
图1 不同2,4-D浓度对诱导未受精草莓子房结种率的影响
Fig.1 Theeffect of different 2,4-D concentration on the spermideus rate of inducedunfertilized ovary in strawberry
2.5 蔗糖浓度对草莓未受精子房离体诱导的影响
从表5和图2分析发现:随着蔗糖浓度的升高体细胞愈伤组织的形成明显受到抑制;子房膨大率、结种率在蔗糖浓度低于6%时雌核发育,随蔗糖浓度的升高而增大;当蔗糖浓度高于6%后,二者则降低;在6%的蔗糖浓度时子房膨大率、结种率均为最大,分别达12.2%和29.7%。
蔗糖浓度(%)
Sucrose
Concent-ration
|
接种的
花托数
lnoculating receptacle number
|
子房膨大花托数
Receptacle with
Inflated ovary
|
具愈伤组织花托数
Receptaole
with callus
|
种子数
Seeds(number)
|
结种率
(%)
Spermideus rate
|
个Number
|
(%) Percen-
tage
|
个
Number
|
(%)
Percen-
tage
|
有胚
With embryo
|
无胚
Without
embryo
|
0
|
79
|
2
|
2.5
|
62
|
78.5
|
6
|
5
|
7.6
|
2
|
41
|
1
|
9.1
|
29
|
70.7
|
6
|
4
|
14.6
|
4
|
71
|
8
|
11.3
|
33
|
46.5
|
10
|
5
|
14.1
|
6
|
590
|
72
|
12.2
|
251
|
42.5
|
175
|
68
|
29.7
|
8
|
65
|
1
|
1.5
|
19
|
29.2
|
1
|
1
|
1.5
|
10
|
384
|
2
|
0.5
|
49
|
12.8
|
3
|
2
|
0.8
|
表5蔗糖浓度对草莓未受精子房离体诱导的影响
Table5 Theeffect of sucrose concentration on the induction in vitro ofunfertilized ovary in strawberry.
 
图2 不同蔗糖浓度对诱导草莓未受精子房发育的影响
Fig.2 Theeffect of different sucrose concentration on the induction ofunfertilized ovary in strwberry
2.6温度和光照对草莓未受精子房离体诱导的影响
本实验就温度和光照对诱导效果的影响进行了研究,表6表明前期黑暗培养优于光照培养,变温培养又优于恒温培养,总结果是:变温黑暗>变温光照黑暗交替>恒温黑暗>变温光照>恒温光照。
表6 培养条件对诱导效果的影响
培养条件
Culture condition
|
接种的花托数
Inoculating receptaole number
|
子房膨大花托数
Receptacle with inflated ovary
|
具愈伤组织花托数
Receptacle with callus
|
种子数
Seeds(number)
|
结种率
(%)
Spermi-deus rate
|
个
Number
|
(%)
Percen-tage
|
个
Number
|
(%)
Percen-tage
|
有胚
With embryo
|
无胚 Without embryo
|
25℃恒温连续光照
Constant temperature at 25℃,light
|
70
|
3
|
4.3
|
38
|
54.3
|
4
|
6
|
5.7
|
25'C'恒温连续黑暗
Constant temperature
at 25℃,darkness
|
83
|
12
|
14.4
|
30
|
36.2
|
15
|
7
|
18.1
|
25℃/16'C变温连续光照
Alternative temperature
at25℃/16℃,light
|
68
|
4
|
5.9
|
40
|
58.8
|
6
|
7
|
8.8
|
25~C/16℃变温连续黑暗
Alternative temperature
at25℃/16℃,darkness
|
590
|
72
|
12.2
|
251
|
42.5
|
175
|
68
|
29.7
|
25℃/16℃变温、光照黑暗交替
Alternative culture condition at 25℃
light/16℃ dorkness
|
54
|
9
|
16.7
|
18
|
33.3
|
14
|
10
|
25.9
|
The effectof culture condition on the induction result.
table63讨论
离体诱导非洲菊未授粉胚珠形成愈伤组织的8个品种中诱导率不同 [6]。水稻未受精子房培养中,胚囊愈伤组织的诱导频率依野生稻、籼稻、粳稻的次序增加[7]。目前已知还有玉米(Zea mays L.)[8]、甜菜(Beta vulgaris L.)[9]、洋葱(Allium cepaL.)[10]、小麦(Triticumsativum Lam.)[11]、向日葵(Helianthus annuus L.)[12]等植物子房培养再生单倍体植株具有基因型依赖性。可见,不同基因型的同种植物单倍体的诱导率变化很大,选择合适的基因型对诱导雌核发育是很重要的。本研究证实草莓离体培养再生单倍体植株同样具有基因型依赖性。
基因型相同但生长环境及发育状况不同诱导雌核发育的效果也不同。试验中草莓春季露地苗比冬季保护地苗诱导率高,一级花蕾比二级花蕾诱导率高。文献报道水稻(Oryza.sativa L.)的雌核发育主穗比分蘖穗易诱导[13]。刘栓桃等分别用9种基因型的西葫芦(Cucurbita pepo L.)开花前一天、开花当天以及开花后一天的未受精胚珠为外植体,研究了不同取样时期对再生植株产率的影响,结果其中8种基因型均以开花当天的胚珠最适合诱导培养,再生植株产率最高[14]。试验中露地材料诱导结种率明显高于保护地材料。对于玉米,温室中春季生长的植株有利于雌核发育[8],非洲菊中秋季的材料比春季的愈伤组织诱导频率高,而春季材料诱导的愈伤组织比秋季的易分化[15]。上述材料均表明选择处于较优越的生长条件抗性好的供体材料对雌核发育有利。
用子房或胚珠诱导雌核发育外植体是否低温预处理,文献不尽相同。早在1981年周嫦和杨弘远在对水稻幼花接种后先在12~14℃冰箱中放置6天,然后再培养可起到促进的效果[16]。在对向日葵的研究中表明雌核发育,接种前进行24h或48h低温预处理(2~4℃),孤雌生殖诱导率有所提高,而珠被愈伤组织则受到明显抑制[17]。本试验也表现为4℃低温预处理48h最佳免费论文网。然而在西葫芦(Cucurbita pepoL.)的研究中,发现不经低温处理的子房诱导单倍体植株的比率高[18]。
大多数成功的实验都采用了外源激素诱导雌核发育,且不同植物需要不同的激素和浓度,如百合[19]、西葫芦[14]。在本试验中,当2,4-D浓度小于2.0mg/L时,诱导效果和2,4-D浓度呈正相关,添加细胞分裂素类物质BA和KT使激素总水平较高,则抑制了子房的膨大,并不同程度地促进了花托体细胞愈伤组织的形成。
使未受精子房或胚珠成功诱导出单倍体植株的培养基中都添加了一定浓度的蔗糖,但不同的植物培养要求的最适蔗糖浓度是不同的,如杨树培养的适宜浓度为10%[20],非洲菊培养1%效果最佳[21],烟草在蔗糖浓度为0.40g/L时,胚状体诱导率较高[22]。多数植物由于缺乏严格的比较实验,尚难掌握其最适浓度,在本试验中比较了0%、2%、4%、6%、8%、10%的蔗糖浓度,最终确定最适浓度是6%雌核发育,浓度过高或过低均不利。这一研究结果和闫华等[17]研究蔗糖浓度对向日葵离体孤雌生殖和体细胞增生的调节作用的趋势相似。
诱导雌核发育的不同阶段,除改变培养基组成外,采用不同的培养温度和光照条件,雌核发育的诱导率也会有较大的差异。杨树子房光照培养比黑暗培养时体细胞愈伤组织较少,雌核发育也较快[20]。黑暗条件是水稻雌核发育、胚状体形成的有利条件[23] ,但豌豆[24]再生植株和甜菜[25]再生植株必须光照培养。到目前为止,在进行未受精子房诱导雌核发育时在培养温度和光照方面缺乏对比试验,许多植物不能确定最适的培养温度和光照条件。文中进行了5组比较试验,确定了草莓未受精子房离体培养诱导雌核发育的最适光照和温度条件是每12h变温(25℃/16℃)黑暗培养。
植物未受精子房或胚珠离体培养诱导雌核发育产生单倍体的过程十分复杂,但其理论和实际意义重大,值得深入研究。
References
[1]LIU Yong-sheng.Plant cultivationtechnique in the embryo of horticultural plants[J]. Journal of HenanVocation-technical Teachers College,1990,18(2):32-36.
刘用生.胚株培养技术在园艺植物上的应用[J].河南职业技术师范学院学报,1990,18(2):32-36.
[2]WANG Wen-he.Advances in Induction of Gynogenesis invitro by Unpollinated Ovary and Ovule Culture[J].Chinese Bulletin of Botany,2005,22:108-117.
王文和.未授粉子房和胚珠离体培养诱导植物雌核发育研究进展[J].植物学通报,2005,22(增刊):108-117.
[3]XIE Dong,XURen-lin,WEI Shu.Advances in Research on Biotechnology Breeding ofStrawberry[J].Journal of Fruit Science,1996,13(3):195-198.
谢东,许仁林,魏书.草莓生物技术育种研究进展[J].果树科学,1996,13(3):195-198.
[4] QI Dong-ling,ZHOU Qing-yang.Advances on CellEngineering Technology and Molecular Biology in Strawberry[J].ChineseAgricultural Science Bulletin,2006,22(1):30-33.
祁栋灵,周庆阳.草莓细胞工程技术与分子生物学研究进展[J].中国农学通报,2006,22(1):30-33.
[5]Ahokas H.A method to inducepolyploids from adult strawberry plants Fragaria spp[J]. Plant Breeding,1998,1117(5):500-502.
[6]WANG Li-hua,QUSu-ping,YANG Xiu-mei,XIONG Li,WANG Ji-hua. In vitro Induction and PlantletRegeneration from UnPollinated ovules of Gerbera jamesonii Bolus[J].Plant PhysiologyCommunications,2007,43(6):1089-1092.
王丽花,瞿素萍,杨秀梅,熊丽,王继华.非洲菊未授粉胚珠的离体诱导和植株再生[J].植物生理学通讯,2007,43(6):1089-1092.
[7]CAI De-tian,CHEN Dong-ling,ZHUHong,JIN Yu.In Vitro production of haploid plantlets fromthe unfertilizef wvaries and anthers of hubei photosensitive genic malesterileRice[J].Acta BiologiaeExperimentalis Sinica,1988,21:401-407.
蔡得田,陈冬玲,祝红.从“湖北光敏感核不育水稻”的未受精子房和花药培养出单倍体植株[J].实验生物学报,1988,21:401-407.
[8]Truong-Andre I,Demarly. Obtaining plants by in vitro culture ofunfertilized maize ovaries (Zea mays L.) and preliminary studies on the progenyof gynogenetic plant[J]. Z .Pflanzenzucht,1984,92:309-320.
[9]Van Geyt J,Speckmann GJ,D' Halluin K,Jacobs M.In vitro induction of haploidplants from unpollinated ovules and ovaries of sugarbeet (Beta vulgaris L.)[J].TheorAppl Genet, 1987, 73: 920-925.
[10] Muren RC. Haploid plantinduction from unpollinated ovaries in onion. Hortscience,1989,24:833-834
[11]ZHU Zhong-chun,WUHai-shan.Invitro production of haploid plantlets from the unpollinatedovaries of tritcum aestivum and nicotian a tabacum [J].Acta GeneticaSinica,1979,6:181-183.
祝仲纯,吴海珊.从未授粉的小麦及烟草子房培养出单倍体植株[J].遗传学报,1979,6:181-183.
[12]YAN Hua,ZHOU Chang,YANG Hong-yuan.Experimentalstudies on several factors affecting unfertilizef ovule culture in sunflower[J].Journal ofWuhan Botanical Research,1988,6:319-326.
闫华,周嫦,杨弘远.向日葵未受精胚珠培养中各种因素的实验研究[J].武汉植物学研究,1988,6:319-326.
[13]LIU Zhong-lai,ZHOU Chang. Investigation of Ploidy and Other Characters of theGynogenic Plants in Oryza sativa L.[J]. Acta GeneticaSinica,1981,11(2):113-119.
刘中来,周嫦.水稻胚囊植株染色体倍性及其他性状的研究[J].遗传学报,1981,11(2):113-119.
[14] LIU Shuan-tao,ZHAO Zhi-zhong,SUN Xiao-lei,LUJin-dong.Critical Factors Influencein vitroPlantlet Production of UnfertilizedOvule Culturein Summer Squash(Cucurbita pepo L.) [J].Acta AgriculturaeBoreali-Sinica,2008,23(2):96-100.
2/3 首页 上一页 1 2 3 下一页 尾页 |