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Regeneration of Peach Plantlet from Callus Derived from Explant

桃离体组织分化再生植株的研究



全 文 :园  艺  学  报  2001 , 28 (4) : 342~344
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2000 - 11 - 28 ; 修回日期 : 2001 - 03 - 19
基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 (3987052) ; 浙江省自然科学基金资助项目 (396278) ;农业部“九五”重点
资助项目 (95 农217201204203)3 通讯联系人。
桃离体组织分化再生植株的研究
张永庆1  陈大明1  金勇丰2  张上隆1 , 3
(1 浙江大学园艺系 , 杭州 310029 ; 2 浙江大学生物化学研究所 , 杭州 310029)
摘  要 : 以奉化‘玉露’桃叶片、幼茎、下胚轴、子房、胚珠、胚乳及花后 45~50 d 和
75 d 的未成熟胚、完全成熟的种胚为外植体 , 进行离体培养再分化试验。结果表明只有花后
45~50 d 和 75 d 的未成熟胚产生白色致密节球状的愈伤组织 , 并可诱导出不定芽 , 不定芽分
化率分别为 73. 8 %和 15. 5 % ; 62BA 诱导愈伤组织不定芽的效果优于 KT。不定梢转移生根成
苗获得了完整的再生植株。探讨了不同激素和碳源等对不定芽诱导的影响。
关键词 : 桃 ; 外植体 ; 愈伤组织 ; 再分化 ; 再生植株 ; 组织培养
中图分类号 : Q 813 ; S 662. 1  文献标识码 : A  文章编号 : 05132353X (2001) 0420342203
1  目的、材料与方法
国内外学者对桃 〔Prunus persica (L. ) Batsch〕离体分化培养〔1~3〕和遗传转化〔4〕作了不
少研究。但较多且较为成功的是用于快速繁殖上的茎尖或器官培养 , 而通过分化途径再生
植株的报道不多。奉化‘玉露’桃品质优良 , 但不耐贮运 , 作者以其为材料建立再分化频
率高且培养方法简单的再生体系 , 旨在为利用转基因技术进行品种改良打下基础。
以杭州市大观山果园树龄约 15 年的奉化玉露桃花、茎、叶、果为试材。
外植体的采集与消毒 : 幼叶、幼茎经稀吐温漂洗 15 min , 无菌水漂洗 3 次 , 0. 1 %升
汞灭菌 5 min , 无菌水漂洗 5 次 ; 1 年生茎段经稀吐温漂洗 15 min , 70 %酒精浸 0. 5 min ,
无菌水漂洗 3 次 , 0. 1 %升汞灭菌 5 min , 无菌水漂洗 5 次 , 无菌去皮 ; 花期子房经水冲
洗 , 0. 1 %升汞灭菌 3 min , 无菌水漂洗 5 次 ; 幼果、成熟果或桃核经稀吐温漂洗 15 min ,
70 %酒精浸 0. 5 min , 无菌水漂洗 3 次 , 去果皮取出种子 , 0. 1 %升汞灭菌 5 min , 无菌水
漂洗 3 次 , 无菌剥取胚乳、种胚。愈伤组织的诱导 : 幼叶剪取 0. 5 cm 大小 , 茎段长 1 cm
左右 , 未成熟胚和成熟胚则于胚芽处切割。所有外植体分别接种于愈伤组织诱导培养基
(MS + 2 ,42D 0. 1 mg/ L + NAA 0. 5 mg/ L + 62BA 0. 1 mg/ L) 中 , 置于 26 ℃和 16 h 光周期或连
续黑暗条件下培养。愈伤组织的继代和分化 : 为保持愈伤组织的胚性状态 , 愈伤组织接种
于无 2 ,42D、含低浓度 62BA (0. 1 mg/ L) 或 KT、较高浓度 NAA (1. 0 mg/ L) 的 MS 固体培
养基中 , 每 28 d 继代 1 次。为使愈伤组织分化不定芽 , 愈伤组织被置于富含 62BA 或 KT
或附加其它成分的不同培养基上培养。不定芽分化发育成苗 : 将已经分化的不定芽转移到
含 IBA 的 1/ 2 MS 固体培养基中诱导生根 , 然后转至无激素的 MS 固体培养基中继续培养 ,
之后再转入无菌珍珠岩中于温室下驯化培养成苗。
2  结果与分析
2. 1  不同外植体愈伤组织诱导效果  不同外植体诱导愈伤组织差异较大 (表 1) 。激素
对愈伤组织的诱导有很大影响。在未成熟胚的愈伤组织诱导中 , 以 2 ,42D 1. 5 mg/ L + NAA
0. 5 mg/ L 的激素组合愈伤组织诱导频率最高 , 达 83. 3 % ; 而 2 ,42D 0. 5 mg/ L + NAA 0 mg/
L 的激素组合诱导效果较差 , 只有 26. 7 %。愈伤组织的形态质地不同 , 较高浓度 2 ,42D 和
NAA 配比 , 其愈伤组织一般为淡黄略带褐色 , 增殖过快 , 质地疏松 , 多为高度液泡化的
薄壁细胞 , 胚性较差。低浓度 2 ,42D 和 NAA 组合 , 其愈伤组织多数未成熟胚呈畸型生长 ,
两片子叶不断加厚增宽 , 并向两侧展开 , 即使在胚芽处产生愈伤组织 , 生长也很慢。2 ,42
D 1. 0 mg/ L + NAA 0. 5~1. 0 mg/ L 的激素组合诱导效果最佳 , 愈伤组织白色或淡黄透明 ,
质地疏松 , 后转为致密 , 分化潜能较好。
表 1  不同外植体的愈伤组织诱导反应
Table 1  Inducing effect of callus in various explants
外 植 体
Explant
诱 导 率
Inducing rate ( %)
诱导时间
Inducing time (d)
增殖速度
Rate of increase
愈伤组织质地特征
Characteristics of callus
幼叶 Young leave 70 25 慢 Slowly 深绿色 , 硬实 , 粉状
Deep green , hard , powdery
幼茎 Young shoot 85 15 较快 Fast 浅绿 , 较疏松
Light green , a bit loose
去皮茎段 93 9 快 Fast 绿色 , 较疏松 , 球状
Young shoot (without bark) Green , a bit loose , globular
下胚轴 Hypocotyl 40 25 慢 Slowly 褐绿色 , 硬实 , 粉状
Brown green , hard , powdery
胚珠 Ovary 12. 8 28 慢 Slowly 褐绿色 , 坚硬 , 节球状
Brown green , hard
子房 Ovule 32. 6 25 慢 Slowly 乳白 , 透明 , 桨状
Milky , white , transparent
花后 45~50 d 的未成熟胚 53. 7 18 较快 Fast 洁白或淡黄 , 疏松 , 节球状
Immature embryo (45 - 50 d) White or light yellow , loose
花后 45 d 的胚乳 58. 4 14 快 Fast 淡黄绿色 , 松脆 , 球粒状
Endosperm (45 d) Light yellow green , crisp , globular
花后 75 d 的未成熟胚 97. 6 12 快 Fast 淡黄或淡绿色 , 疏松 , 节球状
Immature embryo (75 d) Light yellow or light green , loose
未成熟胚子叶 74. 3 21 较慢 Slowly 黄绿色 , 坚硬 , 节瘤状
Immature cotyledon Yellow green , hard
成熟种胚 Mature embryo 97. 3 14 快 Fast 绿色 , 疏松 , 球粒状
Green , loose , globular
  愈伤组织诱导培养基 (Medium inducing callus) : MS + 2 ,42D 1. 0 mg/ L + NAA 0. 5 mg/ L + 62BA 0. 1 mg/ L
2. 2  不同外植体愈伤组织不定芽再分化的能力  将从各种外植体中诱导出的愈伤组织接
种于附加 NAA 1. 0 mg/ L + 62BA 0. 1 mg/ L 的 MS 培养基中 , 愈伤组织稳定增殖 , 叶片、茎
段、上胚轴、成熟胚、花后 45~50 d 胚乳所诱导的愈伤组织在原增殖培养中连续 3~4 次
继代后逐渐发褐衰老。胚珠的愈伤组织几乎不生长 , 子房的愈伤组织继代 2 次后即发褐死
亡。花后 45~50 d 或 75 d 的未成熟胚的愈伤组织经 1 代增殖后 , 逐渐由质地疏松柔软变
成节球状且致密 , 最适于不定芽的诱导和分化。所有外植体的愈伤组织经 1 次继代增殖后
转入分化培养基 , 结果只有花后 45~50 d 和花后 75 d 的未成熟胚的愈伤组织分化不定芽 ,
3434 期            张永庆等 : 桃离体组织分化再生植株的研究            
前者分化率为 73. 8 % , 后者为 15. 5 %。
2. 3  激素、碳源对未成熟胚愈伤组织不
定芽分化的影响  采用不同浓度的 62BA
或 KT , 比较其对胚愈伤组织不定芽再分化
的影响。结果表明 62BA 效果远远高于 KT ,
以 62BA 1. 0~1. 5 mg/ L 最佳 (表 2) 。当
62BA高于 1. 5 mg/ L 时 , 不定梢玻璃化现象
严重 , 生长缓慢 , 难以成株。含山梨醇比
含蔗糖和葡萄糖的培养基诱导愈伤组织分
化不定芽频率稍高 , 但差异不显著。
2. 4  不定芽发育成苗  将愈伤组织再生
的不定芽 (1. 5~2. 0 cm) 在 1/ 2 MS + IBA
1. 0 mg/ L 培养基上进行生根培养 , 约 27 d
开始出现不定根 , 生根率相对较低 , 为
25. 3 % , 这可能是因不定芽分化过程中的
62BA 浓度过高 , 抑制不定芽的生根能力。
将长出根系的不定梢转入无激素的 MS 培
养基中培养 , 即长大成植株。
表 2  62BA和 KT组合对未成熟胚愈伤组织
分化不定芽的影响
Table 2  Effect of 62BA and KT on differentiation of adven2
titious buds from callus derived from immature embryos
62BA
(mg
/ L)
KT
(mg
/ L)
愈伤组织数
No. of
callus
不定芽数
No. of
adventitious bud
分 化 率
Differentiation
rate ( %)
0. 5 0 40 21 52. 5
1. 0 0 42 31 73. 8
1. 5 0 38 30 78. 9
2. 0 0 42 28 66. 7
0 0. 5 46 3 6. 5
0 1. 0 52 5 9. 6
0 1. 5 41 12 29. 3
0 2. 0 40 8 20. 0
  注 :接种的愈伤组织取自于 MS + NAA 1. 0 mg/ L +
62BA 0. 5 mg/ L 培养基上增殖一代的愈伤组织 , 分化培养
基为 MS。
Note : Callus was derived from callus cultured in medium
(MS + NAA 1. 0 mg/ L + 62BA 0. 5 mg/ L ) ; Differentiation
medium was MS medium.
参考文献 :
1  Hammerschlag F A , Bauchan G, Scorza R. Regeneration of peach plants from callus drived from immature embryos. Theoro Appl .
Genet . , 1985 , 70 : 248~251
2 Scorza J M , Cordts S M. Long2term somatic embryo production and plant regeneration from embryo2drived peach callus. Acta.
Hort . , 1990 , 280 : 183~190
3  Bhanasali R , Driver J A , Durzan D J . Rapid multiplication of adventitious somatic embryos in peach and nectarine by secondary
embryogenis. Plant Cell Rep . , 1990 , 9 : 280~284
4  Scorza J M , Cordts S M. Agrobacterium2mediated transformation of peach , Prunus persica (L. ) , leaf segment , immature embryos
and long2term embryogenic callus. In Vitro Cellular and Developmental Biology , 1991 , 26 (8) : 829~834
Regeneration of Peach Plantlet from Callus Derived from Explant
Zhang Yongqing1 , Chen Daming1 , Jin Yongfeng2 , and Zhang Shanglong1
(1 Department of Horticulture , Zhejiang University , Hangzhou 310029 ; 2 Institute of Biochemistry , Zhejiang Universi2
ty , Hangzhou 310029)
Abstract : Various explants of ‘Yulu’peach including leave , young shoot , hypocotyl , ovule , ovary , en2
dosperm , immature embryo collected approximately 45 - 50 days or 75 days after full bloom , and mature embryo were
cultured in vitro. As a result , only the white nodular callus derived from immature embryos collected 45 - 50 days and
75 days after bloom succeeded in producing adventitious buds , and the regeneration rates of white callus were 73. 8 %
and 15. 5 % respectively. 62BA had stronger effect than KT in inducing adventitious bud formation. Adventitious shoots
were transferred and cultured to plantlets. Effect of different hormone , carbon source , medium and transfer time on
redifferentiation of adventitious buds from callus derived from immature embryos have been discussed.
Key words : Peach ( Prunus persica) ; Explant ; Callus ; Redifferentiation ; Plantlet ; Tissue culture
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