免费文献传递   相关文献

Strategies in Establishing Effective Regeneration System of Chinese Cabbage

大白菜高频再生体系的建立及策略



全 文 :园  艺  学  报  2005, 32 (4) : 701~703
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2005 - 01 - 17; 修回日期 : 2005 - 06 - 07
基金项目 : 黑龙江省重大科技攻关项目 ( GA0113101210)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: shicccl@ yahoo1com1cn)
大白菜高频再生体系的建立及策略
王 洋 崔继哲 3  李翠玲
(哈尔滨师范大学生物化学与分子生物学实验室 , 哈尔滨 150080)
摘  要 : 就北方大白菜 14个基因型进行组织培养再生比较 , 以筛选出的较高再生率的基因型为试材 ,
在含不同配比的 62BA、TDZ、NAA及 AgNO3、GA3、ABA的培养基中进行再生比较 , 分别建立了含有 62BA
和 TDZ的大白菜组织培养再生最佳培养基 : MS + 62BA 5 mg/L +NAA 015 mg/L +AgNO3 2 mg/L和 MS + TDZ
011 mg/L + 62BA 5 mg/L +NAA 015 mg/L +AgNO3 2 mg/L +ABA 0125 mg/L, 大白菜再生频率最高可以达到
9016% , 建立了大白菜高频再生体系 , 讨论分析了影响大白菜再生的主导因素并提出建立大白菜高频再生
体系的可行策略。
关键词 : 大白菜 ; 基因型 ; 62BA; TDZ; ABA
中图分类号 : S 63411  文献标识码 : A  文章编号 : 05132353X (2005) 0420701203
Stra teg ies in Establish ing Effective Regenera tion System of Ch inese Cabbage
W ang Yang, Cui J izhe3 , and L i Cuiling
(B iochem istry and M olecu lar B iology L abora tory, Harbin N orm al U niversity, Harbin 150080, China)
Abstract: This study evaluated shoot organogenic potential of 14 genotypes of Chinese cabbage (B rassi2
ca cam pestris L. ssp. pekinensis) , the regeneration frequency varied significantly. The genotype which had
maximum shoot regeneration was chosen for investigating the op timum concentration of 62BA or TDZ on shoot
regeneration. The maximum frequency of shoot regeneration was obtained respectively in the medium s: MS +
62BA 5 mg/L +NAA 015 mg/L +AgNO3 2 mg/L and MS + TDZ 011 mg/L + 62BA 5 mg/L +NAA 015 mg/L
+AgNO3 2 mg/L + ABA 0125 mg/L , and the highest frequency of shoot regeneration ( 9016% ) was
achieved on the latter medium. In this research, The determ ine factors influencing shoot regeneration and
strategies to establish efficient regeneration system of Chinese cabbage are discussed.
Key words: Chinese cabbage; Genotype; 62BA; TDZ; ABA
1 目的、材料与方法
大白菜 (B rassica cam pestris L. ssp. pek inensis) 携带 AA基因组 , 是芸薹属中最难脱分化和不易
再生的种〔1〕, 目前国内外已有人建立了大白菜高频再生系统〔2, 3〕, 但仍然存在基因型的局限性。
作者选用北方大白菜 14个基因型 (表 1) 进一步试验。将种子消毒清洗 , 置于 MS培养基中培
养 , 20粒 /瓶。取 4 d苗龄、带 1~2 mm 子叶柄的子叶 (简称子叶 —子叶柄 ) 接种于分化培养基
(MS + 62BA 5 mg/L +NAA 015 mg/L +AgNO3 2 mg/L, 琼脂 114% , 蔗糖 3% ) , 2~3次重复 , 每重复
30个外植体 , 以 ( 25 ±2 ) ℃、16 h光照培养。将再生率最高的基因型在含有不同配比的 62BA、
NAA、GA3、AgNO3、TDZ和 ABA的 MS培养基中培养 , 30 d后统计芽再生频率 〔芽再生频率 ( % )
=形成再生芽的外植体数 /接种的外植体总数 ×100〕, 数据经反正弦转换后进行方差分析和显著性测
验 (SSR法 )。
园   艺   学   报 32卷
2 结果分析与讨论
211 大白菜基因型再生能力的差异
各基因型大白菜的芽再生频率差异显著 (表
1) , 再生芽从子叶柄的基部长出 , 而子叶形态学
的上端很难形成再生芽。鲁白七号、602、268和
龙白二号这 4个品种分化较早 , 两周开始陆续出
芽 , 再生率都在 50%以上 , 而凯丰二号、新世
纪、603、601和龙协白四号这 5个品种芽分化
晚 , 再生率低于 30% , 其他 5个品种的表现则介
于这两种类型之间。
212 植物生长调节剂种类和外植体类型对大白菜
再生的影响
62BA和 NAA是常用的植物生长调节剂组合
(表 2, 处理 12~25) , 应用于鲁白七号时以 62BA
5 mg/L +NAA 015 mg/L +AgNO3 2 mg/L是最佳配
比 (处理 25) , 改变各植物生长调节剂浓度不能
使再生频率提高。在本试验中赤霉素 ( GA3 ) 不
能够改善大白菜再生芽的质量和数量。 TDZ与
ABA可大幅度提高大白菜的再生频率 (表 2, 处
理 1~11) , 最高可达 9016%。与 62BA相比 , 以
很低的 TDZ浓度 (0125 mg·L - 1 ) 就可使芽再生
率达到 7217% (表 2, 处理 2) , TDZ完全可以作
为细胞分裂素来促进芽的分化 ; 将处理 2与 3、
4, 与 5、6, 与 7分别比较后 , 发现 TDZ是在低
使用浓度下才具有高活性。TDZ与 62BA存在互
作 , 在得到较高的芽再生率同时可进一步提高每
个外植体再生芽的数量和质量 , 说明 TDZ与 62BA
虽都能促进再生芽的形成 , 但作用机制不完全相
同。在上述最适培养基中添加 TDZ和 ABA (处理
7) , 再生率最高 , 再生状态理想 (图 1) , 外植体
所产生的再生芽短簇 , 对于农杆菌侵染后获得更
多的抗性芽有益。
再生率在 1%显著水平上表现不同的 6个基
因型 (表 3 ) , 在 MS + TDZ 011 mg/L + 62BA 5
mg/L + NAA 015 mg/L + AgNO3 2 mg/L + ABA
0125 mg/L 培养基中进行分化培养 , 结果表明
TDZ可进一步提高其中 5个基因型的芽再生率 ,
但各基因型再生差异仍十分显著 , 鲁白七号和
602两个基因型再生率达到了 85%以上 , 其它 4
个基因型再生率并没有得到明显提高 , 仍不能打
破基因型的限制。
表 1 大白菜 14个品种不定芽的再生情况
Table 1 Regeneration of shoots from 14 cultivars of Chinese cabbage
基因型
Genotypes
芽再生率
Shoot regeneration
frequency( % )
开始分化时间
Time on
regeneration ( d)
鲁白七号 Lubai Ⅶ 6812 ±914A 13
602 5916 ±914AB 13
268 5318 ±313ABC 13
龙白二号 Longbai Ⅱ 5111 ±311ABC 14
潍白六号 W eibai Ⅵ 4713 ±210BCD 17
鲁春白一号 Luchunbai Ⅰ 4116 ±1315BCD 13
哈白二号 Habai Ⅱ 3414 ±116 CDE 19
牡丹江二号 Mudanjiang Ⅱ 3010 ±217DE 19
173 3010 ±217DE 19
龙协白四号 Longxiebai Ⅳ 2716 ±215DE 19
601 2018 ±611EF 19
新世纪 Xinshiji 1919 ±416EF 28
603 1715 ±315EF 19
凯丰二号 Kaifeng Ⅱ 918 ±013F 19
  注 : 数字后不同大写字母表示差异极显著 (P≤0101)。下表同。
Note: Means at the same line followed by different cap ital letters
differ extremely significantly at P≤0101. Same as below.
表 2 不同浓度 62BA、NAA、GA3、TD Z、ABA和 AgNO 3
条件下 ‘鲁白七号’的芽再生频率
Table 2 Frequency of shoot regenera tion of‘L uba i Ⅶ’on
m ed ia con ta in ing var ious concen tra tion s of 62BA, NAA,
GA3 , TD Z, ABA and AgNO 3
处理

No.
培养基添加成分 The supp lemented
components in the medium (mg/L)
TDZ 62BA NAA AgNO3 ABA GA3 芽再生频率Shootregenerationfrequency( % )
1 015 011 2 2313
2 0125 015 2 7217
3 015 015 2 4419
4 012 5 015 2 6010
5 011 5 015 2 7413
6 012 5 015 2 0125 4410
7 011 5 015 2 0125 9016
8 012 210 10 0125 3917
9 015 015 2 0125 6510
10 015 110 10 0125 3710
11 015 210 10 0125 4110
12 6 015 10 3313
13 6 015 2 4716
14 6 015 5 2010
15 6 011 2 0
16 5 0105 2 0
17 5 011 2 1617
18 5 013 2 3313
19 5 015 5 5617
20 5 015 5 011 2313
21 5 015 10 3010
22 6 015 10 011 3313
23 6 013 2 3313
24 5 010 2 813
25 5 015 2 7313
207
 4期 王  洋等 : 大白菜高频再生体系的建立及策略  
图 1 ‘鲁白七号’在含 TD Z的最适培养基中
F ig. 1 ‘L uba i Ⅶ’on the optim um m ed ium con ta in ing TD Z
  4~5 d苗龄的子叶 —子叶柄的再生能力大大
高于其它类型的外植体 , 在不同的 TDZ、BA、
NAA、ABA、GA3 配比条件下 , 下胚轴再生率仅
能达到 29%。子叶很难得到再生 , 但一定面积的
子叶对于子叶柄基部的芽再生是必要的 , 且子叶
柄留取太短不利于芽再生。本试验所确定的外植
体最佳类型和苗龄与文献〔3, 4〕报道的基本一致。
虽然各基因型大白菜再生的最适培养基并不是一
致的 , 但在一个最适培养基中 , 再生率相对较高
(本试验结果为 50%以上 ) 的基因型可以被确定
是具有高频再生潜力的 , 通过改善培养基完全可
表 3 不同基因型在含 TD Z培养基中的再生率
Table 3 Shoot regenera tion of var ious genotypes on
m ed ia con ta in ing TD Z ( % )
基因型
Genotype
培养基添加成分 The supp lemented
components in the medium (mg/L)
TDZ 011 + 62BA 5 +NAA
015 +AgNO3 2 +ABA 0125 62BA 5 +NAA015 +AgNO3 2
鲁白七号 Lubai Ⅶ 9016A 6812
602 8510A 5916
鲁春白一号 Luchunbai Ⅰ 6212B 4116
牡丹江二号 Mudanjiang Ⅱ4117C 3010
哈白二号 Habai Ⅱ 3117C 3414
凯丰二号 Kaifeng Ⅱ 1617D 918
以建立高频再生系统 (本研究结果再生率在 80%以上 ) , 而在一定再生率 (本试验结果为 30%左右 )
以下的基因型通过改善培养基不能打破基因型的限制 , 不能建立高频再生系统。因此大白菜每一个品
种的最适培养基或许都可以用来筛选基因型。B i等〔5〕也发现芽再生率低于 80%且每外植体再生芽的
个数在 5以下的烟草材料 , 很难通过改变培养基中的添加成分来显著提高芽再生率 , 而再生率高于
80%的品种可以通过改变培养基的添加成分来大幅度提高再生率。所以建立大白菜高频再生系统时首
先进行基因型筛选是完全必要的。
参考文献 :
1 Palmer C E. Enhanced shoot regeneration from B rassica cam pestris by silver nitrate. Plant Cell Reports, 1992, 11: 541~549
2 Zhang F L, Takahata Y, Xu J B. Medium and genotype factors influencing shoot regeneration from cotyledonary exp lants of Chinese cabbage
(B rassica cam pestris L. ssp. pekinensis) . Plant Cell Reports, 1998, 17: 780~786
3 王火旭 , 王关林 , 王晓岩 , 方宏筠 , 贾士荣 , 唐益雄 , 魏毓棠. 大白菜 AB281高频再生系统的建立及 gus A基因瞬时表达的研究.
园艺学报 , 2001, 28 (1) : 74~76
W ang H X, W ang G L, W ang X Y, Fang H J, J ia S R, Tang Y X, W ei Y T. Establishment of efficient shoot regeneration system of Chi2
nese cabbage (B rassica cam pestris ssp. pekinensis) inbred line‘AB281’and studies of transient exp ression of gus A gene. Acta Horticulturae
Sinica, 2001, 28 (1) : 74~76 ( in Chinese)
4 张 松 , 魏毓棠 , 温孚江 , 傅连海. 利用乙烯抑制剂 AgNO3 建立大白菜高频植株再生体系. 园艺学报 , 1997, 24 (1) : 94~96
Zhang S, W ei Y T, W en F J, Fu L H. Establishment of efficient p lant regeneration system of Chinese cabbage using medium containing eth2
ylene inhibitor AgNO3. Acta Horticulturae Sinica, 1997, 24 (1) : 94~96 ( in Chinese)
5 B i L, Huang W , Bass T. Shoot p roduction per responsive leaf exp lant increases exponentially with exp lant organogenic potential in N icotiana
species. Plant Cell Report, 2003, 22: 231~238
307