全 文 :北方园艺2013(18):97~100 ·生物技术·
第一作者简介:富晶晶(1987-),女,硕士研究生,研究方向为果树
育种。E-mail:1014199885@qq.com.
责任作者:张志东(1962-),男,硕士,教授,硕士生导师,现主要从
事果树育种和生物技术等研究工作。E-mail:currant1985@
163.com.
基金项目:吉林省财政厅育种资助项目(2012004);公益性行业(农
业)科研专项资助项目(201103037);吉林省科技厅资助项目
(20080713);吉林省教育厅资助项目(吉教科合字2008309)。
收稿日期:2013-04-15
越橘种子胚培养技术研究
富 晶 晶,张 志 东,孙 海 悦,宗 洪 雨,李 亚 东,刘 海 广
(吉林农业大学 园艺学院,吉林 长春130118)
摘 要:以“蓝丰”越橘为试材,研究了其自然授粉果实中不同发育阶段种子的培养效果。结
果表明:成熟越橘种子在1/2改良WPM+赤霉素600mg/L萌发培养基上培养效率为32.0%;幼
嫩种子在1/2MS发育培养基上培养30d之后转入萌发培养基的两步培养法的培养效率为
19.0%;发育期42~50d果实中的幼嫩种子培养效率为16.3%~19.0%。在发育培养过程中用
(2±2)℃20d、(25±2)℃10d或(25±2)℃10d、(2±2)℃20d2种处理的培养效率分别为
23.1%和28.8%。另外在发育期50d的成熟果实中成熟种子、幼嫩种子和发育不良种子分别占
52.1%、32.4%和15.5%。
关键词:越橘;育种;种子;萌发
中图分类号:S 663.9 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2013)18-0097-04
越橘属杜鹃花科(Ericaceae)越桔属(VacciniumL.)
灌木[1],20世纪70年代引入我国。随着我国越橘种植
面积和区域的增加,对越橘品种适应性和多样性提出了
更高要求。通常采用层积、变温、赤霉素浸种等[2]方法
可促进越橘成熟种子萌发,但一般要等到第2年春季播
种。另外越橘杂交果实中的种子也很少。而采取组织
培养方法可在果实发育当年提早介入种子发育过程,促
进不同成熟度种子获得较好的发育,达到提高育种效率
的目的。目前关于采用组织培养方法促进越橘种子成
熟及萌发方面的研究尚鲜见报道。该试验研究了越橘
种子胚培养的技术条件和方法,以期为提高越橘育种的
工作效率提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验于2012年在吉林农业大学小浆果试验基地进
行,供试越橘品种“蓝丰”(Bluecrop)采自其田间自然授
粉果实。
1.2 试验方法
1.2.1 外植体消毒 用解剖刀分别将果实的萼片端和
果蒂端连带少部分果肉切除,余下果实放入浓度为50%
的84消毒液中浸泡10min,并不停晃动。取出果实转
入95%酒精溶液浸泡1min后,用无菌水冲洗3次,在超
净工作台上用镊子和解剖针取出种子接种于培养基内。
1.2.2 果实发育阶段与种子类型 Galetta等[3]根据越
橘果实表面色泽及果实硬度将越橘果实发育过程划分
为5个阶段:生绿、熟绿、蓝-粉红、蓝和全蓝。在实际观
察中,每个阶段取10个果实,根据种子大小及颜色差异,
将种子分为3种类型:成熟种子(体积大,深褐色)、幼嫩
种子(体积小,白或黄白色)和发育不良种子(体积极小,
白色)。
1.2.3 幼嫩种子的两步培养法 果实中的幼嫩种子采
用两步培养法[4]培养,即先将种子接种于发育培养基上
培养30d,促进种子的发育成熟(简称“发育培养”);之后
再将发育的种子转接至萌发培养基上培养40d,促进种
子萌发(简称“萌发培养”)。
1.2.4 不同发育阶段果实中幼嫩种子培养 按照果实
发育的5个阶段分别采集果实,分离出幼嫩种子后采用
两步培养法培养使其萌发。幼嫩种子经过30d发育培
养后,部分种子体积增大、种皮表面由淡黄色变为黑褐
色,形态及颜色均与成熟种子相似。而没有发育的种子
主要表现为2种类型:一类是幼嫩种子没有发生变化,
仍然保持接种时的颜色和大小,此类型所占比例极小;
一类是幼嫩种子萎缩、干瘪、并逐渐转变成黑色。
1.2.5 幼嫩种子的低温发育培养 将熟绿阶段果实中
的幼嫩种子接种在发育培养基内。在发育培养的30d
内将种子放置在变温处理环境中,之后同时转入萌发培
养基继续培养至其萌发。环境温度及处理时间为:
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·生物技术· 北方园艺2013(18):97~100
(2±2)℃培养30d;(2±2)℃培养20d、(25±2)℃培养
10d;(2±2)℃培养10d、(25±2)℃培养20d;(25±2)℃
培养10d、(2±2)℃培养20d;(25±2)℃培养30d(CK)。
1.2.6 培养条件 试验采用的发育培养基为1/2MS培
养基;萌发培养基为1/2改良WPM+赤霉素600mg/L。
所有萌发的种子转入增殖培养基中继代培养。各种培养
基中均含蔗糖30g/L、琼脂4g/L;培养基pH为5.8;培养
室温度为(25±2)℃;相对湿度保持在60%~80%;光照
强度2 000~3 000lx,光照时间16h/d;每个培养瓶内接
种20~25粒种子。
1.3 项目测定
发育率=发育种子数/接种种子数×100%,种子接
种到发育培养基内30d后,观察种子的体积和表皮颜
色。种子体积增大,表面颜色变深,且与成熟种子相似
的,可视为种子发育;萌发率=萌发种子数/发育种子数
(接种数)×100%,种子接种到萌发培养基内40d
后,观察种子的萌发情况。种子长出胚根,且胚根长
度大于1mm,可视为种子萌发。培养效率=萌发种子
数/接种数×100%。
2 结果与分析
2.1 果实发育阶段与种子类型比例
由表1可知,在不同发育阶段越橘果实中种子的发
育进程不同,各阶段果实中均有成熟种子、幼嫩种子和
发育不良种子存在。从花后30d生绿至花后50d全蓝
各阶段果实中成熟种子的比例逐渐增高,全蓝阶段果实
中成熟种子比例最高,为52.1%;花后35d熟绿阶段果
实中幼嫩种子的比例最高,为50.6%;花后47d蓝阶段
果实中发育不良种子的比例最小,仅为8.5%。在接近
成熟和成熟的越橘果实内仍存在大量幼嫩的种子。因
此,使这部分幼嫩种子能继续发育,萌发生长成单株,以
提供后代成活率是研究的重要内容。
表1 果实发育阶段划分及各阶段种子特征
Table 1 Fruit development phases and the seeds characteristics at each stage
发育阶段 果实描述 果实发育天数/d 平均种子总数 成熟种子比例/% 幼嫩种子比例/% 发育不良种子比例/%
生绿 果实硬,表面100%呈暗绿色 30 93 27.8 28.4 43.8
熟绿 果实变软,表面100%呈浅绿色 35 97 37.6 50.6 11.8
蓝-粉红 蓝色为主,果蒂端带粉红色 42 99 42.0 42.8 15.2
蓝 几乎完全呈蓝色,仅在果蒂痕周围略带粉红色 47 110 45.5 46.3 8.5
全蓝 表面100%呈蓝色,果实成熟 50 103 52.1 32.4 15.5
注:果实发育天数从末花期(95%的花开放时)开始计算。
2.2 2种培养途径对种子萌发的影响
对花后42d蓝-粉红阶段果实中的成熟种子、幼嫩
种子和发育不良种子分别采用直接萌发培养和两步培
养法进行培养,从表2可以看出,成熟种子经过两步培
养法后萌发率为16.7%,萌发效率仅为1.7%,而直接萌
发培养的萌发率为32.0%,远高于两步培养法。这可能
是因为在两步培养法的发育培养过程中种子进入了休
眠状态,即使在萌发培养过程中加入赤霉素(600mg/L)
也没能打破种子的休眠。该试验结果表明成熟种子不
适用两步培养法。
表2 直接萌发培养和
两步培养法对种子萌发的影响
Table 2 Influence of direct method germination and
two step method on seed germination
培养途径 种子类型
接种数
/个
发育数
/个
发育率
/%
萌发数
/个
萌发率
/%
培养效率
/%
成熟种子 59 6 10.2 1 16.7 1.7
两步培养法 幼嫩种子 310 170 54.8 59 34.7 19.0
发育不良 35 16 45.7 1 6.3 1.6
成熟种子 25 8 32.0 32.0
直接萌发培养 幼嫩种子 32 4 12.5 12.5
发育不良 49 0 0.0 0.0
幼嫩种子经过两步培养法后发育率和萌发率分别
为54.8%和34.7%,培养效率为19.0%,其发育率远高
于成熟种子和发育不良种子,发育后的种子的萌发率高
于成熟种子,这表明幼嫩种子经过发育培养后,可以达
到生理成熟,萌发为新植株。幼嫩种子直接萌发培养的
效果较差,萌发率为12.5%,幼嫩种子由于没有完全成
熟,应该采用两步培养法使其萌发。
发育不良种子经过两步培养法,虽然从外部形态观
察到有种子发育,发育率为45.7%,但发育种子的萌发
率很低,说明发育不良种子发育后,其种胚可能仍然没
有发育至成熟形态。发育不良种子经过直接萌发培养
没有萌发,也说明发育不良种子在内部结构上和成熟种
子有较大差异。
2.3 不同发育阶段果实中幼嫩种子的萌发
由表3可知,经过两步培养法培养后,不同发育阶
段果实中的幼嫩种子都有部分发育成熟,但种子的发育
率、萌芽率和培养效率间存在差异。各果实发育阶段
中,全蓝阶段果实中幼嫩种子的发育率最低,为36.5%;
熟绿阶段果实中幼嫩种子的发育率最高,为59.3%。生
绿阶段果实中幼嫩种子的萌发率和培养效率最低,分别
为2.4%和1.3%,主要因为幼嫩种子的发育程度普遍较
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北方园艺2013(18):97~100 ·生物技术·
低,即使经过发育培养后幼嫩种子的发育率达到
53.1%,但由于胚发育程度不高、或已进入休眠状态,造
成萌发率很低。而且这一阶段果实中的幼嫩种子萌发
后的幼苗生长发育不良、质量差,即出现所谓的胚早熟
萌发现象。熟绿阶段果实中幼嫩种子的培养效果与生
绿阶段果实中幼嫩种子相似,但略好于生绿阶段。蓝-粉
红阶段果实中幼嫩种子的发育率和萌发率比较高,分别
为54.8%、34.7%,培养效率最高,达到19.0%,之后随
着果实接近成熟,在蓝与全蓝阶段幼嫩种子培养效率分
别为16.4%和16.3%。因此,对接近成熟和成熟果实中
幼嫩种子采用两步培养法一定程度上可以到达提高种
子成熟度使其萌发生长的目的。
表3 不同发育阶段果实中幼嫩种子的培养效率
Table 3 Eficiency of young seeds at
diferent fruit development phases
果实发育阶段
接种数
/个
发育数
/个
发育率
/%
萌发数
/个
萌发率
/%
培养效率
/%
生绿 160 85 53.1 2 2.4 1.3
熟绿 243 144 59.3 18 12.5 7.4
蓝-粉红 310 170 54.8 59 34.7 19.0
蓝 298 127 42.6 49 38.6 16.4
全蓝(成熟) 301 110 36.5 49 44.5 16.3
2.4 低温处理对幼嫩种子培养效果的影响
由表4可以看出,低温处理培养的发育率均低于对
照,但(2±2)℃培养20d、(25±2)℃培养10d与
(25±2)℃培养10d、(2±2)℃培养20d2个处理得到的
萌发率却明显高于其它处理和对照,这2个处理的培养
效率分别为23.1%和28.8%,也明显高于其它处理。处
理(2±2)℃培养30d的培养效率最差,为2.8%。说明
发育培养阶段适当的(2±2)℃处理有利于幼嫩种子萌
发培养成功。
表4 发育培养过程中低温处理对
幼嫩种子培养效果的影响
Table 4 Influence of low temperature in
the culture process on the young seeds germination
温度处理
接种数
/个
发育数
/个
发育率
/%
萌发数
/个
萌发率
/%
培养效率
/%
(2±2)℃30d 71 17 23.9 2 11.8 2.8
(2±2)℃20d→(25±2)℃10d 65 29 44.6 15 51.7 23.1
(2±2)℃10d→(25±2)℃20d 62 22 35.5 8 36.4 12.9
(25±2)℃10d→(2±2)℃20d 80 39 48.8 23 59.0 28.8
(25±2)℃30d(CK) 243 144 59.3 18 12.5 7.4
3 讨论与结论
胚培养过程中胚能否正常萌发生长取决于培养时
胚的成熟度、植物的基因型、培养基的组成及培养环境
等几方面的因素。尚忠海[5]、田玲等[6]、杨红花等[7]对葡
萄、扁桃、李子的研究表明,花后胚发育时间越长,胚的
发育率与成苗率越高。该试验得到的结果在幼嫩种子
的发育率上与之存在差异,可能是由于试验材料种类存
在差异。该试验还表明,发育时间长的越橘种子总体上
萌发率也较高,这与上述试验结论一致。Hirsch等[8]在
早熟桃的胚培养中采用花后65d的幼胚进行培养,萌发
率可以达到91.7%。该试验对花后42d蓝-粉红至花后
50d全蓝3个阶段越橘果实中幼嫩种子进行萌发培养,
其萌发率为34.7%~44.5%。2个试验萌发率间的差异
除由于树种存在差异外,还与越橘种子小,同一个果实
中有多粒种子,种子发育阶段不一致,不容易严格区分
发育天数等有关。
胚培养过程中对胚低温处理,可以有效地提高胚的
萌发率。贺普超等[9]研究提出,葡萄的胚要先经过4℃
低温处理60d再进行培养,其萌发率和成苗率才能达
到最高;不经低温处理的胚萌发率要比前者低80%以
上。该试验得出的结论与之相似,说明在越橘幼嫩种子
的发育培养阶段,适当的低温处理(2±2)℃有利于幼嫩
种子的萌发培养。所不同的是越橘幼嫩种子先进行20d
室温培养再转入低温(2±2)℃处理培养10d的培养效
率(28.8%)好于先用低温(2±2)℃处理20d再转入室
温培养10d后的培养效果(23.1%)。
不同发育阶段的越橘果实中种子的发育进程差异
较大,成熟种子、幼嫩种子和发育不良种子所占比例不
尽相同。成熟种子可直接用萌发培养基促进萌发。各
发育阶段果实中的幼嫩种子采用先发育培养后萌发培
养的两步培养法均可获得一定萌发率,发育期42d以上
的果实(蓝-粉红至全蓝)中幼嫩种子培养效率高。在发
育培养过程中给予幼嫩种子20d的(2±2)℃低温处理
能够获得较高的培养效率。
参考文献
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99
·生物技术· 北方园艺2013(18):100~102
第一作者简介:王文静(1970-),女,河南新乡人,硕士,副教授,研
究方向为植物生理生化。
基金项目:河南省重点科技攻关计划资助项目(112102110035)。
收稿日期:2013-05-28
红金银花组培快繁技术研究
王 文 静,王 鹏,李 伟 强
(河南牧业经济学院,河南 郑州450011)
摘 要:以红金银花顶芽为试材,利用仿自然气候的培养条件,通过诱导生芽、增殖培养、诱
导生根对红金银花进行离体培养,研究了红金银花组培快繁技术体系。结果表明:红金银花适宜
的诱导生芽培养基为MS+KT 1.0mg/L+6-BA 2.0mg/L+α?NAA 0.1mg/L,适宜的增殖培养
基为MS+KT 1.5mg/L+6-BA 1.5mg/L+α?NAA 0.3mg/L,适宜的生根培养基为1/2MS+
α?NAA 2.0mg/L+IAA 0.15mg/L和1/2MS+α?NAA 2.0mg/L+IAA 0.20mg/L。
关键词:红金银花;组培快繁;激素;培养基
中图分类号:Q 943.1 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2013)18-0100-03
红金银花(Lonicera japonica var.chinensis)属忍冬
科忍冬属半常绿灌木,是金银花(Lonicera japonica
Thund.)的变种。因枝、叶、茎淡紫色,花蕾红色而盛名。
红金银花同金银花一样具有清热解毒的作用;其花期较
金银花的长,且具有浓郁的香味;栽培中耐寒、耐旱、耐
瘠薄,对环境的适应性较强,且生长较快的树种,在园林
绿化和环境保护中较受欢迎。同金银花一样,红金银花
的主要繁殖方法是扦插繁殖,常规的营养繁殖方法容易
使金银花植株携带病毒、杂菌等,常常会使金银花植株
生长不良,产量下降,有效成分积累减少。采用植物组
织培养繁育种苗可以有效地脱除红金银花植株
病毒,而且育苗速度快,繁殖系数高,种苗质量好,是为
规模化栽培提供高质量种苗的有效途径[1-3]。
目前对金银花组织培养快繁已有很多研究[4-6],但
对红金银花组培快繁技术的研究报道却较少[7-9],且大
多以幼茎和枝条为研究对象。现以红金银花顶芽为试
材,对红金银花组培快繁技术进行研究,以期为红金银
花的快繁及遗传研究奠定基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
以5a生红金银花春季新萌发的顶芽为试材,采自
河南省封丘县金银花生产基地。
1.2 试验方法
1.2.1 外植体的消毒 将取回的带顶芽的红金银花枝
条放到水池中浸泡、冲洗,洗净表面的灰尘和杂物,再用
无菌水反复冲洗干净;将洗净的顶芽剪下(保留1.0cm
Study on Embryo Culture of Blueberry Seeds
FU Jing-jing,ZHANG Zhi-dong,SUN Hai-yue,ZONG Hong-yu,LI Ya-dong,LIU Hai-guang
(Colege of Horticulture,Jilin Agricultural University,Changchun,Jilin 130118)
Abstract:Taking blueberry‘Bluecrop’as material,the natural polination seed germination eficiency at diferent fruit
development stages were studied.The results showed that the mature blueberry seed germination eficiency in medium
composition of 1/2WPM+GA3600mg/L was 32.0%;young seed germination eficiency at two steps germination
medium composition of 1/2MS and 30ddevelopment cultivate was 19.0%;the young seed from fruit development phases
of 42~50dseed development eficiency was 16.3%~19.0%.The development cultivate in two kinds of dispose(2±
2)℃20d,(25±2)℃10dand(25±2)℃10d,(2±2)℃20dseed germination eficiency was 23.1%and 28.8%
respectively.At fruit development stage of 45d,the mature,young and stunting seeds was 52.1%,32.4%and 15.5%
respectively.
Key words:blueberries;breeding;seeds;germination
001