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Effects of Polyamine and ABA on Regeneration from Cotyledon of Pepper

多胺与脱落酸对辣椒子叶再生的影响



全 文 :园  艺  学  报  2003 , 30 (5) : 603~605
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2002 - 11 - 25 ; 修回日期 : 2003 - 06 - 16
基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 (30170643)3 通讯作者 , E2mail : xieby @mail1caas1net1cn
多胺与脱落酸对辣椒子叶再生的影响
杨国顺1 ,2  谢丙炎1 3  蒋芳玲1 ,2  王晓武1  卢向阳2  刘志敏2
(1 中国农业科学院蔬菜花卉研究所 , 北京 100081 ; 2 湖南农业大学园艺园林学院 , 长沙 410128)
摘  要 : 以‘中椒 5 号’甜椒和‘湘研 10 号’辣椒为试材 , 探讨了 Spm (精胺) 、Spd (亚精胺) 和 ABA
(脱落酸) 的不同浓度与不同添加时期对子叶再生的影响。结果表明 : 在不定芽分化期和伸长期添加 100
μmol·L - 1的精胺能显著提高中椒 5 号和湘研 10 号不定芽的伸长率 , 分别较对照提高 78 %和 73 % ; 在不定芽
分化期添加 013 mg·L - 1的 ABA 能促进不定芽分化 , 两品种分别较对照提高 5218 %和 7116 %。
关键词 : 辣椒 ; 子叶再生 ; 多胺 ; 脱落酸
中图分类号 : S 64113   文献标识码 : A   文章编号 : 05132353X (2003) 0520603203
1  目的、材料与方法
辣椒 ( Capsicum annuum L. ) 离体再生培养虽取得了一定进展〔1~3〕, 但其不定芽伸长率低一直是
急需解决的问题。本研究以‘中椒 5 号’、‘湘研 10 号’辣椒子叶为试材 , 研究 Spm (精胺) 、Spd (亚
精胺) 和 ABA (脱落酸) 不同浓度与不同添加时期对其离体再生的影响 , 旨在建立高频率的子叶离
体再生体系 , 为导入外源基因奠定基础。种子用 70 %酒精消毒 2 min , 3 %~5 %次氯酸钠消毒 20 min ,
无菌水冲洗 3~4 次 , 播于 1/ 2MS + 蔗糖 20 g·L - 1 (pH 518) 的琼脂培养基上 , 置于 26 ℃, 每日光照
(2000 lx) 14 h 下发芽并培育壮苗。剪取叶龄 10 d 左右的子叶为外植体 (去叶尖 , 每叶 2 块) , 接种于
分化培养基上 , 基本培养基为MB (MS 无机盐 + B5 有机成分) + 62BA 510 mg·L - 1 + IAA 110 mg·L - 1 +
AgNO3 510 mg·L - 1 + 蔗糖 3 % + 琼脂 0165 % (pH 518) 。添加 Spm 及 Spd 50、75、100、125μmol·L - 1 ,
添加 ABA 011、013、015 mg·L - 1。14 d 左右继代 1 次 , 观察不定芽分化情况。将分化出的芽丛转移到
MB + 62BA 210 mg·L - 1 + IAA 013mg·L - 1 + GA3 210 mg·L - 1 + 蔗糖 2 % + 琼脂 0165 % (pH 518) 的伸长培
养基 , 14 d 左右继代 1 次。在不定芽分化与伸长的不同时期分别添加 Spm 及 Spd 100μmol·L - 1 , 添加
ABA 013 mg·L - 1 , 观察其影响。Spm、Spd、ABA 用 012μm 滤膜过滤灭菌。
2  结果分析与讨论
211  多胺对辣椒子叶不定芽分化与伸长的影响
试验结果 (表 1、表 2) 表明 : 多胺既能明显促进不定芽的分化 , 也能促进不定芽的伸长 , Spm
的效果明显优于 Spd。Spm、Spd 虽对外植体分化率的影响与对照没有显著差异 , 但每外植体分化的不
定芽的数量较对照有明显提高 , 分化不定芽的伸长率与对照有显著差异。当添加的 Spm、Spd 的浓度
为 100μmol·L - 1时 , 中椒 5 号和湘研 10 号不定芽伸长率较对照分别提高约 42 %和 45 %。在子叶不定
芽分化期和伸长期添加 Spm 100μmol·L - 1 , 中椒 5 号和湘研 10 号不定芽的伸长率较其对照分别提高了
78 %、73 % ; 在分化期添加的明显优于伸长期添加。
据报道〔4 ,5〕, 多胺在诱导外植体生长的同时 , 也刺激形成层分化和维管组织的形成 ; 外源多胺能
提高芹菜再生成株的频率 , Spm 对芽的分化有促进作用。本试验结果进一步表明在辣椒子叶不定芽分
化伸长的过程中 , 添加 Spm 100μmol·L - 1既能在不定芽分化阶段促进不定芽分化的完成 , 提高不定芽
的分化质量 , 又能在不定芽的伸长阶段促进不定芽的生长 , 从而提高不定芽的伸长率 (见插页 4 图
版 , A、B、C) , 与他人报道的研究结果一致。
表 1  不同浓度多胺对辣椒子叶不定芽分化与伸长的影响
Table 1  Effect of different concentration of polyamine on adventitious bud differentiation and elongation of pepper
多胺
Polyamine (μmol·L - 1)
中椒 5 号 Zhongjiao 5
每外植体芽数
No1of adventitious
buds/ explant
分化率
Mean rate of
differentiation ( %)
伸长率
Mean rate of
elongation ( %)
湘研 10 号 Xiangyan 10
每外植体芽数
No1of adventitious
buds/ explant
分化率
Mean rate of
differentiation ( %)
伸长率
Mean rate of
elongation ( %)
亚精胺 Spd 50 918 b 9010 4818 c 918 b 8718 4317 c
75 1012 ab 9211 5512 ab 1011 ab 8914 5618 a
100 1015 a 9117 5613 a 1015 a 9111 5713 a
125 1011 b 9018 5214 b 917 b 9016 5411 b
精胺 Spm 50 919 b 9015 4913 c 919 b 8917 4417 c
75 1014 ab 9218 5417 ab 1014 a 9213 5613 a
100 1016 a 9212 5716 a 1019 a 9217 5811 a
125 919 b 9114 5318 b 1011 ab 9111 5317 b
对照 Contorl  0 918b 9010 3917 d 917 b 9010 3613 d
注 : 显著水平 P ≤0105 ; 表内数字为 38~40 个外植体从接种到芽伸长期结束 48 d 的统计结果。
Note : The significant level is at P ≤0105 ; The total of explants are from 38 to 40 , 48 d.
表 2  不同时期添加多胺 ( 100μmol·L - 1) 对辣椒子叶不定芽分化与伸长的影响
Table 2  Effect of polyamine added at different stage on adventitious differentiation and elongation of pepper
多胺
Polyamine 添加时期 Added stage
中椒 5 号 Zhongjiao 5
芽伸长率
Mean rate of
elongation ( %)
茎生长
Growing
condition
湘研 10 号 Xiangyan 10
芽伸长率
Mean rate of
elongation ( %)
茎生长
Growing
condition
对照 Contort
芽伸长率
Mean rate of
elongation ( %)
茎生长
Growing
condition
亚精胺 Spd 分化期 Differentiation stage 5613a + 5713a + 3917 b +
伸长期 Elongation stage 4312a + 4516a + 3917 b +
分化伸长期 Differentiation and
elongation stage
6215a
 
+ +
 
6119a
 
+ +
 
3917 b
 
+
 
精胺 Spm 分化期 Differentiation stage 5716a + 5811a + 3613b +
伸长期 Elongation stage 4419a + 4317a + 3613b +
分化伸长期 Differentiation and
elongation stage
6413 a
 
+ +
 
6218a
 
+ +
 
3613b
 
+
 
注 : + 生长势一般 ; + + 生长势好。Note : + Means the shoot is normal ; + + Means shoot is better.
212  脱落酸对辣椒子叶不定芽分化与伸长的影响
由表 3 可知 : ABA 对辣椒子叶不定芽分化有一定的抑制作用 , 外植体的再生率与每外植体分化的
不定芽数均有下降 , 当ABA 浓度增至 015 mg·L - 1时 , 子叶叶缘易褐化。当ABA 处于较低水平 (011~
013 mg·L - 1) 时 , 每外植体分化的不定芽的数量也有下降的趋势 , 但与对照差异不明显 , 而从不定芽
的伸长看 , 所分化的不定芽的伸长率有明显提高。试验结果表明 : 当 ABA 浓度为 013 mg·L - 1时 , 中
椒 5 号和湘研 10 号不定芽的伸长率较对照分别提高 5218 %和 7116 %。
表 3  不同浓度脱落酸对辣椒子叶不定芽分化与伸长的影响
Table 3  Effect of different concentration of ABA on adventitious differentiation and elongation of pepper
脱落酸
ABA
(mg·L - 1)
中椒 5 号 Zhongjiao 5
每外植体芽数
No1of adventitious
buds/ explant
分化率
Mean rate of
differentiation ( %)
伸长率
Mean rate of
elongation ( %)
湘研 10 号 Xiangyan 10
每外植体芽数
No1of adventitious
buds/ explant
分化率
Mean rate of
differentiation ( %)
伸长率
Mean rate of
elongation ( %)
015 613 b 7417 c 3114 d 615 b 7619 c 3317 d
013 911 a 8315 b 6017 a 912 a 8418 b 6213 a
011 913 a 8517 b 5112 b 914 a 8615 b 5111 b
对照 Contorl 918 a 9010 a 3917 c 917 a 9010 a 3613 c
406                  园   艺   学   报                    30 卷
从试验结果 (表 4) 可知 : 在分化期添加 ABA 能显著的提高不定芽的伸长率 , 而且分化前期添加
的效果优于继代期。在不定芽伸长期与伸长前期添加 ABA 则显著抑制不定芽的伸长 , 而在伸长继代
期添加则能显著提高伸长率。在中椒 5 号和湘研 10 号子叶分化期、伸长继代期添加 013 mg·L - 1的
ABA , 不定芽伸长率较对照分别提高 5218 %、7116 %和 2016 %、2219 %。不定芽转入伸长继代时 , 因
培养基中含有 ABA , 应注意控制培养时间不要超过 14 d , 否则叶片与小苗会慢慢萎蔫。
表 4  不同时期添加脱落酸对辣椒子叶不定芽分化与伸长的影响
Table 4  Effect of ABA added at different stage on adventitious differentiation and elongation of pepper
添加时期
Added stage
中椒 5 号 Zhongjiao 5
每外植体芽数
No1of adventitious
buds/ explant
分化率
Mean rate of
differentiation ( %)
伸长率
Mean rate of
elongation ( %)
湘研 10 号 Xiangyan 10
每外植体芽数
No1of adventitious
buds/ explant
分化率
Mean rate of
differentiation ( %)
伸长率
Mean rate of
elongation ( %)
分化前期Ⅰ 813 b 8512 b 5217 c 814 b 8413 b 4812 c
分化继代期Ⅱ 819 b 8716 b 5614 b 911 ab 8615 b 5418 b
分化期Ⅰ+ Ⅱ 811 b 8315 c 6017 a 813 b 8418 b 6213 a
伸长前期Ⅲ 918 a 9010 a 3014 f 917 a 9010 a 2915 f
伸长继代期Ⅳ 918 a 9010 a 4719 d 917 a 9010 a 4416 d
伸长期Ⅲ+ Ⅳ 918 a 9010 a 2916 g 917 a 9010 a 2813 g
对照 Contorl 918 a 9010 a 3917 e 917 a 9010 a 3613 e
Note : Ⅰ. early stage of differentiation ; Ⅱ. subcultural stage of differentiation ; Ⅲ. early stage of elongation ; Ⅳ. subcultural stage of elongation
本试验表明 : 在不定芽的分化过程中添加 013 mg·L - 1的 ABA 能显著提高不定芽的伸长率 , 同时
小苗在伸长阶段生长正常 (见插页 4 图版 , A、B、C、D) 。由此可以推测 , ABA 虽为一种生长抑制
剂 , 但对植物器官完成正常的形态分化也有一定的促进作用。
参考文献 :
1  何晓明 , 王哲之. 辣椒子叶原生质体培养与植株再生. 园艺学报 , 1997 , 24 (3) : 298~300
2  黎定军 , 张宝玺 , 赵开军 , 等. 辣椒子叶高效植株再生体系的建立. 园艺学报 , 2002 , 29 (1) : 25~29
3  余小林 , 李乃坚 , 黄自然 , 等. 辣椒子叶离体培养和植株再生体系的建立. 园艺学报 , 2000 , 27 (1) : 42~46
4  Litz R E , Schafer B. Polyamines in adventitious and somatic embryogenesis in mongo. J . Plant Physiol . , 1987 , 128 : 251~256
5  黄学林 , 李筱菊. 乙烯和多胺的生物合成与体细胞胚胎发生. 植物生理学通讯 , 1995 , 31 : 81~85
Effects of Polyamine and ABA on Regeneration from Cotyledon of Pepper
Yang Guoshun1 ,2 , Xie Bingyan1 , Jiang Fangling1 ,2 , Wang Xiaowu1 , Lu Xiangyang2 , and Liu Zhimin2
(1 Institute of Vegetables and Flowers , Chinese Academy of Agricultural Science , Beijing 100081 , China ; 2 Horticultural and Landscape
College of Hunan Agricultural University , Changsha 410128 , China)
Abstract : ‘Zhongjiao 5’and‘Xiangyan 10’were used as experimental materials , The effects of different
concentration of PA (Spd , Spm) and ABA and added at different stages on regeneration from cotyledon of pepper
were studied. The results are following : (1) The rate of adventitious bud elongation is increased obviously by
adding 100μmol·L - 1 Spm at both different and elongating stages ; The rate of elongation on‘Zhongjiao 5’and
‘Xiangyan 10’are increased 78 % , 73 % respectively compared with control ; (2) The rate of adventitious bud e2
longation is increased significantly by adding 013 mg·L - 1 ABA at different stages. The rate of elongation on
‘Zhongjiao 5’and‘Xiangyan 10’are increased by 5218 % , 7116 % respectively over the control .
Key words : Capsicum annunm L ; Cotyledon regeneration ; Abscisic acid ; Polyamine
5065 期             杨国顺等 : 多胺与脱落酸对辣椒子叶再生的影响