全 文 ：文章编号 :100028551 (2007) 032229203
60 Coγ辐照对草莓花药愈伤组织诱导和分化的影响
张慧琴1 　谢　鸣1 　陈昆松2 　蒋桂华1 　吴　庆3 　孙崇波1 　黄普乐1 　吴延军1
(11 浙江省农业科学院园艺研究所 ,浙江 杭州　310021 ;21 浙江大学园艺系 ,农业部园艺植物生发育与生物技术重点开放实验室 ,
浙江 杭州　310029 ;31 浙江省农业科学院作物与核技术研究所 ,浙江 杭州　310021)
摘 　要 :研究了不同剂量辐照处理花粉发育处于单核靠边期花蕾对草莓花药愈伤组织诱导率和绿苗分化
率的影响。结果表明 ,辐照处理可以明显提高愈伤组织诱导率和绿苗分化率 ,以辐照剂量 20Gy 的效果
最好 ,其中章姬品种的愈伤组织诱导率提高 39109 % ,丰香提高 35168 % ;在同一种诱导培养基上 ,经辐
照处理产生的愈伤组织 ,章姬的绿苗分化率与对照相比 ,提高 6167 %～6172 % ,丰香提高了 4173 %～
6145 %。
关键词 :草莓 ;60 Coγ辐照 ;愈伤组织诱导率 ;绿苗分化率 ;花药培养
EFFECT OF 60 Coγ2RAYS IRRADIATION PRETREATMENT ON CALLUS INDUCTIVITY
AND DIFFERENTIATION OF STRAWBERRY ANTHER
ZHANG Hui2qin1 　XIE Ming1 　CHEN Kun2song2 　J IANG Gui2hua1
WU Qing3 　SUN Cong2bo1 　HUANG Pu2le1 　WU Yan2jun1
(11 Institute of Horticulture , Zhejiang Academy of Agricultural Sciences , Hangzhou , Zhejiang 　310021 ; 21 Department of Horticulture , Zhejiang University ,
the state Agriculture Ministry′s Laboratory of Horticultural Plant Growth , Development and Biotechnology , Hangzhou , Zhejiang 　310029 ;
31 Institute of Crop Research and Atomic Technique Utilization , Zhejiang Academy of Agricultural Sciences , Hangzhou , Zhejiang 　310021)
Abstract :Strawberry buds , in which a majority of pollen had single nuclear keeping to the side , were pretreated by 60 Coγ2
rays irradiation at different doses. The irradiation effect on the callus inductivity and plant differentiation rate of strawberry
anther were studied. The results indicated that the pretreatment by 60 Coγ2rays could increase the anther callus inductivity and
plant differentiation rate significantly , and 20Gy was the best dose. The callus inductivity of Akihime and Toyonoka increased
by 39109 % and 35168 % , respectively , compared with the no2pretreatment materials. On the same media , the plant
differentiation rate of Akihime and Toyonoka were also increased by 6167 %～6172 % and 4173 %～6145 % ,respectively ,
compared with the two varieties of no2pretreatment .
Key words :strawberry ; radiation with gamma rays ; callus inductivity ; plant differentiation rate ; anther culture
收稿日期 :2006208204
基金项目 :浙江省科技厅重点科研项目 (2005C22062)
作者简介 :张慧琴 (19752) ,女 ,浙江兰溪人 ,在读硕士生 ,助理研究员 ,研究方向为生物技术与遗传育种。Tel :0571286404336 ; E2mail :guoheng0702 @
sohu. com
通讯简介 :谢　鸣 (19572) ,男 ,浙江杭州人 ,硕士导师 ,研究员 ,研究方向为果树育种和栽培。Tel :0571286401007 ; E2mail :xieming1957 @yahoo. com. cn　　草莓 ( Fragaria ananassa Duch)是无性繁殖浆果 ,辐射诱变是品种改良的重要途径之一。为了提高花粉植株的诱导率 ,往往需要对接种花药进行预处理。接种前的预处理对愈伤组织的产生有明显影响 ,尤其在诱发小孢子脱分化方面作用明显。1973 年 ,Nitsch 首次报道通过低温预处理能提高烟草花药培养诱导率[1 ] ; 李玉花等[2 ]以高压静电场处理草莓花药后接种于培养基上 ,发现草莓花药愈伤组织诱导率显著提高 ;还有研究发现经过离子、射线、紫外线等辐照处理也能明显提高水稻花培诱导率[3 ,6 ] 。本试验首次将草莓花蕾经过不同剂量的60 Coγ辐照处理 ,在提高花粉植株诱导率的基础上 ,将花药培养技术与细胞离体筛选、诱变、转
922　核 农 学 报　2007 ,21 (3) :229～231Journal of Nuclear Agricultural Sciences
基因技术相结合 ,以期为探索草莓的复合育种技术提
供依据 ,在短时间内培育高抗优质的草莓新品种。
1 　材料与方法
111 　材料
供试材料为草莓主栽品种章姬 ( Fragaria ananassa
Duch. cv. Akihime) 和丰香 ( Fragaria ananassa Duch. cv.
Toyonoka) ,种植于浙江省农业科学院园艺研究所试验
场 ,常规栽培管理。
112 　方法
11211 　取样 　取直径 3～4mm 大小的草莓花蕾做试
验材料 ,经镜检确定此时大部花粉发育处在单核靠边
期。
11212 　辐射处理 　处理设 10、20 和 30Gy 3 个剂量 ,剂
量率为 1GyΠmin ,以未处理的花蕾作为对照。每处理
15 个花蕾 ,重复 5 次。辐照处理后的样品于 4 ℃冰箱
保存 48h 后接种培养。
11213 　培养基 　愈伤组织诱导培养基 M1 :MS + IBA
012mgΠL + TDZ 110mgΠL ;M2 :MS + IBA 014mgΠL + TDZ
210mgΠL。分化培养基 M3 : MS + NAA 015mgΠL + BA
210mgΠL。
11214 　接种培养 　在超净工作台上 ,将花蕾放入
70 %乙醇中消毒 30s ,再转入 011 % HgCl2 溶液中消毒 6
～8min ,无菌水冲洗 3～4 次 ,剥取花药接种。每处理
重复 5 次。培养 40d 后 ,观察记录愈伤组织状态 ,统计
出愈率。出愈率 = (出愈花药数Π接种花药数 ) ×
100 %。花药诱导愈伤组织培养条件 :温度 25 ℃±1 ℃,
先暗培养 3 周 ,再每天光照 14h ,光照强度为 2000lx。
将各处理诱导出的愈伤组织转移到 M3 培养基上 ,光
照培养 40d 后 ,统计其绿苗分化率 ,绿苗分化率 = (分
化出绿苗的愈伤组织块数Π转移的愈伤组织块数) ×
100 %。
2 　结果与分析
211 　辐照对草莓花药愈伤组织诱导率的影响
草莓花药接种在愈伤组织诱导培养基上 , 25 ℃暗
培养 3 周后陆续出现愈伤组织 ,40d 后统计愈伤组织
诱导率。图 1 显示 ,在 20Gy 60 Coγ辐照处理下 ,丰香和
章姬的愈伤组织诱导率均最高 ,但随着剂量增大 ,愈伤
组织诱导率下降。由此可见 ,适当剂量的辐照处理对
提高草莓花药愈伤组织诱导率有明显作用 ,造成这一
结果的原因可能是辐照处理使得草莓花药药壁细胞发
生变化 ,代谢活动水平提高 ,而有利于花粉启动分裂。
从图 1 还可看出 ,经过相同剂量辐照处理过的花药分
别接种在 M1、M2 培养基培养 ,其愈伤组织诱导率差异
很小 ,而未经处理的对照 ,在不同培养基上的愈伤组织
诱导率差异较大 ,可能是辐照处理过的花药对愈伤组
织诱导的培养基敏感性下降。
图 1 　辐照对草莓花愈伤组织诱导率的影响
Fig. 1 　Effect of irradiation on inductivity of
strawberry calli
M1、M2 为诱导培养基 ,见文中 1. 2. 3。下图表同
M1 ,M2 are induce media , please see 1. 2. 3 in material and methods.
The same as following Figure and Table
212 　辐照产生不同类型愈伤组织及再生能力的差异
比较
李卫东等[7 ]将草莓花药培养产生的愈伤组织分为
3 种类型 :愈伤为灰白色 , 松软湿润 ,称为 Ⅰ型愈伤组
织 ;愈伤组织黄色或浅黄色 , 质地紧密 , 呈颗粒状 ,称
为 Ⅱ型 ;愈伤组织为绿色 , 结构致密 , 呈瘤状 , 称为 Ⅲ
型。愈伤组织随着继代时间的延长 , 再生能力下降 ,
Ⅰ型愈伤组织在 12 周后几乎没有再生能力 ,而 Ⅱ、Ⅲ
型愈伤组织在继代培养 12 周后仍有较高的分化率 ,
特别是绿色的 Ⅲ型愈伤组织。从图 2 可以看出 ,在
20Gy 处理下 ,章姬、丰香形成 Ⅱ、Ⅲ型愈伤组织比率最
高 ,且相同处理下不同的培养基形成愈伤组织的类型
差异大。基因型不同 ,其 Ⅱ、Ⅲ型愈伤组织比率也不
同。
213 　辐照对草莓花药愈伤组织分化率的影响
将各种处理产生的愈伤组织转移到同一种分化培
养基上进行诱导植株再生。实验结果表明 (表 1) ,在
同一诱导培养基上 ,经辐照处理过的花药所产生的愈
伤组织绿苗分化率高于未经处理的对照 ,尤其是在
20Gy 处理下 M2 培养基上诱导出的愈伤组织绿苗分化
032 核　农　学　报 21 卷
　　　　
图 2 　辐照对草莓花药形成 Ⅱ、Ⅲ型愈伤组织比率的影响
Fig. 2 　Effect of irradiation on rate of Ⅱ、Ⅲcallus
types of strawberry anther
表 1 　辐照对草莓花药愈伤组织分化率的影响
Table 1 　Effect of irradiation on differentiation rate
of strawberry calli
剂量
dose
( Gy)
草莓品种
variety
诱导培
养基
medium
转分化愈数
No. of
inoculated
anther
出绿苗花
药愈数
No. of anther
forming calli
分化率
calli differen2
tiation rate
( %)
10 章姬 Akihime M1 95 6 6. 32d
M2 90 11 12. 22b
丰香 Toyonoka M1 68 3 4. 41e
M2 65 6 9. 23c
20 章姬 Akihime M1 90 8 8. 89c
M2 93 16 17. 20a
丰香 Toyonoka M1 62 4 6. 45d
M2 60 8 13. 33b
30 章姬 Akihime M1 86 7 8. 14c
M2 87 11 12. 64b
丰香 Toyonoka M1 61 3 4. 92e
M2 64 6 9. 38c
0 章姬 Akihime M1 92 2 2. 17f
M2 95 10 10. 53c
丰香 Toyonoka M1 58 1 1. 72f
M2 57 4 7. 02d
注 :表中同列不同字母表示邓肯氏新复极差测验差异显著 ( P < 0105) 。
Note: The different letter within one column means significant difference by
Ducan′s SSR test .
率 ,章姬比对照提高 6167 % ,丰香比对照提高 6133 %。
可见辐照对草莓花药愈伤组织分化率有促进作用 ,且
随着剂量升高 ,分化率提高 ,在 20Gy 达最高后又随剂
量的升高而降低。从表 1 可以看出 ,在 M2 培养基上
诱导产生的愈伤组织绿苗分化率明显高于 M1 的。这
可能是在 M1 培养基上诱导产生的愈伤组织类型为 Ⅰ
型愈伤组织较多 ,使得绿苗分化率较低。
3 　讨论
草莓 ( Fragaria ananassa Duch) 是蔷薇科草莓属多
年生草本植物 ,是世界上 7 大水果之一。我国草莓生
产近年来发展很快 ,栽培面积也不断扩大 ,因此草莓遗
传育种的研究就显得很重要 ,而花药培养在遗传育种
学中意义重大。自 Guha 和 Maheshwari[8 ]首次报道毛蔓
陀罗 ( Datura metel L. )花药培养获得单倍体植株以来 ,
花药培养已成为获得单倍体及纯合体的有效途径[9 ] 。
而辐照结合生物技术可以在短时间内有效地诱发突
变。许多研究表明[10～12 ] ,低剂量辐照对一些生命活动
有促进作用 ,因此适当的60 Coγ辐射预处理可改善花
粉的生理状态 ,有利于启动雄核发育。王万军等[13 ] 曾
研究辐照对烟草花药出苗率的影响 ,低剂量时对花药
出苗有促进作用 ,而高剂量时又对其有明显的抑制 ;同
时这种影响还与基因型有关。本试验中也证实了这一
点 ,辐照处理可以明显提高愈伤组织诱导率和绿苗分
化率 ,在 20Gy 剂量下效果最好 ,章姬的愈伤组织诱导
率提高了 39109 % ,丰香提高了 35168 % ;与对照相比 ,
章姬的绿苗分化率提高了 6167 %～6172 % ,丰香提高
了 4173 %～6145 %。关于绿苗分化率 ,有关报道指
出[14 ,15 ] :植物花药离体培养的愈伤组织形成率与绿苗
分化率不一致 ,受着遗传不同程序的控制。本研究结
果表明 ,辐照在提高愈伤组织形成率和绿苗分化率上
因供体基因型不同而存在较大差异 ,但在一定范围内
可以有效地提高绿苗分化率。同时也有可能是随着时
间的延长 ,60 Coγ辐射效应慢慢在减弱 ,而培养基的作
用在加强 ,使得不同诱导培养基上的绿苗分化率差异
显著 ,但这有待于进一步研究。本研究还发现经过辐
照处理 ,两种不同培养基的愈伤组织诱导率的差异比
对照间差异明显缩小 ,即处理材料对培养基的选择性
降低 ,这一现象在草莓方面还未见类似报道。由于辐
射诱发的营养突变体多以嵌合体的形式存在 ,因此目
前对辐照所产生的试管苗进行分切增殖 ,继代培养 ,通
过对其无性系后代的筛选 ,以期得到有研究应用价值
的突变体。
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132Journal of Nuclear Agricultural Sciences
2007 ,21 (3) :229～231
3 　结论
本试验采用60 Coγ射线辐射制备变性淀粉 ,由于γ
射线有很强穿透性 ,能对淀粉进行深部均匀照射 ,产生
自由基 ,引发反应 ,不需添加化学引发剂 ,从而避免了
化学法的诸多缺点。该工艺可常温常压生产变性淀
粉 ,淀粉改性度只与辐照加工剂量有关 ,辐射加工剂量
的控制也只需控制辐照时间即可。所以 ,辐射法生产
改性淀粉的工艺参数重复性良好 ,生产的产品质量稳
定。且该制备方法工艺简单、操作方便、改性程度稳
定、易控 ,产品质量和生产成本均优于化学变性淀粉。
同时 ,在对其浆液进行性能研究的结果也表明 ,辐射改
性淀粉浆液性能指标良好 ,完全可以满足工业应用的
要求[5 ,6 ] 。对于辐照加工这一和平利用核能的新技术 ,
始终将辐照化工新材料的开发作为其主导产业 ,针对
纺织、造纸等行业巨大的市场和发展潜力 ,辐射变性淀
粉有望成为辐照化工新材料新的经济增长点。
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