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Primary Studies on the Isolated Microspore Culture in Radish ( Raphanus sativus L.)

萝卜游离小孢子培养技术初探



全 文 :园  艺  学  报  2004 , 31 (5) : 676~678
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2004 - 06 - 15 ; 修回日期 : 2004 - 09 - 05
基金项目 : 北京市青年骨干基金资助项目 ; 北京市科技新星计划项目 ( H020821470130)
萝卜游离小孢子培养技术初探
张 丽
(北京市农林科学院蔬菜研究中心 , 北京 100089)
摘  要 : 以 20 个不同类型的萝卜品种为试材 , 对游离小孢子培养技术进行了初步研究 , 其中一份材料
获得了胚状体及再生苗 , 研究表明 : 基因型是限制萝卜游离小孢子成胚的关键因素。对胚状体再生的初步
研究表明 : 子叶型胚转移后容易获得正常的再生株 , 而其他类型的胚状体转移后发育畸形 , 不能获得正常
的再生株。
关键词 : 萝卜 ; 游离小孢子培养 ; 胚胎发生 ; 植株再生
中图分类号 : S 63111   文献标识码 : A   文章编号 : 05132353X (2004) 0520676203
Primary Studies on the Isolated Microspore Culture in Radish ( Raphanus sativus L.)
Zhang Li
( Beijing V egetable Research Center , Beijing 100089 , China)
Abstract : The isolated microspore culture was studied by using of 20 different varieties of radish. The
embyoids and the regenerated plantlets were obtained. The genotype was the main factor which rest ricted
the embryogenesis , and the regenerated plantlets could be got f rom cotyledon embyoid.
Key words : Radish ( Raphanus sativ us L . ) ; Microspore culture ; Embyogenesis ; Plant regeneration
1  目的、材料与方法
萝卜 ( Raphanus sativus L. ) 与其他十字花科作物相比 , 是最不容易进行游离小孢子培养成功的材
料之一。关于萝卜游离小孢子培养成功的报道 , 目前只见到国外两篇〔1 ,2〕, 而国内尚未见到。作者对萝
卜游离小孢子培养技术进行了初步研究 , 旨在为建立萝卜游离小孢子培养高频再生体系提供基础。
以 20 份不同类型的萝卜品种 (表 1) 为试材 , 于 2002 年 1 月中旬播种于阳畦 , 3 月初定植于大
棚 , 4 月初于花期取花蕾进行小孢子的观察与培养。取不同蕾长的花蕾 , 用 DAPI 荧光染色法观察花
蕾长与发育时期的关系 , 每个蕾长观察 100 个小孢子 , 并设 3 次重复。
取新鲜花蕾 , 在 4 ℃冰箱中处理 2 d 后进行小孢子培养。B5213 培养基洗涤 , 1/ 2NLN213 液体培
养基培养 , B522 固体培养基中生芽与生根〔1〕。培养过程中通过倒置显微镜观察游离小孢子的发育情
表 1  用于萝卜游离小孢子培养的试材
Table 1  Materials for isolated microspore culture in radish
编号
Codes
品种名称
Names
类型
Types
编号
Codes
品种名称
Names
类型
Types
01 玉堂春 Yutangchun 春白 Spring white raish 11 夏抗热 46 天 Summer 46 夏白 Summer white radish
02 大棚大根 Greenhouse Great Root 春白 Spring white raish 12 夏抗 40 天 Summer 40 夏白 Summer white radish
03 立春大根 Spring Great Root 春白 Spring white raish 13 盛夏萝卜 Summer radish 夏白 Summer white radish
04 早春美浓 Early2spring Mino 春白 Spring white raish 14 丰光一代 Fengguang F1 秋青 Fall2green radish
05 春白玉 Chunbaiyu 春白 Spring white raish 15 丰翘一代 Fengqiao F1 秋青 Fall2green radish
06 Cherry Belle 樱桃 Cherry radish 16 山东板叶心里美Ban2leaf Beauty2heart 心里美 Beauty2heart radish
07 Breakfast 樱桃 Cherry radish 17 满堂红 Mantang Red 心里美 Beauty2heart radish
08 台湾红玉 Taiwan Red Jade 樱桃 Cherry radish 18 红丰一号 Hongfeng 1 秋红 Fall2red radish
09 红小玉 Red Jade 樱桃 Cherry radish 19 京红一号 Jing Red 1 秋红 Fall2red radish
10 纯丰红樱桃 Chunfeng Red Cherry 樱桃 Cherry radish 20 北京大红袍 Beijing Red 秋红 Fall2red radish
况 , 每个培养皿观察 200 个小孢子 , 统计吸水膨大及启动分裂的小孢子百分率。
2  结果讨论与分析
211  萝卜花蕾长度与小孢子发育时期的关系
从现有报道来看 , 在诸多影响十字花科作物小
孢子培养成功的因素中 , 小孢子的发育时期是主要
因素之一 , 处于单核靠边期的小孢子诱导效率最
高〔3〕。本试验中 , 根据不同品系花粉粒发育的细胞
形态学观察 , 确定花蕾长度与小孢子发育时期的关
系 , 结果表明 , 不同萝卜品种花蕾长度与小孢子发
育时期的关系表现一致 , 具体见表 2。
图版 , 1~4 为小孢子发育的不同时期 , 其中
图版 3 为适合培养的小孢子形态。
212  萝卜游离小孢子胚状体的诱导
取 3~4 mm 长的花蕾进行小孢子培养 , 各品
种的游离小孢子发育情况及成胚数目见表 3。在所
培养的 20 份材料中 , 只有 16 号‘山东板叶心里
美’一个品种成胚 , 其培养 2 d 后有胚性的小孢子
吸水膨大 (图版 , 5) , 3 d 后分裂成 2 个细胞 (图
版 , 6) , 7 d 后形成多细胞团 (图版 , 7) , 最后形
成胚状体 (图版 , 8) 。而其他品种均未诱导成胚 ,
但其中有一部分基因型的游离小孢子或吸水膨大 ,
表 2  萝卜花蕾长与小孢子发育时期的关系
Table 2  Relationship bet ween the bud size and
the development stage in radish
花蕾长 Bud size (mm) 小孢子发育时期 Development stage
≥6 三核小孢子 Trinucleate
4~5 双核期 Binucleate
3~4 单核靠边期 Late uninucleate
2~3 单核早期 Early uninucleate
1~115 四分体时期 Tetrad
表 3  萝卜不同品种游离小孢子培养的发育情况及成胚数目
Table 3  The microspore development and the
embryo numbers in different radish genotypes
试材
编号
Codes
吸水膨大的
小孢子百分率
Ratio of swollen
microspores( %)
启动分裂的
小孢子百分率
Ratio of divided
microspores( %)
每皿成胚数
Numbers of
embryos
01~15 0 0 0
16 3415 115 9
17 2810 015 0
18 1010 0 0
19 810 0 0
20 610 0 0
或已启动分裂。对于已启动分裂的基因型通过一定的处理是否能长成胚状体 , 尚需进一步的研究。
图版说明 : 1. 四分体 ; 2. 单核小孢子 ; 3. 双核小孢子 ; 4. 三核小孢子 ; 5. 吸水膨大的小孢子 ; 6. 第一次分裂的小孢子 ; 7. 细
胞团 ; 8. 胚状体 ; 9. 胚状体转至固体培养基形成的再生芽 ; 10. 发育正常的再生芽 ; 11. 畸形芽 ; 12. 再生苗。
Explanation of plates : 1. Tetrad ; 2. Uninucleate ; 3. Binucleate ; 4. Trinucleate ; 5. Swollen microspores ; 6. The first cell division ;
7. Multi2cell colony ; 8. Embryoid ; 9. Regenerated sprouts on solidified medium ; 10. Normal regenerated sprout ; 11. Abnormal regener2
ated sprout ; 12. Regenerated plantlets.
776 5 期 张  丽 : 萝卜游离小孢子培养技术初探  
213  萝卜游离小孢子胚状体植株的再生
将不同发育时期的胚状体转至生芽培养基进行植株再生 (图版 , 9) 。在光下绿化过程中发现只有
子叶型胚发育正常 (图版 , 10) , 其他胚状体畸形发育 (图版 , 11) 。选择由子叶型胚正常发育成的小
孢子植株 , 切下腋芽及一片叶置生根培养基中生根 , 两周后获得了 6 株再生苗 (图版 , 12) 。再生苗
经 2~3 次继代后移入田间 , 其中 4 株成活。对这 4 株小孢子再生株进行倍性测定 , 发现其均为二倍
体。刚刚从三角瓶中移出的苗叶片脆硬 , 有玻璃化现象。但当在土壤中成活后 , 新长出的叶片与正常
苗相同 , 无玻璃化现象。再生株叶片为板叶 , 深绿 , 叶脉浅绿色 , 茎紫红色。与供体植株相比 , 无异
常现象发生。
参考文献 :
1  Lichter R. Efficient yield of embryoids by culture of isolated microspores of different Brassicaceae species. Plant Breeding , 1989 , 103 :
119~123
2  Yoshihito Takahata , Hisashi Komatsu , Norihiko Kaizuma. Microspore culture of radish ( Raphanus sativ us L . ) : influence of genotype and
culture conditions on embryogenesis. Plant Cell Report , 1996 , 16 : 163~166
3  曹鸣庆 , 刘 凡 , 姚 磊 , 等. 芸薹属游离小孢子培养研究进展. 园艺学年评 , 1996 , 12 : 63~90
关于召开“第二次全国设施果树栽培技术”
研讨会的预备通知
近年来 , 我国设施果树栽培面积迅速扩大 , 对调节市场供应 , 扩大栽培区域 , 调整种植业结构 , 增加农民收入起
到积极作用 , 设施果树栽培已经成为设施农业的重要组成部分。但是 , 在发展中也存在一些亟待解决的问题 , 突出表
现在设施栽培果树风味品质下降 , 专用品种匮乏 , 产量不稳定 , 灾害频发 , 研究滞后等。为总结、交流近年来我国设
施果树科研与生产取得的成就 , 研讨解决存在的问题 , 促进其进一步健康发展 , 中国园艺学会、中国园艺学会果树专
业委员会共同决定 , 于 2004 年冬季 (具体时间、地点待通知) 召开第二次全国设施果树栽培技术研讨会。
研讨会内容 : 1. 各地设施果树发展现状、存在的问题及建议。2. 设施果树的可持续发展问题。3. 提高设施果
树品质的关键技术。4. 果树设施栽培中的主要灾害及规避措施。5. 老设施果园的更新改造与再植障碍。6. 有关设
施果树栽培的新技术、新材料、新设备。7. 果树设施栽培中的生长和生理反应。8. 果树设施适栽品种或专用品种的
研究与推介。9. 有关果树设施栽培的其它问题。
有关单位科技人员、农业技术推广部门技术人员、管理部门有关领导及技术人员可参加会议。会议征文 (截止
2004 年 11 月 10 日) 围绕上述研讨内容 , 由主办单位出版会议交流论文集。
论文代表及要求参加研讨会的代表请于 2004 年 11 月 10 日前报名 , 地址 : 北京市中关村南大街 12 号中国园艺学
会办公室 , 邮编 : 100081 , 联系人 : 张彦 , 电话 : (010) 68919528 , E2mail : yuanyixh @2631net
中国园艺学会  中国园艺学会果树专业委员会
2004 年 8 月 26 日       
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传真 : (010) 62148559   E2mail : zgsc @mail1caas1net1cn   http : / / zgsc1chinajournal1net1cn
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