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Plant Regeneration from Microspore-derived Embryos in Cabbage (Brassica oleracea var. capitata) and Broccoli (Brassica oleracea var. italica)

结球甘蓝和青花菜小孢子胚植株再生



全 文 :植物学报 Chinese Bulletin of Botany 2010, 45 (2): 226–232, www.chinbullbotany.com
doi: 10.3969/j.issn.1674-3466.2010.02.012

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收稿日期: 2009-04-15; 接受日期: 2009-05-14
基金项目 : 国家自然科学基金(No.30871708)、863 计划(No.2007AA10Z174 和 No.2006AA100108)、国家“十一五”科技支撑计划
(No.2006BAD01A7 和 No.2006BAD13B06)、农业部园艺作物遗传改良重点开放实验室项目和现代农业产业技术体系建设专项
资金
* 通讯作者。E-mail: liuym@mail.caas.net.cn
结球甘蓝和青花菜小孢子胚植株再生
袁素霞, 刘玉梅*, 方智远, 杨丽梅, 庄木, 张扬勇, 孙培田
中国农业科学院蔬菜花卉研究所, 北京 100081
摘要 结球甘蓝(Brassica oleracea var. capitata)和青花菜(Brassica oleracea var. italica)小孢子胚再生植株频率低是目前
影响游离小孢子培养技术有效应用的关键问题之一, 研究其小孢子胚植株再生频率的影响因素, 提高胚再生植株频率, 对
促进游离小孢子培养技术在甘蓝类蔬菜育种中更好地应用具有重要意义。该文以结球甘蓝中甘11和青花菜TI-111等基因型
为试材, 对影响游离小孢子胚再生成植株的固体培养基类型、琼脂浓度、胚的类型及胚在液体培养基中的滞留时间等因素
进行了研究。结果表明: 游离小孢子培养25天的子叶胚在琼脂浓度为1%–1.25%的B5培养基上植株再生频率最高。进一步
通过8个不同基因型对上述实验结果进行了验证, 结果显示, 游离小孢子培养25天的子叶胚在1%琼脂浓度的B5培养基上植
株再生频率达77.8%–97.2%。
关键词 结球甘蓝, 青花菜, 子叶胚, 游离小孢子培养, 植株再生
袁素霞, 刘玉梅, 方智远, 杨丽梅, 庄木, 张扬勇, 孙培田 (2010). 结球甘蓝和青花菜小孢子胚植株再生. 植物学报 45,
226–232.
结球甘蓝(Brassica oleracea var. capitata)和青
花菜(Brassica oleracea var. italica)是甘蓝类蔬菜的
主要作物, 杂交育种是其主要的育种方式, 但甘蓝和
青花菜为异花授粉作物, 在杂交种亲本系的常规选育
过程中, 一般至少需要7–8代的连续蕾期自交, 才能
育成一个稳定的自交系。然而, 通过游离小孢子培养
技术, 可在2年内获得纯合的育种材料, 从而加快选
择速率, 大大缩短育种年限。同时, 这一技术也使得
隐性性状易于表达, 丰富了育种资源。获得的单倍体
经加倍所建立的双单倍体(DH)群体也是分子标记和
基因图谱构建的理想材料。因此, 自Lichter(1982)在
芸苔属作物甘蓝型油菜(Brassica napus)游离小孢子
培养上首次取得成功之后, 甘蓝类蔬菜游离小孢子培
养技术已成为研究的热点。
国内外学者已在结球甘蓝和青花菜游离小孢子
培养技术上取得了一定进展(Duijs et al., 1992; 张德
双等, 1998, 1999; Hansen, 2000; Dias, 2001; 陈文
辉等, 2006; 方淑桂等, 2006), 但是前人的研究方向
主要聚焦在如何提高小孢子胚胎发生频率方面, 对小
孢子胚植株再生频率的研究报道很少, 且缺乏深入系
统的研究。方淑桂等(2006)将结球甘蓝子叶期小孢子
胚状体转至琼脂浓度为1.2%的MS培养基上, 获得的
植株再生频率为20.4%–21.8%。Dias(2003)在实验中
发现转接至琼脂浓度为0.9%的固体培养基上的青花
菜小孢子胚状体的植株再生频率为27%–68%, 且认
为MSS(改良的MS)固体培养基优于B5培养基。而陈
文辉等(2006)在甘蓝和青花菜杂交种小孢子培养中,
将获得的子叶胚转至MS分化培养基上只获得了12%
的小孢子胚成苗率。前人在进行结球甘蓝和青花菜小
孢子胚植株再生时常用的是MS培养基, 且小孢子胚
再生植株频率较低, 严重妨碍了游离小孢子培养技术
的有效应用。因此, 如何提高结球甘蓝和青花菜游离
小孢子胚再生成植株的频率是目前亟待解决的问题。
本文以结球甘蓝和青花菜为实验材料, 针对培养
基类型、琼脂浓度、小孢子胚状体类型及胚在液体培
养基中的滞留时间4种因素对小孢子胚植株再生频率
·技术方法·
袁素霞等: 结球甘蓝和青花菜小孢子胚植株再生 227
的影响进行研究, 为进一步提高结球甘蓝和青花菜小
孢子培养过程中胚再生成植株的频率提供技术支撑
和依据。
1 植物材料
结球甘蓝(Brassica oleracea var. capitata L.)材料:
中甘11、8398和希望。青花菜(Brassica oleracea var.
italica L.)材料: TI-111、玉冠西兰花、绿秀、绿宇和
绿星。
以上均为F1代杂种。其中, 中甘11和8398由中国
农业科学院蔬菜花卉研究所育成; 希望、TI-111和玉
冠西兰花来自日本; 绿秀和绿宇来自韩国; 绿星来自
美国。供试材料种植于中国农业科学院蔬菜花卉研究
所试验基地。于2005年7月初播种, 8月上旬定植于大
田, 11月初选大株定植于阳畦。2006年3月下旬至
2006年5月下旬进行游离小孢子培养。其中基因型中
甘11和TI-111通过严格选取小孢子发育一致性好的
花蕾和合适的游离小孢子诱导方式可以获得较高的
出胚率且胚状体发育同步性好(图1A), 以得到足够的
胚状体用于本实验中对胚再生成植株的不同影响因
素的研究。其余6个基因型用于对本实验结果的验证
研究。
2 培养基成分与培养条件
2.1 小孢子的游离与培养
选取70%以上的小孢子处于单核靠边期, 且约10%的



图1 结球甘蓝和青花菜小孢子胚状体及其再生植株
(A) 小孢子胚状体; (B) 萌发胚

Figure 1 Microspore-derived embryos and regenerant
plantlets of Brassica oleracea var. capitata and Brassica
oleracea var. italica
(A) Microspore-derived embryos; (B) Germinant embryos
小孢子处于双核早期的花蕾, 用75%的乙醇消毒30
秒, 之后用7%(v/v)次氯酸钠溶液消毒15分钟, 再用
无菌水冲洗3次, 每次5分钟。 然后将花蕾放入研钵
中, 加入少量B5洗涤培养基(Gamborg et al., 1968),
用研棒轻轻挤压, 使小孢子从花药游离到溶液中, 尼
龙筛网(45 µm孔径)过滤, 收集滤液, 100×g离心3次,
每次3分钟。最后1次离心后, 用NLN-13(结球甘蓝)
或1/2 NLN-13(青花菜)培养基(Lichter, 1982; Dias,
2001)将小孢子密度调为1×105个·mL–1, 分装于直径
为60 mm的无菌玻璃培养皿(每皿2 mL悬浮液)中, 并
加入0.1 mL 1%活性炭(Dias, 1999), parafilm封口,
置温度梯度培养箱 (32.5°C)中暗培养1天后 , 置于
25°C下继续暗培养, 3周后统计胚数量。

2.2 小孢子胚植株再生
2.2.1 培养条件
将获得的胚状体(图1A)转至设置不同处理的固体培养
基(见2.2.2.1和2.2.2.2)上于培养皿中进行培养, 在光
照强度50–100 µmol·m–2·s–1(14 h·d–1)、25°C条件下,
2–3周, 胚萌发(图1B)。之后再转入琼脂(日本原产, 凝
胶强度1 300 g·cm–2)浓度为0.5%的同型培养基(蔗糖
浓度为2%, 不含激素)上, 于三角瓶中继续培养1–2周
长成幼苗, 对成苗的胚进行统计。每个处理设3次重复,
每个重复统计30个胚。

2.2.2 影响胚植株再生的因素
本实验对影响小孢子胚再生成植株的固体培养基类
型、固体培养基的琼脂浓度、胚的类型以及胚在液体
培养基中的滞留时间共4种因素进行研究。

2.2.2.1 固体培养基类型 以中甘11和TI-111为试
材, 将获得的子叶胚分别转接在1%琼脂浓度的B5、
MS、MSS(Dias, 2003)培养基(其中B5和MS培养基含
2%蔗糖, MSS培养基含1%蔗糖和1%麦芽糖; 均不含
任何激素)上于培养皿中进行培养, 直至胚萌发。

2.2.2.2 固体培养基的琼脂浓度 以中甘11和
TI-111为试材, 将获得的子叶胚分别转接在琼脂浓度
为0.5%、0.75%、1%和1.25%的上述2.2.2.1中最适
培养基上于培养皿中进行培养, 直至胚萌发。

2.2.2.3 胚的类型 以TI-111为试材, 将获得的子叶
228 植物学报 45(2) 2010
胚与非子叶胚分别转接在上述2.2.2.1中最适培养基
(含有2.2.2.2中的最适琼脂浓度)上, 于培养皿中进行
培养, 直至胚萌发。

2.2.2.4 胚在液体培养基中的滞留时间 在通过上
述实验得出最适培养基、最适琼脂浓度和最佳胚状体
类型的基础上, 以中甘11和TI-111为试材, 将中甘11
游离小孢子在NLN-13及TI-111游离小孢子在1/2
NLN-13培养基中分别培养20、25、30、35和45天, 所
得的胚分别转接在2.2.2.1中最适培养基(含有2.2.2.2
中的最适琼脂浓度)上于培养皿中进行培养, 直至胚
萌发。

2.3 不同基因型的小孢子胚再生植株频率
用所有的供试材料对通过上述实验方法得出的结果
进行验证, 以评价本研究得出的胚再生植株方法的准
确性和可靠性。
3 结果与讨论
3.1 固体培养基类型对子叶胚再生成植株频率的
影响
从表1可以看出, 基因型中甘11和TI-111的子叶胚在
B5培养基中的植株再生频率分别为80%和83.3%,
均极显著高于其在MS和MSS培养基中的再生频率,
而后2种培养基间的差异均不显著。此外, 在实验中
还观察到, 转接在B5培养基上的胚发育良好, 而转接
在MS和MSS培养基上的胚较易出现褐化和玻璃化,
且萌发较晚。因此, B5培养基更适于结球甘蓝和青花
菜小孢子胚培养。
据报道 , 在甘蓝 (包括结球甘蓝和羽衣甘蓝
(Brassica oleracea var. acphala))和青花菜小孢子胚
再生成植株时, 通常采用MS培养基进行胚培养(方淑
桂等, 2005, 2006; 姜凤英和冯辉, 2005; 姜凤英等,
2006; 陈文辉等, 2006), 但是胚再生植株的频率并
不高, 低于60%(方淑桂等, 2006; 姜凤英等, 2006;
陈文辉等, 2006)。而在本实验中, 中甘11和TI-111的
子叶胚在B5培养基上的成苗率最高, 达80%以上。
MSS培养基被认为是改良的MS培养基, 其基本
元素和配比与MS一样, 只是所用的糖成分有所不同。
Dias(2003)报道, 在进行青花菜游离小孢子胚再生培
养时, MSS培养基优于B5培养基。而本实验结果表明
B5培养基极显著优于MS和MSS。B5培养基的基本元
素及配比不同于MS和MSS。相对MS和MSS, B5培养
基的主要特点是含有较低浓度的铵。在本实验中, 这
一特点也许有利于减少胚状体的褐化和玻璃化, 并促
进胚萌发。有关铵对胚状体形成的作用机理目前还未
见报道, 有待今后进一步研究。
3.2 培养基琼脂浓度对子叶胚再生成植株的影响
琼脂浓度及琼脂的凝胶强度都是影响固体培养基含
水量的因素, 进而也是影响培养基中植株组织含水量
和发育的因素之一。在前人对结球甘蓝和青花菜小孢
子胚植株再生的研究中 , 所用的琼脂浓度分别为
1.2%(方淑桂等, 2006)和0.9%(Dias, 2003), 但是没
有针对琼脂浓度对胚再生植株频率的影响进行系统
的研究。在本研究中通过对B5固体培养基琼脂浓度的
进一步实验, 结果表明(表2), 1%和1.25%的琼脂浓


表1 不同固体培养基上结球甘蓝和青花菜子叶胚再生成植株的频率
Table 1 The frequency of plant regeneration from cotyledonary embryos of Brassica oleracea var. capitata and Brassica ol-
eracea var. italica transferred to different solid mediums
邓肯氏多重比较测验; 同一列数据后不同小写字母表示差异达到显著水平(P<0.05), 不同大写字母表示差异达到极显著水平(P<0.01)。
P value of significance was estimated by Duncan’s test; the different lowercase and majuscule indicated significant difference at P<0.05
and P<0.01 level, respectively.
Genotype Medium Number of cotyledonary
embryos
Number of plantlets Frequency of plant regeneration
(Mean±SD) (%)
Zhonggan No. 11 B5 30 24.0 80.0 ± 7.2 aA
MS 30 12.0 40.0 ± 7.2 bB
MSS 30 7.3 24.3 ± 6.8 bB
TI-111 B5 30 25.0 83.3 ± 7.2 aA
MS 30 6.7 22.3 ± 6.2 bB
MSS 30 7.7 25.7 ± 11.0 bB
袁素霞等: 结球甘蓝和青花菜小孢子胚植株再生 229
度均较适于基因型中甘11和TI-111的子叶胚的萌发
和植株再生, 可使植株再生频率达到80%以上。中甘
11的胚再生植株频率, 在1%和1.25%2种琼脂浓度间
差异不显著 , 但均极显著高于0.75%和0.5%。而
TI-111的胚再生植株频率, 在1%和1.25%2种琼脂浓
度间差异也不显著, 但1.25%琼脂浓度的胚再生植株
频率极显著高于0.75%和0.5%, 1%琼脂浓度的胚再
生频率显著高于0.75%, 极显著高于0.5%。在实验中
还发现, 转接在1%或1.25%琼脂浓度培养基上的胚
在2–4天内由黄色转变为绿色, 并长出白色的根毛,
在10–15天内即可开始从子叶间的生长点抽出小芽,
在20–30天内长成幼苗。而转接在0.5%和0.75%琼脂
浓度的培养基上的胚玻璃化现象严重 , 尤其是在
0.5%琼脂浓度的培养基中, 有的基因型90%以上的
胚发生玻璃化, 其中极少部分玻璃化的胚能通过愈伤
途径成苗, 绝大部分在玻璃化过程中逐渐褐化而死
亡。
Hansen(2000)报道, 对结球甘蓝小孢子胚进行
ABA干燥处理可降低胚本身的含水量, 能明显提高胚
的再生频率。本实验采用较高琼脂浓度降低培养基和
胚状体本身的含水量以提高胚的再生质量。较高琼脂
浓度影响培养基的水分状况, 限制胚状体对水分的吸
收(其特征是胚的含水量下降), 从而起到提高胚再生
植株频率的作用。这2种办法异曲同工, 后者直接在
培养基琼脂浓度上进行改进, 可免去后处理的麻烦,
其作用机理有待进一步研究。
本研究表明, 1.25%和1%琼脂浓度均能达到80%
以上的胚再生频率, 而且两者间没有显著差异。因此,
从节省成本的角度考虑, 本实验选用1%琼脂浓度的
B5培养基用于以下不同类型的胚再生植株频率的研
究。
3.3 不同类型的胚再生植株频率的差异
小孢子胚的发育过程类似于合子胚, 从多细胞团结构
逐渐发育成球形胚、心形胚、鱼雷胚和子叶胚(Hause
et al., 1994)。胚的类型和质量也是影响胚再生植株频
率的因素 (Dias, 2003; 韩阳等 , 2005; 姜凤英等 ,
2006)。本实验以TI-111为试材, 在1%琼脂浓度的B5
培养基上分别接入子叶胚、鱼雷胚及其它胚(包括心
形胚、球形胚和畸形胚), 研究不同类型胚的植株再生
频率。结果表明(表3), 子叶胚的植株再生频率极显著
高于鱼雷胚及其它胚。在实验中还观察到, 子叶胚萌
发较早, 一次性成苗率高; 一部分存活的鱼雷胚会先
在培养基中发育成子叶胚, 然后再成苗, 另外一部分
直接形成愈伤, 经过脱分化再形成植株; 心形胚、球
形胚及畸形胚则很少能继续发育成子叶胚, 存活下来
的胚大多经愈伤途径形成植株。上述结果显示, 胚的
类型也是影响植株再生的重要因素之一。
本研究没有对中甘11进行不同类型胚的成苗实
验, 原因是中甘11的胚发育较TI-111小、快且一致,
不易分辨和挑选出鱼雷胚、心形胚和球形胚。从基因
型TI-111来看, 子叶胚再生植株的频率极显著高于非
子叶胚, 这与前人在大白菜(Brassica rapa ssp. pe-
kinensis)(韩阳等, 2005)和羽衣甘蓝(姜凤英等, 2006)


表2 结球甘蓝和青花菜子叶胚在不同琼脂浓度的B5培养基上的植株再生频率
Table 2 The frequency of plant regeneration from cotyledonary embryos of Brassica oleracea var. capitata and Brassica ol-
eracea var. italica transferred to B5 medium with different concentration of agar
Genotype Concentration of agar
(%)
Number of cotyledonary
embryos
Number of
plantlets
Frequency of plant regeneration
(Mean±SD) (%)
Zhonggan No. 11 0.5 30 5.7 19.0 ± 10.3 bB
0.75 30 11.7 39.0 ± 13.4 bB
1.0 30 24.3 81.0 ± 6.8 aA
1.25 30 25.0 83.3 ± 9.8 aA
TI-111 0.5 30 4.0 13.3 ± 4.7 cC
0.75 30 18.3 61.0 ± 8.7 bB
1.0 30 25.3 84.3 ± 7.8 aAB
1.25 30 26.0 86.7 ± 5.4 aA
邓肯氏多重比较测验; 同一列数据后不同小写字母表示差异达到显著水平(P<0.05), 不同大写字母表示差异达到极显著水平(P<0.01)。
P value of significance was estimated by Duncan’s test; the different lowercase and majuscule indicated significant difference at P<0.05
and P<0.01 level, respectively.
230 植物学报 45(2) 2010
上的研究结果基本一致。因此, 在游离小孢子培养时
应尽可能选择小孢子发育时期一致的花蕾, 这样才有
可能提高子叶胚的比率和发育同步性, 从而提高胚再
生植株的频率。对于如何提高非子叶胚再生植株的频
率还有待探索。
3.4 液体培养不同时间的胚再生植株频率的差异
实验结果表明(表4), 中甘11和TI-111在游离小孢子
培养第20–30天时的子叶胚再生成植株的频率较高,
随着胚在液体培养基中滞留时间的延长, 胚再生成植
株的频率下降。在实验中观察到, 胚在液体培养基中
的滞留时间越长, 胚发生玻璃化的程度也就越严重。
一般在游离小孢子培养2周左右时即可肉眼观察到胚
状体, 3–4周即可形成大量的子叶胚, 虽然培养20天
的子叶胚再生成植株的频率较高, 但其个体较小, 在
进行植株再生培养时, 较培养25天的胚萌发晚, 且一
次性成苗率也较25天的胚略低。由此可见, 形成的子
叶胚不宜在液体培养基中滞留太久, 也不宜过早进行
植株再生培养, 25天左右的胚最有利于植株再生。
胚在液体培养基中的滞留时间越长, 胚萌发的频
率越低, 这说明水分对胚再生成植株的影响很大, 这
与前人在其它作物上的研究结果(刘凡等, 1997; 韩
阳等, 2005; 姜凤英等, 2006)基本一致。胚在液体培
养基中滞留较长时间会导致胚状体本身的含水量提
高, 这可能是引起胚发生玻璃化和褐化的重要原因之
一。因此, 降低胚状体本身的含水量有利于胚的萌发。
3.5 8个不同基因型的子叶胚在1%琼脂浓度的B5
培养基上的植株再生频率
上述实验结果表明: 25天的子叶胚在1%琼脂浓度的


表3 1%琼脂浓度的B5培养基上青花菜不同类型胚的植株再生频率
Table 3 The frequency of plant regeneration of Brassica oleracea var. italica embryoids in different developmental stage on B5
medium with 1% agar
Genotype Embryoid type Number of embryos Number of plantlets Frequency of plant regeneration
(Mean±SD) (%)
TI-111 Cotyledon-stage 30 24.7 82.3 ± 6.8 aA
Torpedo-stage 30 13.0 43.3 ± 7.2 bB
Others 30 14.0 46.7 ± 4.7 bB
邓肯氏多重比较测验; 同一列数据后不同小写字母表示差异达到显著水平(P<0.05), 不同大写字母表示差异达到极显著水平(P<0.01)。
P value of significance was estimated by Duncan’s test; the different lowercase and majuscule indicated significant difference at P<0.05
and P<0.01 level, respectively.


表4 NLN-13或1/2 NLN-13培养基中培养不同时间的结球甘蓝和青花菜子叶胚的植株再生频率
Table 4 The frequency of plant regeneration from cotyledonary embryos of Brassica oleracea var. capitata and Brassica ol-
eracea var. italica cultured in NLN-13 or 1/2 NLN-13 liquid medium for different time
Genotype Days of
culturing
Number of cotyledonary
embryos
Number of plantlets Frequency of plant regeneration
(Mean±SD) (%)
Zhonggan No. 11 20 30 27.7 92.3 ± 3.1 aA
25 30 24.7 82.2 ± 6.8 bAB
30 30 22.0 73.3 ± 2.7 bBC
35 30 18.7 62.3 ± 5.7 cC
45 30 4.0 13.3 ± 4.7 dD
TI-111 20 30 25.3 84.3 ± 5.7 aA
25 30 26.3 87.7 ± 1.6 aA
30 30 25.7 85.6 ± 8.7 aA
35 30 18.3 61.0 ± 4.2 bB
45 30 12.0 40.0 ± 7.2 cC
邓肯氏多重比较测验; 同一列数据后不同小写字母表示差异达到显著水平(P<0.05), 不同大写字母表示差异达到极显著水平(P<0.01)。
P value of significance was estimated by Duncan’s test; the different lowercase and majuscule indicated significant difference at P<0.05
and P<0.01 level, respectively.

袁素霞等: 结球甘蓝和青花菜小孢子胚植株再生 231
表5 8个基因型的结球甘蓝和青花菜子叶胚在1%琼脂浓度的
B5培养基上的植株再生频率
Table 5 The frequency of plant regeneration from cotyle-
donary embryos of Brassica oleracea var. capitata and Bras-
sica oleracea var. italica of eight genotypes on B5 medium
with 1% agar
Genotype Number of
cotyledonary
embryos
Number
of
plantlets
Frequency of
plant regenera-
tion (%)
Zhonggan No. 11 90 73 81.1
8398 101 81 80.2
Xiwang 102 84 82.4
TI-111 178 152 85.4
Yuguan 7 6 85.7
Lüxiu 90 70 77.8
Lüyu 142 138 97.2
Lüxing 264 235 89.0


B5培养基上培养, 可获得高频率的植株再生。为了检
验该结果的可靠性及该方法的应用范围, 我们采用8
个基因型的甘蓝类蔬菜对这一结果进行验证, 结果表
明(表5), 8个基因型的子叶胚再生植株频率在77.8%–
97.2%之间, 表明我们得出的结球甘蓝和青花菜胚植
株再生方法是可行的。
近3年来, 本实验获得的这一胚再生成植株的培
养体系在本实验室的约100个结球甘蓝和青花菜基因
型上得到了有效应用, 据统计顺利获得了约7 000份
小孢子胚再生植株, 包括已建成的6个结球甘蓝和青
花菜DH群体(每个群体的DH系均大于100份)。证实我
们的这一胚再生植株培养体系基本上解决了结球甘
蓝和青花菜小孢子子叶胚再生成植株频率低的问题,
提高了小孢子培养技术在单倍体育种及相关生物技
术研究中的应用效率。
参考文献
陈文辉, 方淑桂, 曾小玲, 朱朝辉, 廖晓珍 (2006). 甘蓝和青
花菜杂种小孢子培养 . 热带亚热带植物学报 14, 321–
326.
方淑桂, 陈文辉, 曾小玲, 朱朝辉, 廖晓珍, 郑学立 (2006).
结球甘蓝游离小孢子培养及植株再生 . 园艺学报 33,
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232 植物学报 45(2) 2010
Plant Regeneration from Microspore-derived Embryos in Cabbage
(Brassica oleracea var. capitata) and Broccoli (Brassica oleracea
var. italica)
Suxia Yuan, Yumei Liu*, Zhiyuan Fang, Limei Yang, Mu Zhuang, Yangyong Zhang, Peitian Sun
Institute of Vegetables and Flowers, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China
Abstract The application of microspore culture still produces low frequency of plant regeneration from micro-
spore-derived embryos in many cabbage and broccoli genotypes. To improve the frequency of plant regeneration, we
studied the effect of medium, agar concentration, embryoid type and days of culture of microspores on plant regeneration
in hybrid F1 generations of a cabbage, ‘Zhonggan 11’, and a broccoli, ‘TI-111’. B5 medium with 1%–1.25% agar was
optimal for germination and regeneration of embryos, and the frequency of plant regeneration from cotyledonary embryos
was significantly higher than that from other embryos, especially cotyledonary embryos from the 25-day-cultured micro-
spores. The frequency of plant regeneration for cotyledonary embryos from 25-day-cultured microspores in 8 cultivars of
cabbage and broccoli transferred to B5 medium with 1% agar ranged from 77.8% to 97.2%.
Key words Brassica oleracea var. capitata, Brassica oleracea var. italica, cotyledonary embryos, isolated-microspore
culture, plant regeneration
Yuan SX, Liu YM, Fang ZY, Yang LM, Zhuang M, Zhang YY, Sun PT (2010). Plant regeneration from micro-
spore-derived embryos in cabbage (Brassica oleracea var. capitata) and broccoli (Brassica oleracea var. italica). Chin Bull
Bot 45, 226–232.
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* Author for correspondence. E-mail: liuym@mail.caas.net.cn
(责任编辑: 刘慧君)