全 文 ：华北农学报 19 , 3 . 8 ( 2 ) : x 1 2~ 1 1 5
A e ` a A g r j c t J! t贬二r a e B o r e a l l一 S一n i e a
向日葵未成熟胚培养中不定芽的大
宋英凯 张大 星 崔国 愈 万 立一 新
(内萦古农科院生物技术室 ,呼 印浩特 0 1 (、。 3 ”
摘 要 研究 了向日葵 未成熟胚培养 中不定芽的发生情倪 , 结果表明 . 向日葵子科一 f认资 曰毅熟衅
再尘不定芽的能力很强 , 下胚轴较子叶容易产生不定芽 ;基因型和培养基是影响 万 洲 芬湃 玉颇名
的重要因子 。 基因型不同 , 其不定芽的再生预率差异很大 。 本实验中大多数基因型都能泌 导织 长定
芽 . 再生频率在 40 % 以上 . 最高的达 91 % 。 自交系、 杂一代和保持系的再生频率高于普通品 神 培
养基中高含量蔗糖及适宜的 6一 B A 含量有利于不定芽的发生 。 由不定芽培育出的绿苗在温室条件
下 , 大部分可以正常开花结实 。
关键词 向日葵 未成熟胚培养 不定芽 生物技术
近 年来 , 向 日葵 ( H 。 l `。 、 幼 。 ~ : 。 、 。 。 , L . )生物技术研究取 得了重大进展川 .研究者进 行 ; -
许名旨在培 一育良种或加快繁殖的工作 ,李映红仁’ j 、 F i。 e : 川和 F : 。 y 、 、 I n 。 : 等曾报道了衣向日参幼
胚培养中有体细胞胚胎的发生 , w i co 、 也报道 了由未成熟的合子中诱导出愈伤饭坦 ,再 山瓜拐
组织发生体细胞胚胎的间接途径 。 但再生器官的发生频率部很低 。 我们从 J 9 9。 年开始 , 衬向
日葵未成熟胚不定芽发生进行了研究 , 以期找到一种高频率器官发生的诱导万注 , 为抗病李交
淬的筛选和抗逆 、 高产 、 高品质品种的选育寻找新途径 。
l 材料和方法
1
.
1 材料
采用两种诱导方法和 5种培养基 。其一为直接诱导不定芽发生 , 所用材料由本碗间 日葵育种
三之早世 ’ 、 个基因型 ,保加利亚小麦 与向日葵研究所提供 8个基因型 。培养基是 八 , : 从 5 十称 一 3 气
0
.
s m g / L + 琼脂 6 9 / L + 蔗糖 9% , 附加物参照 F : ey s s in e 卜 A , ; 同 A 。 。去掉附加物 ; ,气: : j 、 、
6一 B 八 增到 ; . om g / L ; A 。 : 改 良 B : ·十玉 米素 了 o m g 了七十琼脂 69 / L 一丰一蔗糖 行 5 分 ;八 ; : M 苏 基
本培养基 ,其它成份同 A 3 。 2 2 个基因型和 5 个培养基构成 1 10 个组合 。
其二为间接诱导法 ,材料由本院向日葵 一育种组提供 5个基因型 。培养基是 : ” 。 : :女咬淤劝 ` 一
N A A 0
.
Z m g / L + 6一 B A O . lm s / L ; B : : 同 B 。、 + N A A G . s m g / L 十 6 一 B A 认 l m 竺 乏 B : : 时 B 卜
N A A O
.
s m g / L
一十 6一 B A O , Zm g 月 J : B : : 同 B 。 + N A A O . Sm g / L + 6一 B八 o . s m g厂i B , ; !司 B 。 十 , 一
B A 0
.
s m g L/
。
5 个基 因型和 5 个培养基构成 25 个组 合 。 每处理接种外植体不少 一于一 2() 粒
1
.
2 方法
所有材料均在大 田播种 ,采取人工授粉 ; 用 一 f 培养的胚是取授粉后 了~ ;加 的术成熟胚 般
长 4 ~ s n 、 m , 乳白色 ,有 明显的两片子叶和很短的下胚轴 。 取其瘦果 , 用 ;’5 %的酒梢浸泡 ; 。 、 , ; .
] 9 9 2 0 3 2 5 收稿 。 ` 本项 日由内萦古 自然科学基金赞助 .
2期 宋英凯等 :向日葵未成热胚培养中不定芽的发生
0 2% 的次氯酸钠浸泡 3 i m n,再用无菌水冲洗 3 次 , 剥掉果皮和种皮置于培养基七 。
2 结果与分析
以第一种方法接种的未成熟胚 ,接种后 1~ d3 子叶张开 , d5 后外植体表面即可看到白色
小点 , 1d0 后可观察到明显的不定芽簇 。 芽簇主要集中在下胚轴上 ,子叶表面也有不定芽出现 。
在供试的 2 个基因型中 ,有 21 个产生了不定芽 。 从表 1的结果可以看出 ,两个自交系 ( 176 R 、
L 2 0 5 2) 和两个杂交一代 ( 6 3 5F 、 6 3 6F )的不定芽发生频率最高 , 在 80 % 以上 . 而普通品种 ( 4 41 t ,
4 15t )不定芽发生频率低于 15 % 。 说明自交系 、 杂交种 、 保持系 (代号 4一 1 8) 比普通品种较易诱
导出不定芽 。
表 1 14 个荃因型的不定芽再生频率
墓因型 代号 外植体数 产生芽的外植体 再生率
( 个 ) ( ,石)
,dnJ,
.
snùO甘斑bó二月0QU.hó八ó,J70丹9山晓月侣Rù盖0一ó,.
.
.…`O廿,山门了月,八U87`.二ùU`nù`口峨自移山3J组8.DS,OU号Rù1二,曰,么心Jó七7哎J9.任ùbg日U飞通六」,口J月b工Jdnùn“6目J曰`721
,J1.二. .二1l,1 8 4
1 7 6
1 7 8
1 4 6
17 9
1 6 3
1 7 6
1 8 6
1 6 2
1 4 4
1 6 8
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1,i,盛二.上20`
1 4 7 R
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L
一
2 0 5 2
2 0 B
4 0 B
l , I R
17 6 R
6 3 l r
6 3 5 F
6 3 6 F
6 4 l F
4 4 l t
4 15 t
本实验所采用的培养基全部诱导出不定芽 。 但培养基之间差异显著 (见表 2 ) 。
农 2 培并基对不定芽再生率的影响
培养荃 外植体数
(枚 )
产生芽的外植体
(个 )
A 0
A l
人 2
A ,
A ,
总计
8 7 6
8 4 3
9 8 5
4 4 3
5 8 2
37 2 9
3 7 8
4 2 3
5 8 4
6 4
13 0
15 4 3
再生率
( % )
43
.
15
50
.
18
55
。
6 3
1 4 4 5
22
.
3 4
4 1
。
3 8
在第二种方法中 ,把培养基中的幼胚于接种 d3 后转接到 1/ ZM s 培养基中 , 1 d5 后就出现
完整的绿苗 。 d7 后在下胚轴士产生出绿色突起 。 i0 ~ 1d5 后突起逐渐伸长 ,达 5 ~ 1 0m m , 并显
1 1 4 华 北 农 学 报 8卷
现芽的明显特征 。 5 2个组合中的 2个 ( 305 、 1 1 2材料在 B。 培养基中 )没有产生不定 芽 。 在供试
的 5个基因型和 5种培养基中均不 同程度 产生 了不定芽 (表 3 .表 4 )。 由表 3看出 , 不育 系
34 A
、 保持 系 12 B 不定芽发生率较高 , 在 15 % 以上 。 表 4 说明 , 培养基 B 3 、 B ; 对不定芽的发生有
较好的影响 。
农 3 第二方法中 5 个荃因型不定芽发生率 农 4 第二方法中 5 个培并甚对不定芽发生率的影响
材料 外植体数 产生芽的外植体
(拉 ) (个 ) 培养荃
外植体数
(校 ) 产生芽的外植体
再生率
(% )
八ù?,健9Rsn-
1
,
f气创`ó,.月
,.1.ù,J
0
扁b,Jnù J勺,Jl上2270玉,山,.,B
八n亡UQùn, .占ō匕ù,0
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一hù八6巴JJō, .J月.JI孟
05
óh7JU329妇1二73 4A 15 9
1 2 B 1 2 5
3 4 B 1 4 7
3 5 0 1 2 5
1 1 2 10 2
总计 6 5 8
再生率
( % )
1 5 7 2
:
`
;:
总计
1 3 5
1 3 9
1 3 1
1 2 6
1 2 7
6 5 8
就不定芽的成苗而言 . 由不定芽形成完整植株的过程上述两种方法略有不同 。 第一种方法
将 2 ~ 3 m m 的不定 芽簇 在解剖镜下切下来 , 转入生长培 养基 (参照 F er y s s in e t 法 ) , 在光 照
1h6
、
25 C 士 l ’ C条件下经 2一 3 周后把长到 I Om n 、 左右的健壮绿 苗转入 12/ M s 生根培养基甲 。
第二种方法是将下胚轴上生长出的 5 ~ 1 Om m 的绿芽切下 , 直接转入 l 2/ M s 培养基中 。在上述
相 P’1 光照和温度条件下经 1 ,一 2 周后可长成完整绿苗 。 再将这些绿苗移栽至营养钵中 ,经 至周
炼苗移栽到温室中 。
3 讨论
前人关干向日葵组织培养植株再生研究仅在有限的基因型上获得成功.5[ 7〕 , 且大 多使用植
物生长素 ,是经愈伤组织到不定芽分化的 。我们考虑到植物生长素对芽分化的负作用以及向日
葵组织培养经愈伤组织到芽分化比较困难 ,在设计培养基时首先避开生长素的负作用 ,在第一
方法中只用了细胞分裂素及高浓度的蔗 糖和其它营养性附加物 ,因而使大多数基因型获得植
株再生 。 在切取不定芽时我们观察到 ,有的不定芽簇直接长在膨大的外植体上 , 有的发生在愈
伤组织上 。在整个实验中 ,基因型和培养基对再生频率影响很大 ,我们得到的结果是 自交系 、 杂
交种以及保持系比普通品种容易诱导发生不定芽 。
在第一种方法中 , 2 个基因型有 21 个长出不定芽 ,所用的 5 个培养基以 A , 为最好 ,依次
为 A , 、 A 。 、 A ; 、 A : 。 A ; 与 A : 相比较 ,说明 1 . Om g / L 的 6一 B A 比 0 . s m盯L 的 6一 B A 更为适宜 。
A , 与 A 。 比较 , 说明 A 。 中的附加物对培养不定芽发生的作用不明显 ,而 A : 中也有附加物 , 由
于 6一 B A 含量增加 , 大大提高了不定芽再生频率 ,说明 6一 B A 的含量在诱导不定芽的发生中
起着重要作用 。 据 A : 与 A ; 比较 ,说明 M s 的成份比 B S 更适合 。 在第二个方法中 , 从 B 。 至 B 心
随 B A 含量的增加不定芽发生频率呈上升趋势 , 与第一种方法的结果相一致 。 而对 N A A 的研
究表明 , 在 B 。 与 B , 成份相同的条件下 , N A A 含量大幅度提高 , 其不定芽发生率明显下降 , 而
在 B : 与 B 。 成份相同的条件下去掉 N A A , 其发生率呈 上升趋势 。
在切取不定芽转接过程中 , 我们还发现有类似来源于胚状体结构的小植株 。这种小植株有
明显的两片子叶及下胚轴 , 与一般不定芽在外观形态上明显不同 。 由此可见 , 向 日葵未成熟胚
培养中不定芽的发生有着不同的机制 ,所需条件亦不同 。探入这方面的研究具有理论和实践意
义 。 本研究没有使用成份不确定的复杂物质如椰乳和腺嚎吟等 , 同样达到 了较好的效果 .特别
2期 宋英帆等 , 向日葵未成熟胚培养中不定芽的发生 1 15
是在第一种方法中 ,平均再生率超过 40 % 。 而且还看到价格昂贵的玉米素在向日葵不定芽发
生过程中作用并不明显 。
参 考 文 献
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.
I t w a s e a s ie r f o r h y P o e o t y l t o r e g e n e r a t e a d v e n t i t i o u s b u d s t h a n fo r e o t y l e d o n
.
( 2 ) G
e l一o t y p e a n d m e d i u m w e r e t h e e r i t i e a l 组 e t o r 、 d i t e r m i n i n g t h e r e s e n e r a t i o n fr e q u e n e y o f
a d v e n t i t io u s b u d s
.
A d v e n t i t i o u s b u d s e o u l d b e i n d u e e d i n m o s t o f t h e s e n o t y P e s in t h e e x P e r i
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.
T h e a v e r a s o o f t h o r e g o n e r a t i o n f r e q u e n e y w a 、 o v e r 4 0%
.
T h e h i s h o s t o n o w a s o v e r
9 0 %
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T h e r e s e n e r a t i o n fr e q u e n e y o f R 一 l i n e s . h y b r id F 】 a n d B 一 l i n e s w e r e h is h e r t h a n t h a t o f
t h e e o m m o n v a r ie t i e s
.
H is h e o n t e n t o f s u e r 。 · ; e a n d s u i t a b l e e o n t e n t o f 6 一 B A i n t h e m e d i a
w o r e fa v o r a b le fo r a d v e n t i t i o u s b u d r e g e n e r a t i o n
·
A d v e n t i t i o u s b u d s c o u l d b e r o d u c o d b y t e n
k i n d s o f m e d ia u s e d i n t h e e x p e r im e n t
.
( 3 ) M o
s t o f t h e p la n t s d e v e lo p e d f r o m r h e ad v e n t i t io u s
b u d s e o u ld n o r m a l l y P r o d u c e s e e d s i n g r e e n h o u s e
,
K e y ow
r d s : S u n fl o w e r ( H o l必 : t h 越 农 a , 。 越 。 。 L . ) ; I n 、 m a t u r e e m b r y o e u l t u r e ; A d v e n t i t io u s
b u d r e g e n e r a r i o n