全 文 ：第1 3卷
19 1年
第 t期
2月
吉 林 农 业 大 学 学 报
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19 9 1
向 日葵 ( H li ean thu san nu s) 自交 系
的组织 ·培养和芽的分化
刘 宝 顾德锋 邻信康 张玉珍 崔秋华 许耀奎
( 遗传教研室 )
摘共 利用H a R 培养基 , 从 1。份向日葵自交系的下胚轴外植体上诱导出愈伤组织并得到再生
芽 ; 比较了可再生性愈伤组织和非再生性愈伤组织形态特征上的差异 ; 探讨了添加K N O 3 对
愈伤组织生长速率的影响 . 以及向日葵体细胞外植休植株再生对植物激素的要求。
关俄词 向日葵 组织培养 分化
向 日葵 (H el :’a 耐h us . a 朋 us ) 是重要的油料和经济作物 。 有关其体细胞组织培养的
研究 , 目前国内仅见到两份成功的报告 。 一是卫志明等 ` 二’ 报道首次从 下 胚轴和叶片外 -
植体诱导出再牛植株的研究简报 , 作者没有说明所采用的材料 , 再是蔡 得 田 ” ,报道从
向日葵品种的未传粉胚珠中得到再生植株 。 另外 , 刘公社等人 ” ’ 最近 从 向日葵悬浮细
胞诱导出芽 。 然而 , 生物技术在向日葵品种改良中的成功应用要求建立一套适合多份材
料植株再生的培养体系 〔” ` ’ 。 我们在前人研究 基 础 上 , `采用 P a t e r s o n 等人 「` ’ 筛选出
的培养基 , 对 51 份向日葵自交系材料进行了培养 。 本文报道从 16 份自交 系 中 得到再生
芽 , 以及提高 K N O , 含量对愈伤组织生长的作用 。
材料和方法
试验材料
供试向日葵品系由本校作物育种教研室提供 , 能够再生芽的 16 份材 料 名 称 如表
实验方法
1一不2
1.所l
;
.
:
.
1 外植体准备 : 从每扮试验材料中挑选出 ; o粒大小一致 、 无病虫 的 种 子 经 。 . : ,
H g CI
: 溶液消毒 1 o m in , 无曹水冲洗 3次 , 子无激素的M S培养基上 诱发出无菌苗 。 无菌
苗在照光下生长 , 光强为 9 50 ~ 10 o.ol x , 光照时数为 1 o h / d 。 取 14 ~ 1 6日 龄 无 菌苗下胚
轴 , 切成等长 ( s m m )小段作为外植体 , 每份材料至少 接 种 40 个外植体 , .每个 25 m l三角
收稿 日期 : 1990一 0 9一 1 7
飞第1 3卷 第 1 期 刘 宝等 : 向日葵 (H el 坛n t ha ns n us u) 自健系峋组织培养和芽的分化 7
瓶接种 5段 。
1
.
2
.
2培养基和培养条件 : 愈仿组织诱导和植株再生 均采 用 P a te 。 : 。 n . ` ’ 灼H a R培养
墓 , p H值灭菌前调至 5 . 5~ 5丁6 。 接种后严格暗培养 2 周 , 然后转 至 光 照 一『 , 光温条件
与无菌苗生长条件一致。
1
.
2
.
3 调查和统计方法 : 暗培养 2 周后 , ①调查愈伤组织诱导率 (产生愈 伤 组织外植
体数占接种外植体数百分率) 。 ②测量愈伤组织生长速率 。 我们以每份材料所产生的 5
块最大愈伤组织的直径平均值作为愈伤组织 生 长 速 率 、的 估 计 指 标 (参据 B o y d 川 和
V k ia ` . 勺 。 培养 4 周后 . 调查①可再生性愈伤组织领率 . 即产 生 绿 点 的 愈伤组织颜
率 (据 P a t e r s o n ) 。
采用 t测验 。
②再生芽愈伤组织的数目和频率 。 愈伤组织生长速率的差异显著性
裹 16 份向日葵自交系的愈伤组织游导率和穿分化组率
材 料 名 称 愈伤组织诱导率拓 可再生性愈伤组织频率拓+ 分化芽愈伤组织数目和频率
9 5
.
0 0 5 7
.
5 0土 2 7 . 1 2 2 ( 5 ) + +
2 0
.
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5 0
.
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6 5
.
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1 ( 2
.
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.
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1 ( 2
.
8 6 )
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.
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6 3
.
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( 12 )
( 1 2 )
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.
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6 1
.
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4 5
.
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.
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.
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9 7
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1 〔2 . 50 )几U八九曰八,山,土
, 曰 . 峨少 、
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.
50土 2 2 , 弓2
9 2
.
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.
00出 2 0 . 9 7
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.
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2 ( 6
.
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.
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加权平均 9 7 . 8 3 5 5 . 20土 1宁、 5 9 1 . 50 ( 4 . 7 6 )
`产 、
千 : 出现绿点的愈伤组织 (据P at er s。司
+ + : 括号中为芽分化频率 (沁 )
吉 林 农 业 大 学 学 报 1 9 9 1年
2 试验结果
2
.
1 愈伤组织诱导 : 暗培养 2 一 3 d , 外植体开始膨大 , 然后首先从两端切 口处长出白
色水状愈伤组织 , 再逐渐向中心扩展 。 暗培养 2 周后 , 几乎所有基因型都 能 以 10 多的
频率长出愈伤组织 , 但愈伤组织的大小和形态特征存在明显的基因型间差异 。
2
.
2 可再生性愈伤组织与非再生性愈伤组织差异 : 两者在质地 、 颜色 、 形 态 特征和生
长特性上均存在明显差异 (见图 1 中A , )B 。 可再生性愈伤组织丁般为半紧密或紧密 、
白黄色 (光照后产生绿点 ) , 有瘤状突起 , 生长速率较快 。 但我们也注意到个别褐变的
愈伤组织也长出再生植株 ( 图 1 中 C ) 。
2
.
3 芽和根的分化 : 一般情况下 , 暗培养 2 周的可再生性愈伤组织在 光 照 2天后即可
出现绿点 , 有些绿点 ; 周后能长出小芽 (图 1 中 D ) , 这与P at e r s o n 等观察到的情况相
似 。 再生芽中有一个为白化芽 (图 1 中 )E , 还有的芽提 早 开 花 (图 1中 F ) , 向日葵
这种特性其它作者已有过报道 ` ” 。 有些外植体能直接长 出 不 定 芽 (图 l 中 G ) , 可以
明显看出 , 这些芽与周围形成的愈伤组织没有关连 。 关于下胚轴上直接长出不定芽的现
象我们已有过报道 〔 ” 多 由叶片 、 子叶外柏体直 接 长 出 不 定 芽 , 其 它 作 者 也 已有报
道 ` ” ` ’ 。 再生根的愈伤组织没有什么形态特征 , 有些形态上属于非再生性 的 愈伤组织
也再生出根系 . (图 1 中H ) 。 一般认为 , 向日葵愈伤组织生根 很 容 易 ` ” , 但在本试验
所采用的H a R培养基上再生频率不高 。 惫伤组织再生根能力与分化 ·芽 能 力 没有相关性
(详见另文报道 ) 。
2
.
4 16 份能够再生的向 日葵基因型的可再生性愈伤组织频率和芽分化 频 率 : 由表 1 看
出 , 在这 16 份能够分化芽的基因型中 , 愈伤组织转变为可再生性愈伤组织的频率变化在
20 ~ 9 2形之何 , 其加权 平均值为 5 . 2 0解 , 分化芽愈伤组织频率变化在 2 . 5~ 1 2多不等 ,
加权平均值为 4 . 67 拓 。 至于这些再生芽能否进一步长大成苗以及愈伤组织在继代过程中
再生能力的变化尚在实验观察中 。
2
.
5 培养基中增加 K N O 3含量对愈伤组织生长的影响 : 卫 at e : S o n 等 人筛选出的 H a R培
养基是在 M S基础上做了一些改进 , 其 中 改 进 之一是每升培养基 中 增 加 59 K N O , 。
P
o et r s on 认为 , 」在影响向日葵植株再生的诸因素中 , N O ; 浓度和外植体日龄是最重要的两
个因素 。 我们认为 , 既然植株再生存在显著的基因 型 间 差 异 , 那些不同基因型对增加
K N O
3含量的反应能否一致呢 ? 由于在我们的实验中 , 植株再生频率很低 , 直 接比较起
来误差较大 。 然而 , 我似曾注意到愈伤组织生长速率与芽分化频率之间存在一定程度的
正向相关性 (另文报道 ) 。 因此 , 、 我们就增加 K N O 3含量对不 同基因型愈伤组织生 长速
率的影响进行了测量 , 结果如表 2所示 。 可 以看出 , 不同基因型对增加 K N O 3 的反应不
一致。 在测定的 16 份基因型中 , 有 4 份得以显著提高 , 3 份显著降低 , 余者没有明显变
化 , 16 份材料的加权平均值没有达到显著水平 。
第13 卷 第 1 期 刘 宝等 : 向日葵 ( el a H int h始 a n 砚此 )自交系的组织培养和芽的分化
裹 2 增加KN O 3对不同签宙垫愈伤组织生长速率的影响
愈基 因 型
务 组 织 生 长 速 率 (皿m )咏 k土无额外K N O , (盛 ) 增加s g K N 0 s /L
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.
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.
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.
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.
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1 1
.
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.
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.
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1 2
.
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.
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.
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.
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1 1
.
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1 1
.
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.
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.
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.
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.
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1 0
.
1 7土0 . 75 ( 6 )
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.
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1 4
.
1 7士 0 . 7 5 ( 6 )
17
.
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.
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+ 括号中数值为测量愈伤组织数目
. , 二分别为 t测验在0 . 0 5和 0 . 01 水平显著
3 讨 论
.3 1 向、日葵体细胞外植体愈伤组织植株再生对外源激素的要 求 : G : e 。 。等人 ￡” 的结果
指出 ,诱导培养基中若含有2 . 4一 D , 则得到的愈伤组织没有再生能力 。 G ar l al u iP 等人川
也报道只有在单独使用BA或 B A附加少量 N人A的培养基上诱导的愈伤组织 能够再生出
芽 , 加有 2 . 4一D的培养基上的愈伤组织没有得到再生芽 。 本文中采用的H a R培 养 基中也
只含有 B A 、 N A A及少量 G A 。 , 没有 2 . 4一 D 。 看来向 日葵体细胞愈伤组 织 的植株再生
与其它作物 , 特别是禾本科作物对外源激素的要求存在很大差异 。 诱导培养基中只附加
激动素或激动素与少量 N A A (或 IA A ) 配合 (不能含有 : . 4一 D ) 是产生能 够再生的愈
伤组织的必要条件 。
幼 吉 林 农 业 大 学 学 报 9 19t 年
3
.
2 可再生性愈伤组织的琏态特征及添加 N K03对愈伤组织生长速率的 影 喇. 阿日葵
可再生性愈伤组织与非再生性愈伤组织之间在形态特征上具有明显差异 , 可用于进行愈
伤组织筛选 。 这样在继代时能够及时淘汰非再生性愈伤组织 , 减少工作量 。 不同基因型
对培养基中增加 K N O 。含量的反应不 同 , 有些基因型愈伤组织生长速率显著高于对照 ,
有些则显著低于对照 , 还有的变化不明显 。 考虑到愈伤组织生长速率与芽再生能力之河
存在正向相关 (另文报道 ) , 可 以初步推断 P at er s o n 得出的结论即 “ 培养基中N O犷浓度
二奢影响植株再生的最重要的两个因素之一 ” 可能只适合于部分基因型 。 当然 , 这一问题
还需进一步深入研究 , 以期确定向 日葵愈伤组织生长和植株再生的最适条件 , 使植株再
生频率得以进一 步提高 。
参 考 文 献
i 卫志明 , 许智宏 . 向日葵组织培养和植株再生 . 植物生理学通讯 ,
2 蔡得田 . 向 日葵未受精胚珠培养成体细胞苗 . 中国油料 . 198 3,
3 G
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.
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1 9 8 3
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R e g e n e ar 亡i o n o f p l a 且 * s f r。扭 e a l l i d o r i v e d f r叨 ` 。 e d s a n d m a tu er em b泞。 , i
b a r l y
.
J即 a u e s e Jo u r n a l o f B r e e d i n g . 1 9 8 7 . 3 7 : 4 05、 4 1 1
7 刘宝 , 许耀奎 . 向 日葵 坦丝迪丝卜丝竺些习 茎尖离休培 养 和 繁 殖的 初 步 研 究 . 吉林农业大学学 报
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8 M a r i a c L 。 ` a l · p la n `l e , f o ` m a `i o n二f r c “ c a l l” s a n d s h o o` 一 , i P c ” l` u r e o f丝丝迪些竺 动里垫鲤 L ,
P l a n t C e ll
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T i` s 仪 e a n d o 路 a n C ” l t u r e . 1987 , 11 : 4 7“ 5 5
, 钊公社 . 王伏雄 . 向日葵悬浮培养再生芽 , 植物学报 . 1 959 , 31 (刃 : “ 吕` 石7 2
圈 1 向日典卞胚轴外植体愈伤组组份导和桩株再生
可再生性愈伤组织 , 白黄色、 有绿点 、 有凸包 半紧密非再生性愈伤组织 . 黄褐色 、 无绿点 、 较平撒 疏松褐变后的愈伤组织再生出芽
由再生性愈伤组织绿点上长出小苗愈伤组织上分化出白化苗
巳开花的向日葵小植株外植体上直接长出多个不定芽非再生性愈伤组织上生出大且根系
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五r p o c t了 l。 七e x p l a n t、 t a k e。 f r o m 、亡e r i l i z e d 、 e e d zi n g 、 。 f 2 6 16 s u n f l o w e r
i n b r e d
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M o r p h o g e n i e e h a r a e t e r i s t三e s o f r e g e n e r a b l e e a l l i a n d n o n -
r e g e n e r a b l
e o n e s w e r e e o m p a r i e d
.
P o s s i b l e e f f e e t s o f a d d i n g e x t r o K M 0
3
o n c叫 u冬 “加 , 七h r a ` e s o f d i f f e r e n“ e n o `琴p e s W e犷e a l s o i n ; e , t i g a ` e d·
F i n a l ly, P五y t o h o卿 n e r e q u i r o m e几 t s f o r s u n f l o w e r p工食 n t 丈 e g e助 r拜 t i o n _ f r o , n
c a l l i a
r e d呈s e u s s e d .
K e了 w o r d s : s u n f l o w e r 三旦丝些绝些里些卫旦〕 , t i s s u e e u l t u r e , r e g e n e r a t i o n
T HE E F F E C T
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W a n g S iy从a n e t a l .
T 五e ` f f e e t o f 川 a s t i e 一川。 一 e o v e r e d e u l t i v a t i o o o n g r o w t五 a dn d e 亨 e 一
lo p坦 e n t o f t o b a e e o w a s s士u d i e d . T h e r e s 往 l t s s h o w e d t h a t 、 t h e p l a s t i e -