李冰冰
摘要 為了改變傳統(tǒng)育種方式,采用組培方式培育新品種,是近年來采用的新育種手段。韭菜單倍體培養(yǎng)采用以花藥為培養(yǎng)材料,選擇合適的培養(yǎng)基以及冷處理、暗培養(yǎng)、適宜的溫度、濕度、光照,培育出健壯的瓶苗,繼而移入大田,進(jìn)行繼代繁殖,從中選育出優(yōu)良品種。試驗(yàn)結(jié)果表明,可通過花藥培養(yǎng)成功誘導(dǎo)出花粉植株。
關(guān)鍵詞 韭菜;組培;單倍體;培養(yǎng)基
中圖分類號(hào) S633.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2016)09-0067-01
韭菜是百合科多年生草本生植物,適應(yīng)性強(qiáng),性喜冷涼,抗旱耐熱,全國(guó)各地到處都有栽培。原產(chǎn)亞洲東南部,中國(guó)韭菜品種資源十分豐富。韭菜無論從營(yíng)養(yǎng)價(jià)值還是藥用價(jià)值,都具有很好的市場(chǎng)。因此,對(duì)我國(guó)韭菜品種進(jìn)行組織培養(yǎng)研究,對(duì)于提高韭菜的品質(zhì)與產(chǎn)量具有很重要的意義。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
供試韭菜選自大田,選取健壯、無病蟲害的植株。儀器包括75%酒精、0.1%升汞、洗潔精、滅菌三角瓶、無菌水、解剖刀、無菌培養(yǎng)皿、鑷子、剪刀、超凈工作臺(tái)。
采摘8月成熟花朵,用醋酸洋紅染色壓片觀察花粉母細(xì)胞、四分體時(shí)期、單核早中期、單核靠邊期、雙核期。其中單核靠邊期是組織培養(yǎng)中誘導(dǎo)單倍體植株的最佳接種時(shí)期。
1.2 培養(yǎng)基配制
增殖培養(yǎng)基:Ms大量+Ms微量+CaCl2+鐵鹽+Ms有機(jī)+6-BA 3.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L+瓊脂粉5.5 g/L+香蕉泥100 g/L+蔗糖20 g/L(pH值5.6~5.8,下同)(A);Ms大量+Ms微量+CaCl2+鐵鹽+Ms有機(jī)+6-BA 5.0 mg/L+NAA 1.0 mg/L+檸檬酸60 mg/L+瓊脂粉5.6 g/L+香蕉泥100 g/L+蔗糖20 g/L(B)。生根培養(yǎng)基:1/2Ms大量+Ms微量+CaCl2+鐵鹽+Ms有機(jī)+6-BA 3.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L+檸檬酸+(GA3+VW+VH)+瓊脂粉6.5 g/L+蔗糖20 g/L(C);Ms大量+Ms微量+CaCl2+鐵鹽+Ms有機(jī)+6-BA 3.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L+檸檬酸+(GA3+VW+VH)+瓊脂粉5.5 g/L+蔗糖20 g/L(D)。
1.3 試驗(yàn)實(shí)施
1.3.1 材料消毒。用洗衣粉清洗試驗(yàn)材料,用水沖洗4~5遍,然后放在操凈工作臺(tái)上,再用0.1%升汞浸泡10 min,酒精浸泡30 s,再用無菌水沖洗5遍,放入三角瓶中。
1.3.2 接種。取一花蕾,將花序的苞葉除去,取出內(nèi)部的花序,用消過毒的鑷子和刀片,切去花序的底端1/4,將其接種在不同濃度的培養(yǎng)基上,放入培養(yǎng)皿中,一皿放入50粒左右。
1.3.3 花藥培養(yǎng)條件。一般是光照和黑暗周期交替進(jìn)行。把培養(yǎng)皿分成2個(gè)部分,進(jìn)行冷處理和暗培養(yǎng),分別為24 h和48 h,然后放在鐵架臺(tái)上,用日光燈進(jìn)行光照培養(yǎng)。光照強(qiáng)度2 000~3 000 lx,光照時(shí)間12 h/d,溫度20~25 ℃。
1.3.4 增殖培養(yǎng)。培養(yǎng)5 h后,花藥逐漸變?yōu)楹诤稚?0 h左右花藥裂開,并在培養(yǎng)基上長(zhǎng)出淡黃色的花粉愈傷組織,30 h以后,愈傷組織會(huì)變成黃色的瘤狀物體,其頂端有小綠點(diǎn)出現(xiàn),這些綠點(diǎn)在3~5 h后形成芽。愈傷組織在增殖培養(yǎng)基上繼續(xù)分化,長(zhǎng)出1 cm長(zhǎng)綠芽時(shí)進(jìn)行第2次轉(zhuǎn)接,轉(zhuǎn)入10 cm寬、20 cm高的培養(yǎng)瓶中,長(zhǎng)出花苗,在生根培養(yǎng)基上繼續(xù)分化,形成根。7 d觀察1次,記錄花藥萌發(fā)情況。
1.3.5 繼代繁殖。長(zhǎng)成叢生苗后,從培養(yǎng)瓶中取出,放入培養(yǎng)皿中,用剪刀除去叢生苗頂端,剩3~4 cm長(zhǎng)叢生苗。繼續(xù)在適當(dāng)培養(yǎng)基上培養(yǎng),觀察記載生長(zhǎng)情況。
1.3.6 大田栽植。出瓶前進(jìn)行煉苗,揭去培養(yǎng)瓶上的封口膜,在20 ℃左右的溫室中煉苗,7 d后移入盛有基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)缽中,室內(nèi)培養(yǎng)6個(gè)月,第2年3月定植在大田,6月進(jìn)行田間調(diào)查,10月底采收。種在大田后,澆水施肥,進(jìn)行調(diào)查研究。測(cè)量苗高、葉寬、葉色等,與傳統(tǒng)定植韭菜進(jìn)行比較,觀察抗病性、抗逆性、病蟲害防治等。灌溉施肥除草,8月成熟以后,不同品種之間進(jìn)行自交授粉,最后采收種子,以及測(cè)定產(chǎn)量,進(jìn)行區(qū)域試驗(yàn)。計(jì)算千粒重,保存資源。
2 結(jié)果與分析
試驗(yàn)結(jié)果表明,可通過花藥培養(yǎng)成功誘導(dǎo)出花粉植株,由此說明可通過誘導(dǎo)雄核發(fā)育(花藥和小孢子培養(yǎng))獲得單倍體是韭菜單倍體育種的一條途徑。
常用于組織培養(yǎng)的植物激素有生長(zhǎng)素類與細(xì)胞分裂素類兩大類[1]。生長(zhǎng)素類的主要作用是重新啟動(dòng)有絲分裂,使已停止分裂的植物細(xì)胞恢復(fù)分裂能力[2]。常用生長(zhǎng)素有IAA(吲哚乙酸)、IBA(吲哚丙酸)、2,4-D(2,4-二氯苯氧乙酸)、NAA(萘乙酸),對(duì)多數(shù)植物材料的培養(yǎng)而言,2,4-D和NAA是生長(zhǎng)素中誘導(dǎo)愈傷組織最有效的物質(zhì),常用濃度為0.2~3.0 mg/L,愈傷組織誘導(dǎo)的培養(yǎng)基中,高濃度的生長(zhǎng)素類結(jié)合低濃度的細(xì)胞分裂素類對(duì)提供胚性愈傷組織的發(fā)生是需要的。細(xì)胞分裂素的主要作用是促進(jìn)細(xì)胞的分裂與擴(kuò)大,誘導(dǎo)芽的分化,促進(jìn)側(cè)芽萌發(fā)生長(zhǎng)[3],常用的細(xì)胞分裂素有6-芐基腺嘌呤(6-BA)、玉米素(ZT)等。細(xì)胞分裂素在誘導(dǎo)愈傷組織時(shí),一般要與生長(zhǎng)素配合使用,增強(qiáng)生長(zhǎng)素的誘導(dǎo)作用和效果,當(dāng)誘導(dǎo)出胚性愈傷組織以后,進(jìn)行其增殖(繼代)、分化再生植株時(shí),細(xì)胞分裂素起到重要作用。根據(jù)實(shí)際需要選用適當(dāng)?shù)募?xì)胞分裂素種類[4]。
3 結(jié)論與討論
單倍體育種可快速獲得純合自交系,縮短育種年限,具有重要的的研究?jī)r(jià)值。試驗(yàn)結(jié)果表明,韭菜品種可通過花藥培養(yǎng)成功誘導(dǎo)出花粉植株,說明通過誘導(dǎo)雄核發(fā)育(花藥和小孢子培養(yǎng))獲得單倍體是韭菜單倍體的一條途徑[5-8]。
4 參考文獻(xiàn)
[1] 李勝,李唯.植物組織培養(yǎng)原理與技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.
[2] 李俊明.植物組織培養(yǎng)教程[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社,2008.
[3] 沈國(guó)林,邵愛娟,黃璐琦.三葉木通愈傷組織培養(yǎng)研究[J].中國(guó)中藥雜志,2007,32(10):899-901.
[4] 杜希華,孫秀玲,郝崗平.不同外植體和激素對(duì)白菜愈傷組織誘導(dǎo)和生長(zhǎng)的影響[J].山東師范大學(xué)學(xué)報(bào),2008,23(1):129-133.
[5] 翟麗華.植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)對(duì)組織培養(yǎng)中不定芽不定根的作用[J].遼寧師專學(xué)報(bào)(自然科學(xué)報(bào)),2008,2(2):97-99.
[6] 高行英,李梅蘭,王婷婷,等.不同抗生素對(duì)韭菜根愈傷組織誘導(dǎo)及再生的影響[J].分子植物育種,2013,11(4):559-565.
[7] 屈二軍,張現(xiàn)青,趙楨,等.韭菜愈傷組織誘導(dǎo)條件優(yōu)化的研究[J].種子世界,2008(6):24-25.
[8] 屈二軍,張現(xiàn)青,趙楨,等.植物激素對(duì)韭菜愈傷組織誘導(dǎo)的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,36(18):7574.