全 文 ：浙江农业学报 Acta Agriculturae Zhejiangensis 19(5):356 ～ 359 , 2007
航天搭载雪里蕻小孢子培养获得再生植株
虞慧芳 ,钟新民 ,顾宏辉 ,李必元 ,张晓辉
(浙江省农业科学院 蔬菜研究所 ,浙江 杭州 310021)
摘　要:对经“实践八号”育种卫星搭载雪里蕻进行小孢子培养研究。结果表明:雪里蕻小孢子分离 12 d 后肉
眼可见胚状体 , 28 d 后获得子叶期胚状体;雪里蕻平均每花蕾胚状体产量为 6.1 个;在不含激素 B5 培养基中
的一次萌发率为 38%,在含有激素的 B5-1 培养基中为 27%;在含有激素的 B5-2 培养基中的次生萌发率为
62%;共获得 165 株雪里蕻再生植株。
关键词:航天育种;雪里蕻;小孢子培养
中图分类号:S637.2 , Q813.1　　　　　文献标识码:A 文章编号:1004-1524(2007)05-0356-04
Obtaining microspore-cultured plants in potherb mustard , Brassica juncea var.mul-
ticeps , by space-breeding satellite
YU Hui-fang ,ZHONG Xin-ming ,GU Hong-hui ,LI Bi-yuan ,ZHANG Xiao-hui
(Institute of Vegetables , Zhejiang Academy of Agricultural Sciences , Hangzhou 310021 , China)
Abstract:A useful procedure was described for the microspore culture in potherb mustard(Brassica juncea var.multiceps)
whose seeds had been carried back by China s seed-breeding satellite , Shijian-8.The results showed that during mi-
crospores culture , embryos were visibly observed within 12 days after isolation , and cotyledon-shaped embryos were ob-
tained within 28 days.About 6.1 embryos per flower bud were obtained on average.The first germinated rate for embryos
was 38 percent in B5 solid medium without hormone , and 27 percent in B5-1 solid medium with hormone , while the second
germinated rate was 62 percent in B5-2 with hormone.A total of 165 regenerated plants were obtained.
Key words:space breeding;potherb mustard(Brassica juncea var.multiceps);microspore culture
　　雪里蕻(Brassica juncea var.multiceps)是芥
菜的一个变种 ,为浙江省秋冬两季普遍栽培的重
要蔬菜 ,已成为浙江省的特色农产品和优势农作
物。但由于雪里蕻品种单一 ,病害发生日趋严
重[ 1] ,迫切需要品种的更新 ,而这方面的研究甚
少。
航天育种技术能使作物染色体产生缺失 、重
复 、易位 、倒置等基因突变 ,已成为现代诱变育种
的一种新途径 ,该项技术被列入国家“ 863”计划
重点研究项目。目前已培育出了一些新的突变
收稿日期:2007-06-08
作者简介:虞慧芳(1976-),女 ,浙江衢州人 ,博士 ,助理研究员 ,
从事蔬菜分子生物学和遗传育种研究工作。 E-mail:hfyu@163.
com。
类型和有优良农艺性状的蔬菜新品系 ,如宇椒 1
号和宇椒 2号青椒 ,龙椒 9号辣椒 ,宇番 1号和
宇番 2号番茄[ 2 ,3] 。通常情况下 ,经过航天搭载
的种子 ,返回地面后 ,需要经过多代自交选育 ,才
能获得遗传稳定的优良株系 。利用小孢子培养
技术 ,能使诱变的植株快速纯合稳定 ,大大缩短
育种时间 ,提高育种效率[ 4] ,是实现雪里蕻品种
快速改良的有效途径。目前尚未见有关雪里蕻
小孢子培养的研究报道 ,亦未见经航天搭载作物
进行小孢子培养的研究报道 。因此 ,我们在已有
芸薹属作物小孢子培养技术基础上[ 5～ 7] , 对由
“实践八号”育种卫星搭载回来的雪里蕻种子生
长出的植株进行小孢子培养并获得了小孢子胚
状体及再生植株 ,为雪里蕻航天育种提供依据 。
1　材料与方法
1.1　供体材料
“实践八号”育种卫星搭载的部分雪里蕻种
子于 2006年 10月 27日在浙江省农业科学院蔬
菜研究所试验基地播种育苗 ,12月 29日定植于
露地 。植株的栽培管理同常规 。2007年 4月 ,将
每个植株一部分花序套袋进行自交 ,另留一部分
花序用于小孢子培养 。
1.2　小孢子分离
小孢子分离与培养方法参照以前的方
法[ 5 ,6]并略作改进 。在花序顶端花蕾接近开花
时 ,从花序上随机选取处于小孢子单核晚期为主
的花蕾(不同气温下花蕾长度会有所变化 ,一般
长2.0 ～ 3.5 mm)50个 ,经 10%次氯酸钠表面消
毒10 min 后 , 用无菌水洗涤 3 ～ 5 次 ,花蕾在 10
ml的B5 培养液(含B5 大量 、微量 、铁盐和有机成
分 ,13%蔗糖 , pH 6.0)中轻轻捣碎 ,并经 40 μm
尼龙筛网过滤 ,滤液经1 000 r/min离心4 min ,弃
上清液 ,沉淀后再用 B5培养液悬浮 ,重复离心 1
次 ,去上清后加 40 ml NLN-13 培养液(含NLN大
量 、微量 、铁盐和有机成分 , 13%蔗糖 , pH 6.0),
并加适量活性炭 ,取 4 ml 小孢子悬浮液于 10个
6.0 cm×1.5 cm培养皿中 ,用Parafilm 密封 。
1.3　小孢子培养及胚状体发育时期的显微观察
将密封的培养皿置于 32.5℃恒温培养箱中
热击暗培养2 d ,之后转移到25℃下继续暗培养 ,
出现肉眼可见胚状体后转移至 25℃下进行振荡
(50 r/min)暗培养 。在小孢子刚分离和分离后
3 ,5 ,7 ,10 ,15 ,20 d 时通过倒置显微镜观察游离
小孢子的发育情况。
1.4　胚状体萌发与植株再生
胚状体萌发培养基参考前人的方法[ 7 , 8] ,并
略作改进。在大多数胚状体处于子叶期时 ,将子
叶期的胚状体转入 B5固体培养基 (含 B5大量 、
微量 、铁盐和有机成分 ,2%蔗糖 ,0.9%琼脂 , pH
5.8)和 B5-1固体培养基(B5+0.5 mg/L BAP+
0.1 mg/L GA3+0.5 mg/L KT , pH 5.8),在 25℃、
16 h光周期和弱光下培养 20 ～ 30 d ,统计一次萌
发率 ,切取无菌苗 ,获得再生植株 。尚未一次出
苗的子叶胚转到 B5-2培养基(B5+0.2 mg/L BAP
+0.02 mg/L NAA ,pH 5.8)中进行次生萌发 。
2　结果与分析
2.1　小孢子胚状体发育过程
在小孢子培养过程中 ,用倒置显微镜观察小
孢子发育成胚状体的过程:游离出的小孢子(图
1-A)首先发生细胞膨大(图 1-B),经过一次分裂
(图 1-C)、二次分裂(图 1-D)、多次分裂后成一个
小的球型胚(图 1-E),继而成为大的球型胚(图
1-F ,1-G)、心型胚(图 1-H)、鱼雷型胚(图 1-I)、子
叶型胚(图 1-J)。将 1 mm 以上的子叶型胚(图 1-
K)转到固体培养基中。
2.2　小孢子胚胎发生与植株再生
雪里蕻小孢子分离后 ,经过高温热击和常温
培养 ,12 d 后肉眼可见胚状体 ,28 d 后得到子叶
期胚状体。胚状体经过预培养基诱导 、萌发和继
代培养 ,约 4 ～ 6周可获得再生植株(图 1-L)。研
究结果显示 ,在本试验条件下 ,共得到 373个雪
里蕻的子叶期胚状体 ,平均每花蕾胚状体产量为
6.1 个;在 B5 固体培养基中的一次萌发率为
38%,在 B5-1固体培养基中的则为 27%;B5-2培
养基中的次生萌发率为62%;共获得 165株雪里
蕻的再生植株。
3　讨论
本试验对经航天返回的叶用芥菜雪里蕻进
行了小孢子培养 ,实现了从小孢子分离 、小孢子
分裂 、以及不同发育时期胚状体到再生植株的全
程观察 ,成功获得小孢子再生植株。该技术的成
功建立 ,为开展杂交及诱变育种 、遗传转化 、生理
生化等研究提供新的途径及技术支撑 。
结合航天育种技术获得的大量再生苗 ,可为
雪里蕻新品种选育提供新的资源 。
本试验中只用到一个雪里蕻材料 ,其基因型
对小孢子培养的影响尚不明确。与其他芸薹属
作物相比 ,本研究的小孢子胚胎发生率和胚状体
萌发率均偏低[ 9 ,10] 。此外 ,对获得的小孢子再生
植株 ,还需继续观察其自然加倍率 、植株的特性
和性状以及在育种利用上可能出现的情况 ,以进
·357·虞慧芳等:航天搭载雪里蕻小孢子培养获得再生植株
A.刚分离的小孢子;B.开始膨大的小孢子;C.小孢子一次分裂;D.小孢子二次分裂;E ～ G.培养 7～ 10 d的球型胚;H.心型胚;I.鱼
雷型胚;J.子叶型胚;K.子叶型胚;L.再生苗
图 1　雪里蕻小孢子培养过程中胚的发育生长过程
Fig.1　The growth and development of embryos during microspores culture in Brassica juncea var.multiceps
一步完善小孢子培养技术并有效地应用于雪里
蕻航天育种中。
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(责任编辑　陈华平)
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