素組合為:冬棗 (0.8mg?L-1TDZ+0.5mg?L-1IBA+0.2mg?L-1 NAA);駿棗 (1.0mg?L-16-BA+0.5mg?L-1TDZ+ 0.5mg?L-1NAA) ;七月鮮 (1.0mg?L-1TDZ+0.5mg?L-1 IBA+0.2mg?L-1NAA) ,獲得了冬棗、駿棗、七月鮮的花藥再生植株,其中七月鮮誘導(dǎo)出單倍體植株。冬棗生根率在IBA質(zhì)量濃度為 0.4mg?L-1 時(shí)達(dá)最高,獲得完整的冬棗再生植株。

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