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老芒麦×紫芒披碱草杂种F_1幼穗再生体系的建立



全 文 :收稿日期:2014-04-06
基金项目:国家自然科学基金资助项目(31302021);内蒙古自然科学基金资助项目(2010MS0502)
作者简介:李小雷 (1980-),男,黑龙江绥化人,讲师,博士,从事牧草等饲用作物遗传育种研究工作。
通讯作者:于 卓(1958-),男,内蒙古托克托人,教授,博士,博士生导师,研究方向:饲用作物和马铃薯遗传育种。
老 芒 麦 (Elymus sibiricus L.) 和 紫 芒 披 碱 草 (Elymus
purpuraristatus C.P)同属披碱草属多年生草本植物,四倍体老芒
麦具有叶量丰富、种子产量高、品质好等优良特性,但其抗倒伏
性差、种子落粒性强;六倍体紫芒披碱草具有鲜草产量高及抗倒
伏、抗旱等优良抗性,但其饲草品质较老芒麦差。 为了综合二者
的优良特性,培育品质好、产量高的饲草新类型。 近年来我们利
用老芒麦和紫芒披碱草进行种间远缘杂交, 获得了其种间杂种
F1,但其杂种高度不育是限制其育种利用的主要障碍,为克服其
不育性, 本试验拟对老芒麦×紫芒披碱草杂种 F1幼穗进行愈伤
组织诱导与植株再生研究,建立其高效的再生体系,进而为杂种
F1 新种质保存及下一步开展秋水仙碱诱导染色体加倍提供条
件,最终恢复其育性,创造牧草新类型。
1 材料和方法
1.1 材料
老芒麦×紫芒披碱草种间杂种 F1, 由内蒙古农业大学饲用
作物遗传育种实验室提供。
1.2 培养基设置
基本培养基为 MS培养基,添加不同配比的激素组合。所有培
养基均含 30g/L蔗糖、7g/L琼脂粉、pH值 5.8,121℃灭菌 25min。
1.2.1 诱导愈伤组织培养基 愈伤组织诱导培养基分别为:①
MS+0mg/L2,4-D;②MS+0.5mg/L2,4-D;③MS+1.0mg/L2,4-D;④
MS+1.5mg/L2,4-D;⑤MS+2.0mg/L2,4-D;⑥MS+2.5mg/L2,4-D;
⑦MS+3.0mg/L2,4-D。
1.2.2 愈伤组织分化培养基 愈伤组织分化培养基分别为 :
①MS+2.0mg/L6 -BA; ②MS+2.0mg/L6 -BA+0.2mg/LNAA;③
MS+2.0mg/L6-BA+0.4mg/LNAA; ④MS+2.0mg/L6-BA+0.6mg/
LNAA; ⑤MS+2.0mg/L6-BA+0.8mg/LNAA; ⑥MS+2.0mg/L6-
BA+1.0mg/LNAA。
1.2.3 生根培养基 生根培养基为: ①MS+0mg/LIBA; ②MS+
0.5mg/LIBA;③MS+1.0mg/LIBA;④MS+2.0mg/LIBA。
1.3 外植体处理及培养过程
剪取孕穗期的植株,剥掉外层叶鞘,保留含幼穗的茎鞘,用
自来水冲洗后,在超净工作台上用 75%酒精浸泡2min,无菌水冲
洗 3 次,再切成 4~6mm 的幼穗小段,接到愈伤组织诱导培养基
上, 在 24~26℃无光条件下进行愈伤组织诱导,40d 后统计诱导
率。 将诱导形成的胚性愈伤组织,转接于分化培养基中,培养条
老芒麦×紫芒披碱草杂种F1幼穗再生体系的建立
李小雷 1,鲍红春 2,于 卓 1,马艳红 1
(1.内蒙古农业大学 农学院,内蒙古 呼和浩特 010019;2.内蒙古自治区园艺研究院,内蒙古 呼和浩特 010010)
摘 要:以老芒麦×紫芒披碱草种间杂种 F1代的幼穗(2~4cm)为外植体材料,以 MS 为基本培养基,研究了 4 种不同外源激素组合对幼穗
愈伤组织诱导和植株再生能力的影响,筛选出最适杂种 F1愈伤组织诱导的培养基为:MS+2,4-D2.0mg/L,诱导率达 63.3%;适宜幼苗分化
的最佳培养基为:MS+6-BA2.0mg/L+NAA0.4mg/L,分化率为 75%;适宜生根的最佳培养基为 MS+IBA0.5mg/L,生根率达 90%;组培苗经过
炼苗移栽得到了完整植株。 该再生体系的建立为下一步进行秋水仙碱诱导染色体加倍提供基础,最终克服其不育性,创造饲草新种质。
关键词:老芒麦;紫芒披碱草;种间杂种 F1;愈伤组织诱导;植株再生
中图分类号:S543.9 文献标识码:A 10.3969/j.issn.1007-0907.2014.03.007 文章编号:1007-0907(2014)03-0012-03
Establishment of Regeneration System of Hybrid F1 of Elymus sibiricus × E.purpuraristatus
LI Xiao-lei
(College of Agronomy,Agricultural University of Inner Mongolia,Hohhot 010019,China)
Abstract:In this study, with the young spikes (2~3cm) of hybrid F1 of Elymus scibiricus × E.purpuraristatus as explants and MS
as basic medium, the effects of 4 kinds of hormones (2,4-D,6- BA,NAA and IBA) on callus induction, plantlet differentiation
and rooting were studied. The optimal medium for callus induction of hybrid F1 was MS+2,4-D 2.0mg/L, with the induction rate
of 63.3%;The optimal medium for plantlets differentiation was MS+6-BA 2.0mg/L+NAA 0.4mg/L,with the induction rate of 75%.
The optimal medium for rooting was MS+IBA 0.5 mg/ L, with the induction rate of 90%;and the regenerated plant was obtained
after acclimatization and transplanting. This regeneration system provides conditions for the following colchicin -induced
chromosome doubling, and ultimately overcoming its sterility to create new grass germplasm resource.
Key words:Elymus sibiricus;E.purpuraristatus;Interspecific hybrid F1;Callus tissue induction;Plant regeneration
内蒙古农业科技 2014(3):12~14
Inner Mongolia Agricultural Science And Technology
表 3 不同浓度的 IBA 对供试材料生根的影响
植物激素(mg/L) 接种的小苗数(株) 生根数(株) 生根率(%) 根的形态
IBA0 20 11 55 须根较少,根粗壮
IBA0.5 20 18 90 须根多,根粗壮
IBA1.0 20 13 65 须根较多,根较粗壮
IBA2.0 20 9 45 数量少,根细长
件为:相对湿度 75%,光强 2000~3000lx,光照时间 14~16h/d,温
度 26~28℃,30d 后统计绿色芽点率。 幼苗生长至 5~8cm 以上时
进行生根培养,30d 后统计生根率。
1.4 炼苗与移栽
生根培养 20d 后,在阴凉处炼苗 7d,然后将幼苗取出,蘸取
0.1mg/L 的 IBA 溶液移栽至灭过菌的装有蛭石或营养土的塑料
盆中,室温下遮荫培养 7d 后,即可在阳光下生长。
1.5 数据处理
愈伤诱导率=(形成愈伤数/接种幼穗小段总数)×100%;
愈伤分化率=(分化芽的愈伤数/接种的愈伤总数)×100%;
生根率=(生根数/接种幼苗数)×100%
2 结果与分析
2.1 愈伤组织的诱导
将供试材料幼穗接种在含有不同浓度 2,4-D 的诱导培养
基中,暗培养 25d 后,即可观察到培养基中幼穗两端开始产生乳
白色至淡黄色且表面湿润的愈伤组织(图 1-a)其体积比较小。
40d 后愈伤组织表面逐渐变干燥, 体积增大、 结构致密且为黄
色、呈颗粒状生长状况良好的胚性愈伤组织 (图 1-b),此时观察
统计其愈伤诱导率(表 1)。 从表 1 可以看出,2,4-D 对供试材料
愈伤组织的诱导至关重要。在含有 2,4-D 的 MS 诱导培养基中,
供试材料幼穗均能形成愈伤组织, 而不含 2,4-D 的 MS 诱导培
养基中则无愈伤组织产生,在 2,4-D 浓度为 0~2.0mg/L 范围内,
随着浓度的逐步增加,愈伤组织的诱导率也从 0 上升到 63.3%,
但当 2,4-D 浓度提高到 3.0mg/L, 愈伤组织的诱导率反而下降
为 33.3%。这表明生长素 2,4-D 对愈伤组织诱导起决定性作用,
其最佳浓度为 2.0mg/L。
2.2 愈伤组织的分化
将色泽鲜艳、 颗粒状的胚性愈伤组织接种到芽分化培养基
表 1 2,4-D不同浓度对愈伤组织诱导的影响
激素浓度(mg/L) 外植体数(个) 愈伤数(块) 诱导率(%) 愈伤组织状况
2,4-D 0 30 0 0 逐渐死亡,无愈伤组织
2,4-D 0.5 30 9 30.0 较松散,雪白色
2,4-D 1.0 30 10 33.3 松脆,白色
2,4-D 1.5 30 13 43.3 淡黄色,较致密
2,4-D 2.0 30 19 63.3 致密,淡黄色,颗粒状
2,4-D 2.5 30 17 56.7 较致密,淡黄色,团状
2,4-D 3.0 30 10 33.3 较致密,乳白色,团状
上。30d 后进行不定芽分化情况统计。由表 2 可以看出,当 6-BA
浓度为 2.0mg/L 时,随着生长素(NAA)浓度的增加,愈伤组织的
幼苗分化率逐渐增加;在 6-BA2.0mg/L+NAA0.4mg/L 时,愈伤组
织的分化率高达 75%,愈伤组织分化较快,苗健壮深绿,且再生
幼苗生长良好(图 1-c);随着 NAA 浓度的继续增加,其分化率开
始逐渐下降且植株弱小,同时伴随有少量根系出现;当 NAA 浓
度达到 1.0mg/L 时,愈伤组织分化很慢,植株矮小,并有大量的
须根出现。 本试验结果表明:MS+6-BA2.0mg/L+NAA0.4mg/L 有
利于供试材料的愈伤组织分化。
表 2 不同浓度的激素组合对愈伤组织分化的影响
激素种类及浓度(mg/L) 愈伤数(块) 分化芽的愈伤数(块) 分化率(%) 再生幼苗状况
6-BA2.0 40 20 50 分化快,生长快,苗细弱
6-BA2.0+NAA0.2 40 26 65 分化较快,生长快,株形高
6-BA2.0+NAA0.4 40 30 75 分化较快,苗健壮深绿,根较少
6-BA2.0+NAA0.6 40 24 60 分化较慢,苗子高矮不均,根较少
6-BA2.0+NAA0.8 40 18 45 分化慢,苗矮,叶片大,有部分根
6-BA2.0+NAA1.0 40 10 25 分化很慢,苗矮小,须根较多
2.3 生根培养基的筛选
将分化产生的 5~8cm 长的幼苗接种到生根培养基中,生根
培养 20d 后,即可观察到小苗基部有不定根开始产生。 30d 后统
计生根率,由表 3 可以看出,在 IBA 浓度为 0、0.5、1.0、2.0mg/L
培养基中,分化出来的健壮小苗均能诱导生根,但以 IBA 浓度
为 0.5mg/L 时,生根率最高 (90%),且须根多,根系粗壮,移栽后
更容易成活(图 1-d)。
3 讨论与小结
3.1 讨论
在植物组织培养中 ,生长激素和细胞分裂素具有刺激和
诱导细胞脱分化的作用 ,并控制植物的生长发育 ,一般常用
生长素 2,4-D、NAA 等来促进细胞分裂及愈伤组织生长 ,细
胞分裂素 6-BA、KT 等对细胞分裂 、 愈伤组织生长表现为抑
制作用。 幼穗作为外植体进行愈伤组织诱导及植株再生 ,在
很多禾本科植物上都取得成功 。 前人的研究结果表明 ,诱导
愈伤组织较为有效的生长激素为 2,4-D,最佳浓度因植物种
类的不同而有区别。 本试验以老芒麦×紫芒披碱草种间杂种
F1 的幼穗为外植体,探讨了 2,4-D、6-BA、NAA 与 IBA4 种激
素配比对愈伤组织的诱导 、幼苗分化及生根的影响 ,建立了
其植株再生体系。
3 期 李小雷等:老芒麦×紫芒披碱草杂种 F1幼穗再生体系的建立 13
会计核算,按期把账簿、凭证、报表等会计资料整理
造册、登记、归档、妥善保管。实行统一账簿、统一凭证、统一科目
进行会计核算,不断完善民主理财制度、资金审核制度、现金管
理制度和档案管理制度,从根本上杜绝徇私舞弊行为的发生。在
此基础上,要切实加强村级财会队伍建设,提高村级会计的待遇
和地位,区、镇(乡)两级财政应给予必要的经费支持来稳定这支
基础队伍,在会计委托代理试点运行中总结经验,适时扩大推广
代理的范围。
3.2 建立长效培训机制
对村组管理人员和财务人员开展多种形式的学习培训,不
断提高他们的政策法规水平和相关业务知识, 增强他们做好村
级财务管理规范化建设工作的能力。推广实行会计电算化,建立
以财务管理为核心的内部信息管理系统, 提高村级会计核算的
水平和工作效率,增强财务公开的透明度,以便更好地服务于社
会主义新农村建设。
3.3 加大财务法律法规知识的宣传
各相关部门应加强对村民的财务法律、法规和有关政策、制
度的宣传教育,通过多种途径、多种形式充分提高广大村民对农
村财务管理工作重要性的认识,增强村民的参政意识。
3.4 进一步规范村级财务管理制度
通过制度来规范村级财务管理中的违法违纪行为,提高村
级财务管理在实现农村增效、农民增收和保障农民群众权益中
的作用,重点规范村干部工资报酬 、村级非生产性开支 、村级
建设项目管理、村级资产管理、农村土地征收征用补偿金管理
制度, 使财务人员有章可循, 实现村级财务管理的制度化、规
范化。 同时,乡镇和各农经部门要加强对财务制度执行情况的
检查监督,要经常组织开展财务审计 ,防微杜渐 ,把问题消灭
在萌芽状态。
3.5 健全规范村级财务管理审核程序
规范财务开支审批程序, 加强村集体开立银行账户的监督
管理, 每个村级集体经济组织原则上只能在当地银行部门开立
一个账户,所有资金都必须存入开户银行,不得以个人名义存取
村集体资金,严禁设立账外账、搞小金库和多头存款,严格按照
财政部颁布的《村集体经济组织会计制度》规定的操作流程规范
进行账务处理,并定期公开村级财务。
3.6 做好监督工作
民主理财监督方面,小组成员要由群众推选,民主理财小组
要对村内所有收支凭证进行集体审核。业务监督方面,业务主管
部门对村级财务管理、会计核算进行定期指导和监督。把各项规
章制度的落实、规范村级账簿、凭证和会计档案作为财务会计检
查或审计的一项内容。
3.7 村级财务公开要经常化、制度化
特别对群众普遍关注的诸如干部报酬, 集体资产使用、处
置,土地征收、征用过程及进度等,要选择在人流比较集中的固
定场所公开,必要时再利用会议或广播进行公开。
3.8 发挥乡镇党委、政府和业务主管部门的协调作用
当农村一些矛盾和问题基层组织难以解决时, 尤其是基层
干部群众尚未完全认同的情况下,乡镇党委、政府就应该出面帮
助研究解决,对各村反映的财务问题安排专人落实,建立情况反
馈制度,乡镇领导对此项工作要督查到位。(责任编辑 吴云霞)
3.2 小结
在愈伤组织诱导过程中,附加 2.0mg/L 2,4-D 的 MS 培养基
中最适于幼穗诱导产生愈伤组织,其诱导率为 63.3%,且愈伤组
织生长状况好 ; 在诱导幼苗分化时 , 附加 6-BA2.0mg/L+
NAA0.4mg/L 的 MS 培养基,幼苗分化率最高(75%),且再生苗生
长健壮;采用附加 IBA 的 MS 培养基进行生根培养,当 IBA 浓度
为 0.5mg/L 时,生根效果最好,生根率达 90%,而且幼苗移栽之
后易于成活。
参考文献:
[1] 李小雷,于 卓,马艳红,等.老芒麦与紫芒披碱草杂种 F1的生育特
性及细胞遗传学的研究[J].麦类作物学报,2006,26(2):37-41.
[2] 马艳红,于 卓,李小雷,等.加拿大披碱草与 2 种国产披碱草杂种
F1 愈伤组织诱导及植株再生研究 [J]. 西北植物学报 ,2006,26(9):
1888-1892.
[3] 冯 霞,孙振元,韩 蕾,等.多年生黑麦草愈伤组织诱导和植株再
生[J].草业科学,2004,21(10):23-28.
[4] 魏世清,张 磊,张 琴,等.野葛(Pueraria lobata)愈伤组织诱导及组
织培养[J].西南农业大学学报(自然科学版),2006,28(3):422-424.
[5] 刘海学,王 罡,季 静,等.向日葵不同外植体组织培养及其再生
的研究[J].中国农业科学,2006,39(11):2208-2213.
[6] 杨爱芳,何春梅,王贤丽,等.黑麦草幼穗离体培养及植株再生[J].草
业学报,2004,13(5):84-90.
[7] 李明浩, 陈 炜,邢莉萍,等.普通小麦品种 Alondras 遗传转化体
系的建立[J].植物学报,2010,45 (4):466-471.
[8] 刘 萍,张琼玉,徐龙珠,等.不同品种小麦幼穗离体培养的研究[J].
河南师范大学学报(自然科学版),1993,21(4):65-68.
[9] 缪 珊,范继红.绒毛狼尾草幼穗的愈伤组织诱导与植株再生[J].安
徽农业大学学报,2011,38(2):255-258.
[10] 张 艺,李达旭,张 杰,等.披碱草组织培养体系的建立[J].四川
大学学报:自然科学版,2008,45(1):205-208.
(责任编辑 王千里)
注:a~b.诱导的愈伤组织;c.愈伤组织分化成苗;d.幼苗生根
图 1 老芒麦×紫芒披碱草杂种 F1再生植株的形成过程
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14 内 蒙 古 农 业 科 技 No.3