全 文 :收稿日期:2010-12-30
基金项目:国家科技支撑计划项目(2006BAD01A1803);江苏省农业科技自主创新项目(CX(09)608);北京市重点花卉项目(ylhh2008001)
作者简介:王春彦(1968-),女,金陵科技学院副教授,硕士,从事花卉栽培与育种研究。 * 通讯作者 Corresponding author:罗凤霞(1958-),女,金陵
科技学院教授,硕士,从事园林植物遗传育种研究。
沈阳农业大学学报,2011-10,42(5):618-621
Journal of Shenyang Agricultural University,2011-10,42(5):618-621
椰乳和香蕉泥对东方百合杂交幼胚离体培养的影响
王春彦,卢丹丹,李玉萍,罗凤霞 *
(金陵科技学院 园艺系,南京 210038)
摘要:探讨椰乳和香蕉泥、胚龄以及杂交组合对百合幼胚离体培养的影响。 以东方百合的 6 个杂交组合、3 个胚龄的幼胚为试材
进行离体培养试验。 试验结果表明:胚龄 60~65d 的幼胚离体培养成活率最高,其次为 80~85d 的幼胚,再次为 70~75d 的幼胚。 不
同杂交组合的幼胚离体培养的平均成活率从高到低依次为:罗蒂娜×马可波罗,罗蒂娜×法兰西,罗蒂娜×索蚌,提拔×法兰西,提
拔×康斯坦萨,提拔×马可波罗。 在 60~65d 胚龄时,在培养基中加入 50mg·L-1椰乳使幼胚的成活率提高 8%,加入 100mg·L-1椰乳
可使成活率提高 5%,但加入香蕉泥使成活率大幅降低;在 70~75d 胚龄时,加入香蕉泥效果稍好;在 80~85d 胚龄时,加入椰乳和
香蕉泥的培养基效果都较差。不同胚龄的幼胚离体培养成活率存在极显著差异,刚刚固体化的幼胚成活率最高。杂交组合不同幼
胚离体培养成活率不同。 培养基中添加适量椰乳能提高刚刚固化的幼胚的成活率,添加适量的香蕉泥能提高固化程度稍高的幼
胚的成活率,对发育到胚乳完全硬化程度的百合胚,加入椰乳和香蕉泥均有不利影响。
关键词:东方百合; 胚培养;椰乳;香蕉泥
中图分类号:Q949.71 文献标识码: A 文章编号: 1000-1700(2011)05-0618-04
Effects on Hybrid Embryo of Oriental Lily of Coconut Milk and Mashed
Banana in Vitro Culture
WANG Chun-yan, LU Dan-dan, LI Yu-ping, LUO Feng-xia*
(Department of Horticulture, Jinling Institute of Technology, Nanjing 210038, China)
Abstract: The purpose of this article is to explore the influence of coconut milk, mashed bananas, embryo age and crosses to
lilium young embryo culture in vitro. with oriental hybrids six crosses, three embryos of embryonic age as materials for in vitro
test. The results showed that there were the highest survival rate from the embryo of 60 ~ 65 days, followed by 80~ 85d, the
worst 70~75d. The average survival rate of embryo culture in vitro is in the order, Rodina × Marco Polo, Rodina ×Francia,
Rodina × Sorbonne, Tiber ×Francia, Tiber × Constanta, Tiber × Marco Polo. Medium supplemented with natural extracts had
significant effect on embryo survial rates. The survival rate of 60~65 days young embryo was increased 8% by supplemented with
50 mg·L-1 coconut milk at the medium, adding 100mg·L-1 increased by 5%, but adding mashed banana to significantly lower
survival rate.The 70~75d embryos increased slightly in the medium adding mashed banana. Adding coconut milk and mashed
banana medium effects are worse in 80-85d. Different age young embryo in vitro culture survival rate existed very significant
difference and just the solidification young embryo survival rate was the highest. The survival rate of embryo culture was different
from different hybrid combinations. Medium add appropriate coconut milk improved just cured young embryo survival rate. The
survival rate of the harder embryo could be increased in the medium adding proper mashed bananas. The survival rate of the
lily embryos from hardened endosperm was lower in the medium added coconut milk and mashed bananas.
Key words: Oriental lily; embryo culture; coconut milk; mashed banana
杂交育种是获得百合新品种的主要方法,但百合杂交研究表明,百合杂交常有明显的不亲和性,主要表现
在受精前障碍和受精后障碍两个方面。 受精后的障碍主要表现为:受精后幼胚发育不完整;无胚乳形成或胚乳
败育;杂种胚和胚乳的不亲和使杂种胚早期败育。 目前应用于克服受精后的障碍的方法有:离体子房培养、子
房切片培养、胚珠培养和幼胚培养,其中又以幼胚离体培养效果为好[1-4]。 影响离体幼胚成活的因素很多,对于
百合已经研究的因素大致有以下几方面:基因型的影响 [5]、胚龄的影响 [3,6]、基本培养基的影响 [7]、碳源种类和浓
度的影响[7]、激素种类与浓度的影响[6-7]、合成有机质和天然提取物的影响[4,8]。 有关天然提取物对百合幼胚离体
培养的影响研究结果相差较大,ASANO 研究认为,加入天然提取物对百合胚培养有良好效果 [4],王亚彬等研究
认为加入天然提取物对于百合幼胚有不利影响 [8]。 本试验探讨了香蕉泥和椰乳 2 种天然提取物对不同基因型
第 5期
图 1 60~65d幼胚离体培养成活率
1.MS+IBA0.3mg·L-1+6-BA0.03mg·L-1+谷氨酰胺 150mg·L-1;2.MS+I-
BA0.3mg·L-1+6-BA0.03mg·L-1+谷氨酰胺 150mg·L-1+香蕉泥 50mL·
L-1;3.MS+IBA0.3mg·L-1+6-BA0.03mg·L-1+谷氨酰胺 150mg·L-1+香蕉
泥 100mL·L -1;4.MS +IBA0.3mg·L -1 +6 -BA0.03mg·L -1 +谷氨 酰 胺
150mg·L-1+椰乳 50mL·L-1;5.MS+IBA0.3mg·L-1+6-BA0.03mg·L-1+谷
氨酰胺 150mg·L-1+椰乳 100mL·L-11。 下同。
Figure 1 Survival rate from the embryo of 60-65
days
1.MS+IBA0.3mg·L-1+6-BA0.03mg·L-1+glutamine 150mg·L-1;2.MS+I-
BA0.3mg·L-1+6-BA0.03mg·L-1+glutamine 150mg·L-1+mashed banana
50mL·L-1;3. MS+IBA0.3mg·L-1+6-BA0.03mg·L-1+glutamine 150mg·L-
1+ mashed banana 100mL·L-1;4. MS+IBA0.3mg·L-1+6-BA0.03mg·L-1+
glutamine 150mg·L-1+coconut milk 50mL·L-1;5. MS+IBA0.3mg·L-1+6-
BA0.03mg·L -1 +glutamine 150mg·L -1 +coconut milk 100mL·L -1.The
same below.
和不同胚龄的东方百合幼胚离体培养成活率的影响, 目的在于探讨天然提取物对百合幼胚离体培养的作用,
为百合杂交育种过程的幼胚离体培养提供技术支撑。
1 材料与方法
1.1 材料
供试东方百合(Lilium oriental hybrids)品种分别为:提拔(Tiber)、法兰西(Francia)、康斯坦萨(Constanta)、马
可波罗(Morco Polo)、罗蒂娜(Rodina)和索蚌(Sorbonne),种球由荷兰进口。
1.2 方法
试验于 2009 年在金陵科技学院幕府校区园艺实验站温室内进行,2 月末栽植种球,6 月进行杂交,8 月进
行胚培养试验。 分别配制提拔×法兰西(简称 T×F)、提拔×康斯坦萨(简称 T×C)、提拔×马可波罗(简称 T×M)、罗
蒂娜×索蚌(简称 R×S)、罗蒂娜×马可波罗(简称 R×M)、罗蒂娜×法兰西(简称 R×F)共 6个杂交组合。分别以授粉
后 60~65d、70~75d、80~85d的幼果为试材,取其幼胚进行离体培养。
1.2.1 培养基设计 供试培养基分别为:1 号,MS+IBA0.3mg·L-1+6-BA0.03mg·L-1+谷氨酰胺 150mg·L-1;2 号,
MS+IBA0.3mg·L -1+6-BA0.03mg·L -1+谷氨酰胺 150mg·L -1+香蕉泥 50mL·L -1;3 号 ,MS+IBA0.3mg·L -1+6-
BA0.03mg·L-1+谷氨酰胺 150mg·L-1+香蕉泥 100mL·L-1;4 号,MS+IBA0.3mg·L-1+6-BA0.03mg·L-1+谷氨酰胺
150mg·L-1+椰乳 50mL·L-1;5号,MS+IBA0.3mg·L-1+6-BA0.03mg·L-1+谷氨酰胺 150mg·L-1+椰乳 100mL·L-1。每种
培养基蔗糖均为 50g·L-1,pH值为 6.0。
1.2.2 外植体处理和胚培养 授粉 60~65d 开始,每 10d 剥胚 1 次,共接种 3 次。 每次接种时,每瓶培养基接
20~30个幼胚,3次重复,然后进入培养室培养,培养室温度(23±2)℃,光照强度 1200Lx,光照时间 16h·d-1。将授
粉 60~65d,70~75d,80~85d 不同组合的杂交子房中的幼胚接种在 5 种培养基中, 培养 35d 之后观察幼胚的成
活率。
1.2.3 数据分析方法 培养 35d 后调查幼胚成活率,成活率%=(成活胚数/接种胚数)×100%,试验所得数据用
Excel做图,SSR法方差分析。
2 结果与分析
2.1 60~65d幼胚离体培养的成活率
由图 1 可知,6 个组合的杂交胚成活率变化趋势基
本一致,呈高低高走势,即在不加香蕉泥和椰乳的 1 号
培养基中, 胚的成活率较高,6 个组合的平均成活率为
71%;加了香蕉泥的 2 号和 3 号培养基中,幼胚成活率
明显降低, 添加 50mL·L-1香蕉泥,6 个组合的平均成活
率为 50%,添加 100mL·L-1香蕉泥,6 个组合的平均成活
率为 47%;在添加了椰乳的 4 号和 5 号培养基中,成活
率升高, 添加 50mL·L-1椰乳,6 个组合的平均成活率为
79%, 添加 100mL·L-1 椰乳,6 个组合的平均成活率为
76%。 各杂交组合幼胚离体培养成活率从高到低依次
为:T×F(85%)>R×M(82%)>R×F(75%)>T×M(59%)>R×
S(58%)>T×C(53%)。 授粉后 60~65d 剥胚的罗蒂纳×索
蚌的杂交胚在 1~5 号培养基中生长 35d 时的情况如图
版 Ι。 方差分析结果显示: 杂交组合间均方比为 9.20**
(F0.01=2.16), 差异极显著。 培养基间的均方比为 9.90**
(F0.01=2.25),差异极显著。
2.2 70~75d幼胚培离体培养的成活率
由图 2 可知,6 个组合的杂交胚成活率变化规律性
王春彦等:椰乳和香蕉泥对东方百合杂交幼胚离体培养的影响 619· ·
第 42卷沈 阳 农 业 大 学 学 报
图版 Ⅰ 60~65d 的罗蒂娜×索蚌在 5种培养基中生长状况(1~5为培养基编号,组分同图 1)
Plate Ⅰ The growth status of hybrid embryo (Rodina × Sorbonne, pollinated after 60-65d) on five mediums (1-5
are mediums same as figure 1)
图 2 70~75d幼胚离体培养成活率
Figure 2 Survival rate from the embryo of
70-75 days
图版 Ⅱ 70~75d的罗蒂娜×马可波罗在 5种培养基中生长状况(1~5为培养基编号,组分同图 1)
Plate Ⅱ The growth status of hybrid embryo (Rodina × Marco Polo, pollinated after 70-75d) on five mediums
(1-5 are mediums same as figure 1)
图 3 80~85d幼胚离体培养成活率
Figure 3 Survival rate from the embryo of
80-85 days
不强, 但基本是罗蒂娜为母本的 3 个杂交组合幼胚成活率较
高,提拔为母本的 3个杂交组合幼胚成活率较低。 6个组合在
不同培养基中的平均成活率依次为:1 号(38%)>2 号(33%)>
3 号(30%)>4 号(19%)=5 号(19%)。 各组合幼胚离体培养成
活率从高到低依次为:R×M(66%)>R×F(40%)>R×S(39%)>T×
F(15%)=T×C(15%)>T×M(4%)。 授粉后 70~75d 剥胚的罗蒂
纳×马可波罗的杂交胚在 1~5 号培养基中生长 35d 时的情况
见图版Ⅱ。 方差分析结果显示:杂交组合间均方比为 17.48**
(F0.01=2.16),差异极显著。 培养基间的均方比为 3.02**(F0.01=
2.25),差异极显著。
2.3 80~85d幼胚离体培养的成活率
由图 3 可知,6 个组合的杂交胚成活率变化规律性很强,
罗蒂娜为母本的 3个杂交组合幼胚成活率较高,提拔为母本的
3个杂交组合幼胚成活率较低。 胚的成活率从 1 号培养基到 5
号培养基有依次减低的趋势,不同培养基中的平均成活率依次
为:1 号 (75%)>3 号 (67%)>2 号 (60%)>4 号 (25%)>5 号
(19%)。 各组合幼胚离体培养平均成活率从高到低依次为:R×
M(66%)>R×F(40%)>R×S(39%)>T×F(15%)=T×C(15%)>T×M
(4%)。 其中最高的成活率出现在提拔×康斯坦萨组合的 3号培
养基中; 最低的成活率出现在提拔×法兰西组合的 4 号培养基
中。授粉后 80~85d剥胚的罗蒂纳×法兰西的杂交胚在 1~5号培
养基中生长 35d时的情况见图版Ⅲ。 方差分析结果显示:杂交组合间均方比为 0.13(F0.01=2.16),培养基间的均
方比为 0.08(F0.01=2.25),杂交组合间和培养基间差异均不显著。
3 结论与讨论
试验结果表明,不同的杂交组合间幼胚离体培养成活率存在显著差异。 因为不同的杂交组合亲缘关系不
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第 5期
图版 Ⅲ 罗蒂娜×法兰西在 5种培养基中生长状况(1~5为培养基编号,组分同图 1)
Plate Ⅲ The growth status of hybrid embryo (Rodina × Francia, pollinated after 80-85d) on five mediums (1-5
are mediums same as figure 1)
同,亲缘关系较近的杂交组合胚发育较好,离体培养成活率也会较高。这与屈云慧的试验结论一致[5]。试验中发
现,罗蒂娜做母本比提拔做母本的杂交组合平均表现好。 罗蒂娜的子房比提拔的子房大,取出的幼胚数量大于
提拔,在相同的生长期内,胚也较大。 这可能是因为不同百合品种的子房本身大小就不同,子房内胚珠数量不
同,种子发育的速度不同,最终的种子大小也有差异,这些母本性状在杂交幼胚中也有一定程度的表现。
不同胚龄的胚离体培养成活率存在极显著差异,刚刚固体化的幼胚(60~65d)成活率最高。 本研究发现,授
粉 40~50d,幼胚呈不能用解剖针剥离的软体状态;授粉 50d,幼胚较硬化,呈子叶形,50%左右的胚可用解剖针
或解剖刀与胚乳分离;授粉 60d,95%左右的胚可用解剖针或解剖刀与胚乳分离,此时胚乳较软,胚与胚乳容易
分离。 授粉 80~85d剥胚的幼胚,其胚乳已严重硬化,胚乳和胚较难分离,有部分发育良好的胚被剥成碎片。 但
生长势最好的是胚龄 80~85d 的幼胚,其次为胚龄 60~65d 的幼胚,再次为胚龄 70~75d 的幼胚。 其原因可能是
60~65d 的胚发育到子叶形,此时进行胚抢救,得到的胚数较多;胚龄 70~75d 时,由于胚乳败育增加,使得胚生
长较弱,离体培养成活率较低;当胚发育到 80~85d 时,胚乳败育引起部分幼胚死亡,剩余的胚生长良好,发育
程度高,幼胚离体培养后成活数量较多,长势也好。 关于百合幼胚离体培养胚龄的研究较多,结论差异较大 [3,6],
本试验表明,如果进行剥胚试验,胚必须要呈固化状态,否则,在半固态时难以使胚剥离。
本试验表明:培养基中添加适宜的、适量的天然提取物对刚进入固体化的百合幼胚有良好效果,否则添加
过多的营养物质不利于幼胚的萌发和生长。胚龄 60~65d,加入 50mL·L-1椰乳效果优于加入 100mL·L-1耶乳,加
入香蕉泥使成活率大幅降低。但在 70~75d胚龄时,加入香蕉泥效果稍好。这个结果支持 ASANO的研究结论[4]。
这可能是因为刚刚固化的幼胚胚体内缺乏一些营养物质, 进一步萌发需要外源营养, 尤其是椰乳中的营养物
质。当发育到 70~75d时,香蕉泥内的营养物质更利于胚的萌发。80~85d的幼胚,在加入椰乳和香蕉泥的培养基
中成活率均较低,这个结果支持王亚斌等的研究结论[8]。 这可能是因为当胚发育到胚乳硬化与胚难以剥离的状
态时,胚体内已经形成了较多的营养物质,加入过多的外源营养物质对胚萌发不利。
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[责任编辑 马迎杰]
王春彦等:椰乳和香蕉泥对东方百合杂交幼胚离体培养的影响 621· ·