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Preliminary Study on Tissue Culture of Bermudagrass and Its DwarfSonmclonal riant

狗牙根的组织培养及其矮化变异体研究初报



全 文 :园 艺 学 报 2003,30(4):482~484
A日fa Hoaicultume Sirnca
狗牙根的组织培养及其矮化变异体研究初报
卢少云 郭振飞 陈永传
(华南农业大学生命科学学院草坪草研究室 ,广州 510642)
摘 要 :以杂交狗牙根品种 ‘Tifeagle’的匍匐茎节作外植体,诱导出胚性愈伤组织 ,进一步分化后获
得了再生植株。在再生植株中出现了体细胞变异,其中一株 TV4的匍匐茎节间长度比亲本减短了 47%,叶
长减短了32%,叶宽增大了 30%,根系较亲本更发达 ,耐冷性略高于亲本。
关键词 :狗牙根;矮化变异体 ;组织培养 ;草坪草
中图分类号:S 688.4 文献标识码 :A 文章编号:0513—353X (2003)04-0482—03
1 目的、材料与方法
狗牙根 (Cy~ on £ 凡)为重要的暖季型草坪草。目前国内外广泛应用的狗牙根草种是美国育
成的 “rif’系列的三倍体杂交狗牙根。作者以 ‘Tifeagle’ (Cy~ on £ 凡×C.transvaalens~)为材
料 ,研究了组织培养和再生方法,并获得一株矮化变异体。
取生长健壮的杂交狗牙根 ‘Tifeagle’的匍匐茎 ,用 自来水冲洗,剥去叶片,切成带 3个节的切
段,浸于 0.1%升汞溶液中 8~10 min,无菌水冲洗 5~6次后,用无菌吸水纸吸干水分,放在无菌培
养皿上切取茎节,将茎节接种在愈伤组织诱导培养基中黑暗培养。愈伤组织诱导培养基含 大量元
素, 微量元素,MS铁盐,Gamborg’s vitamin(Sigma),0.5 mg/L的谷氨酰胺、脯氨酸和水解乳蛋
白,0.1 mg/L肌醇,2 mg/L 2,4一D以及0.02 mg/L 6一BA。分化培养基在诱导培养基基础上去除2,4.D,
将 6一BA浓度增大至 2.5 mg/L。生根培养基为 Ms培养基。上述培养基均加入 0.7%琼脂 ,3%蔗糖 ,
pH 5.8~6.2。
在温室自然光照下 ,杂交狗牙根 ‘Tifeagle’与变异体 TV4种植在含泥炭土与珍珠岩按 1:1混合的
土壤中,每 日浇水。于 2001年 8~9月分别比较测定 20个匍匐茎的长度、叶长、叶宽和叶绿素含量。
2001年 5~6月,剪取 ‘Tifeagle’与 TV4的健壮匍匐茎 ,取相同的节数 (5节)用扦插的方法种在有
等量土壤培养基的盆中 (10 cm×30 cm)。每盆种 5个枝条,在温室 自然光照下培养,每天浇水,保
持土壤湿润。培养20和40 d后分别测量 15个枝条新发生的根长、根数、根干样质量 ,取平均值。取
生长健壮的材料,放在 8cC的人工气候箱内,普通直管荧光灯,光通量密度 (PFD)为 120 tamol·mI2·
S_ 。
, 光照 14 h/d,处理 6 d后,测定相对电导率、超氧物歧化酶 (SOD)、过氧化氢酶 (CAT)和过
氧化酶 (POD)活性⋯1。定义抑制 NBT光化还原 50%所需的酶量为 SOD的 1个酶活性单位。定义光
吸收值每分钟变化 1.0为 CAT和 POD的 1个酶活性单位。
2 结果与讨论
2.1 狗牙根的愈伤组织培养及植株再生体系的建立
狗牙根匍匐茎诱导培养 5~6 d后,在茎节处开始出现膨大,随后膨大逐渐明显,形成愈伤组织,
愈伤组织诱导率达 80%以上。挑出长得较结实的愈伤组织用于继代培养 (见插页 3图版,A)。继代
收稿日期:2002—10—21;修回日期 :2003—01—20
基金项目:广东省科技攻关项 目 (2KM03103N);国家 863项 目 (2001AA244082);广东省 自然科学基金项 目 (010281)
*通讯作者 (电话 :020—85282469;E-mail:zhfguo@scau.edu.cn)。
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4期 卢少云等 :狗牙根的组织培养及其矮化变异体研究初报
后的愈伤组织转入分化培养基中光照培养。2~5 d愈伤组织逐渐转绿 ,7~10 d后出现绿色小芽,随
后小芽逐渐长大成苗 (插页3图版,B),分化率 95%以上。将上述小苗转移到生根培养基上生根。
约 7周后,打开瓶盖炼苗 3~4 d,然后取出小植株,用水洗去附着在根上的培养基后移栽 ,于温室自
然光照条件下培养。结果表明,从 ‘Tif_eagle’成功进行了愈伤组织培养和植株再生,而且分化率高于
Chaudhury等的报道 (79.5%) J。
2.2 狗牙根矮化变异体与其亲本的形态学比较
2000年秋季从 ‘Tif_e耐e’的再生植物中获得了一个狗牙根矮化变异体 (编号 ‘Tv4’),其生长速
度较慢。将 Tv4移栽至培养盆进一步培养,观察到它的匍匐性状比其亲本更明显 (插页 3图版,C,
D)。从该植株剪取枝条扩繁,并不断继代繁殖,面积已达4 m2,性状仍稳定。经测定比较,Ⅳ4匍
匐茎顶端 10节长度比其亲本 ‘Tifeagle’减短47%,叶片长度短 32%,叶宽增加 30%,而叶片叶绿素
含量差异不大 (表 1)。但 由于 Tv4植株矮化,密度大,在外观上显得比 ‘Tifeagle’浓绿。利用矮化
性状,在草坪管理上可减低剪草次数 ,节省管理成本。
由表 2可见 ,TV4种植 20 d后主根比 ‘Tifeagle’长,但根数少;40 d后根长仍然 比 ‘Tifeagle’
长,根数明显增多,根系干样质量明显高于 ‘Tifeagle’,说明其根系更发达,这有利于提高抗旱性 J。
表 1 狗牙根矮化变异体及其亲本地上部形态比较
Table 1 Morphological characteristics ofthe dwarf varie~nt of
bernmdagrass andits parent
Tifeagle 24.55±2.95 2.74±O.60 0 10±O.01 1.9425±0.1459
TV4 12.95±2.58 1.87±0.24 0.13±0.01 1.8036±0.0809
表 2 狗牙根矮化变异体及其亲本根系的比较
Table2 Roots dmractexi~cs of the dwarfvndent of
b‘帅咖lda and its lmrent
2.3 狗牙根矮化变异体对低温的反应
相对电导率反映植物受低温伤害的程度。低温处理后,狗牙根矮化变异体及其亲本均受到轻度伤
害,‘Tifeagle’的电导率升高了 153%,Tv4仅升高 122%。低温下 ‘Tifeagle’的 CAT、POD活性分别
比对照降低了56.9%和39.4%,而 Tv4仅降低 38.9%和30.8%;‘Tifeagle’的 SOD活性在低温处理后
降低 ,但 Tv4反而提高了 14% (表 3)。众多研究表明,抗氧化系统与植物的抗逆性密切相关。低温
下 Tv4能维持较高的抗氧化酶活性,有利于抵抗低温的伤害。
综上所述,‘1rifeagle’的矮化变异体 Tv4具有矮化、密度大、根系发达的特点,耐冷性也略有提
高,是一个很有应用潜力的新株系。
表3 冷处理后狗牙根矮化变异体及其亲本的抗氧化酶活性及相对电导率比较
Table3 The activities of antioxidant enzymes and relativedectro~teleakageindwarfvarientofbermudagrassandits p~u-ent
参考文献:
l 郭振飞,卢少云,李宝盛,等.不同耐旱性水稻幼苗对氧化胁迫的反应 .植物学报,1997,39(8):748~752
2 Chaudhury A,Qu R.Somatic embryogenesis and plont regeneration ofturf-type bermudagrass.Efect of6-benzyladenine in calus induelion me~iu/n.
Plant Cell Tissue O玛an Cult.,2000,60:ll3~120
3 Huang B,Duncan R R,( Ⅲ R N.Drought—resistancemechanisms of sevenWalTfl-seasonturfgrasses under surface soil drying.Crop Sci.,1997、
37:l863~l869
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484 园 艺 学 报 3o卷
Preliminary Study on Tissue Culture of Bermudagrass and Its Dwarf
Sonmclonal riant
h Shaoy~ , Guo Zhenfei,and Chen Yongchuan
(Laboratoryfor Ttwfgrass Science,Colege of Science,5D砒 China Agr/cu/tura/ , 删 510642,China)
Abstract:The stolonous nodal segments of hybrid bermudagrass cuhivar‘Tifeagle’(Cy,~don d~tylon×C.
tranmxta&nsis)were sterilized by 0.1% HgC12 and placed on solid medium contained N6 macronutrient elements,
B5 micronutrient elements, MS ferric salt, Gamborg’S vitamin and additives including 2 mg/L 2,4一D and
0.02 mg/L 6一BA for induction of callus.The compact embryogenic calli were obtained an d were highly regenerable
after they were transferred to regeneration medium.Somaclonal variation was observed among the plantlets.One of
them, T、,4, showed dwarfism variation. Compared to its parent ‘Tifeagle’, T、 showed signifcant
morphological variation with decrease of 47% in stolon intemode length, increase of 30% in blade width ,an d
reduction of 32% in blad e length.TV4 had extensive root system with increase of 37% in dry weight of the newly
developed adventitious roots after the stolon was planted for 40 days.TV4 showed higher chiling tolemace than
‘Tifeagle’with lower relative electrolyte leakage after the plants were subjected to 8℃.SOD activity decreased in
‘Tifeagle’,while that increased in TV4 after chilling treatment.Th e activties of CAT an d POD dechned in both
TV4 and‘Tifeagle’.but they Were maintained at higher level in Tv4 than ‘Tifeagle’.
Key words:Bermudagrass; Dwarf somaclonal variant;Tissue culture;Turfgrass
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卢少云等:狗牙根的组织培养及其矮化变异体研究初报
Lu Shaoyun,et a1.Preliminary Study on Tissue Culture of Bermudagrass and Its Dwarf Somaclonal Variant
插页3
图版说明:A.狗牙根的愈伤组织 ;B.狗牙根的再生植株;C.狗牙根‘Tifeagle’;D.狗牙根 ‘Tifeagle’的变异体TV4。
Explanation of plates:A.The embryogenic calli ofbermudagrass;B.Regenerated plantlets ofbermudagrass;C.Bermudagrass cultivar
‘Tifeagle’;D.Its dwarf somaclonal varient TV4.
周树军:基因组荧光原位杂交区分百合回交一代的不同基因组
Zhou Shujun.Discrimination of the Genomes in BCl Progeny of Asiatic Lily and Oriental Lily Using GISH
图版说明:A,B:东方百合和亚洲百合回交一代002685—1基因组原位杂交结果(白色和红
色数字分别注明了东方百合和亚洲百合的染色体,A中白色和红色箭头分别表明了东方
百合和亚洲百合染色体的DAPI带);C:东方百合(a)和亚洲百合(b)核型模式图(东方百合
中着丝点区的白点与A中自箭头所指相对应;亚洲百合中染色体臂中的白线与A中红箭
头所指相对应)。
Explanation of plates:A and B:Genomic in situ hybridization on the BC J metaphase of
0riental Lily and Asiatic Lily.The chromosomes of Oriental Lily were marked with white
numbers.the ones ofAsiatic Lily with red numbers.DAPI bands ofOriental Lily were in~cated
with white arrows.the ones ofAsiatic Lily with red arrows in A.C:The karyotypes(The white
dots atthe centromere regionsintheOrientalLilykaryotypecorrespondtoDAH bandsin~cated
by white arrows in A,the white lines within the chromosome arrlls in the Asiatic Lily karyotype
to DAPI bands indicates by red arrows in A).
C
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