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Callus Induction and Plantlet Regeneration from The Immature Embryo of Actinidia arguta var. purpurea

紫果猕猴桃幼胚愈伤组织诱导及植株再生



全 文 :武汉植物学研究 2004,22(5):459~462
Journal of Wuhan Botanical Research
紫果猕猴桃幼胚愈伤组织诱导及植株再生
付志惠,李洪林,李琼,杨波。
(中国科学院武汉植物园,武汉 430074)
摘 要 :以紫果猕猴~(Actinidia arguta var.purpurea)幼胚为外植体,诱导愈伤组织并进行植株再生。结果表明:
不同的培养基和不同的培养条件对幼胚愈伤组织的诱导率及分化率不同;0.2 mg/L ZT与 0.5 mg/L GA 配合使
用有利于促进愈伤组织的诱导;7%蔗糖、600 mg/L CH与 400 mg/L Gin都有利于促进愈伤组织的形成 在添加
0·5 mg/L 6-BA、0.05 mg/L NAA与 0.5 mg/L GA3的 MS培养基中植株的再生率达 93.3%。
关键词 :紫果猕猴桃;幼胚;愈伤组织;植株再生
中图分类号 :Q943.1;$663.4 文献标识码:A 文章编号 :1000.47ox(2oo4)o5.0459.04
Callus Induction and Plantlet Regeneration from
The Immature Embryo of Actinidia arguta var.purpurea
FU Zhi·Hui,LI Hong·Lin,LI Qiong,YANG Bo‘
(Wuhan Botanical Garden,The Chinese Academy of Sciences,Wuhan 430074,China)
Abstract:The immature embryo of Actinidia arguta var.purpurea were cultured on three differ-
ent media to induce callus.The results show the callus was obtained from basic MS media with
the combination of 0.2 mg/L ZT and 0.5 mg/L GA3.High callus induction frequency was ob—
tained from MS media supplemented with 7 surgar,600 mg/L CH and 400 mg/L Gin.The
highest rate of regeneration was found under the MS media supplemented with 0.5 mg/L 6一BA,
O.05 mg/L NAA and 0.5 mg/L GA3.
Key words:Actinidia arguta vat.purpurea;Immature embryo,Callus;Plantlet regeneration
猕猴桃果实因其独特的营养价值、药用价值和
较高的经济价值受到世界的关注和人们的喜爱,紫
果猕猴桃(Actinidia arguta var.purpurea)是软枣
猕猴桃的一个变种,果皮光滑,成熟时果肉全部紫
红色 ,极为美观[1],利用其红色果肉的遗传资源,作
为猕猴桃远缘杂交的亲本,培育出果大美观、果肉紫
红艳丽、品质风味具佳的新品种是目前猕猴桃育种
的一个热点,但在武汉地区紫果猕猴桃常发生早期
落果,不易得到成熟的果实,利用胚培养的方法,实
施早期胚抢救,对选育红 肉、大果 品种有着重要
意 义。
1 材料与方法
材料由中国科学院武汉植物园猕猴桃种质资源
圃获得。取花后 66 d未成熟果实,洗净表面,在超净
工作台上用 0.1 的升汞消毒 12 min,再用无菌水
冲洗4"5次,将其置于灭过菌的滤纸上吸干水分后
从果实中部剥开,取出种子,在解剖镜下剥去种壳,
用镊子按住种子中后部,挤出针状胚,迅速接种到配
制好的培养基上,培养温度 28℃,每 日光照 12 h,光
强2 000 Ix,每20 d继代一次。比较了基本培养基、
附加有机成分、不同糖浓度、不同激素及其配比对幼
收稿 日期:2003—12—19,修回日期 :2004.05.08。
基金项目:中国科学院方向项目(KSCX2.SW.320)。
作者简介 :付志惠 (1977一),女,实习研究员,从事植物组织培养研究工作。
· 通讯作者。
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460 武 汉 植 物 学 研 究 第 22卷
胚的愈伤组织诱导、分化及植株再生的影响。其中:
基 本 培养 基 为 Monnier、MS、White,分 别 附 加
0.2 mg/L 6一BA、600 mg/L水解酪蛋白(CH)、7%
蔗糖;MS培养基分别附加谷氨酰胺(Gin)、水解酪
蛋白(CH)、水解乳蛋白(LH)、番茄汁(TJ)、不同浓
度激素等处理。
2 结果与分析
2.1 不同基本培养基对幼胚培养的影响
分别以 MonnierE引、White、MS为基本培养基
(均附加有 0.2 mg/L 6-BA、600 mg/L CH、7 蔗
糖),每种培养基中接2O个幼胚,观察幼胚的褐化与
出愈情况(表 1)。
结果表明:离体幼胚在不同培养基中的生长发
育情况存在很大差异,以MS为基本培养基对幼胚
的诱导最好。在 Monnier培养基中培养 20 d,40%
幼胚褐化死亡,培养 50 d,90 幼胚褐化死亡,1O
幼胚产生透明松散愈伤,不具分化能力;在 White
培养基 中培养 20 d,45 的幼胚褐化死亡,培养
50 d,幼胚全部褐化死亡,出愈率为0;在MS培养基
表 1 不同基本培养基对幼胚培养的影响
Table 1 Effect of different basic media on immature embryo culture
Monnier
Whire
MS
2O
2O
20
8
9
5
40
45
25
O
0
3
O
0
15
18
2O
5
9O
1OO
25
2
0
5
10
0
25
中培养 20 d,25 的幼胚褐化,15 的幼胚产生白色
愈伤,50 d时,25%的胚产生白色愈伤,其余幼胚基
本不生长,将白色愈伤体转到适当培养基中培养,
20 d后愈伤膨大,逐渐转绿,少量形成根。
2.2 不同激素对幼胚愈伤组织诱导及胚萌发的影响
以 MS为基本培养基,将幼胚分别接种到 以
6-BA为 0.2 mg/L恒定不变,分别与 NAA、GA3、
2,4-D及 ZT配合使用或者以ZT为 0.2 mg/L恒定
不变,分别与 NAA、GA。、2,4-D配合使用[3]的培养
基中培养 10 d后,PH、P 至 P 培养基上幼胚开始
萌动,继续培养,20 d后观察幼胚的生长发育及愈
伤组织诱导情况(表 2)。
实验结果表明:ZT较 6.BA对愈伤组织的诱导
有利,GA。对猕猴桃幼胚生长发育及愈伤组织的诱导
也起着积极作用,尤其是与 ZT配合效果更好,在添
加 0.2 mg/L ZT与 0.5 mg/L GA3的培养基中,幼
胚愈伤组织的诱导率最高(52.9 )且诱导出的愈伤
组织全部是致密、具分化能力的有效愈伤(图 1:a),
而在添加0.2 mg/L 6-BA的任一培养基中幼胚愈
伤诱导率均低于 35 且有效愈伤率低,仅与GA。的
表 2 不同激素对幼胚愈伤组织诱导及胚萌发的影响
Table 2 Effect of different hormones on the calus induction and embryo sprouting of immature embryo
培养基
M edia
不同激素
Different hormones(mg/L)
6一BA ZT 2,4 D GA3 NAA
出愈胚
Embryo of
inducing callus
No.
有效愈伤。
Effective
calus
No.
萌发胚
Sprouting
embryo
No.
P1_1
P1_2
Pl一3
Pl一‘
Pl_5
P卜6
Pl一7
*有效愈伤表示愈伤组织致密,具分化出苗能力的愈伤。
* Effective calus refers tO compact callus with the developmental ability of seedling.
接数№
8 7
1 O O O 6 O O
1 1
2 O O O 3 O O
O O O O O O O
I
4 6 O
O 2 O O 3 9 0
4 1 3 9 5
O n 站 0
O 5 2 7 5 9 2
7 7 8 O 5 7 1
1 1 1 2 1 1 2
5 5
● ● O O
5 5
● ● O O
5 5
● ● O O
2 2 2 2
● ● ● ● O O O O
2 2 2 2
● ● ● ● O O O O
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第 5期 付志惠等:紫果猕猴桃幼胚愈伤组织诱导及植株再生 461
组合中有 2个有效愈伤产生;ZT与 6一BA配合使用
对 幼胚生 长发育不 利,虽然 0.2 mg/L 6-BA 与
0.2 mg/L ZT的组合对幼胚愈伤组织的诱导率为
35 ,但它诱导出的愈伤组织全部呈透明疏松状,这
种愈伤不具分化茎芽的能力 ,继续培养一段时间后
会逐渐褐化死亡,为无效愈伤;在添加 2,4一D的组
合中,幼胚愈伤组织诱导率均不高,且有效愈伤数均
为 0;添加 NAA的培养基能促使幼胚实现早熟萌
发,接种后第 12 d幼胚尖部出现绿色芽点,之后有
细小子叶伸出,但萌发苗畸形,子叶卷曲,根浓密粗
壮,近培养基基部有大量白色疏松状愈伤组织产生。
2.3 有机物对幼胚发育及愈伤组织形成的影响
据前人报道,较高的蔗糖对于防止幼胚早熟萌
发有积极作用[4],我们所做的实验结果也表明:7
蔗糖对幼胚生长发育有利,这与蔗糖能提高培养基
的渗透压有关;在 3 蔗糖含量的培养基中幼胚多
形成透明,松散的愈伤体,不能分化出芽,有些幼胚
过早萌发形成无胚芽或胚根的肥大子叶苗;但蔗糖
含量达到9 时,培养20 d后发现幼胚基本上不生
长,部分有褐化现象。添加单一的 Gln有助于幼胚
生长,将 600 mg/L CH与 400 mg/L Gln配合使用
更有利于促进愈伤组织的形成 ,但添加 50 TJ则
会导致幼胚逐渐褐化死亡,500 mg/L LH对诱导愈
伤没有明显效果。
2.4 不同激素对愈伤组织增殖的影响
将形成的 14个有效愈伤分别转至 P 一:、P 一 与
P 一 培养基中进行增殖,为了便于统计,这里规定直
径 0.5 am为一个计量单位(表 3)。结果表明,在添
加 0.2 mg/L ZT与 0.5 mg/L GA3的培养基中愈
伤组织增殖迅速 ,培养 20 d后增殖倍数达 3.6,培养
40 d后增殖倍数达 1O.4,并且由增殖所得到的愈伤
均为致密具分化能力的绿色愈伤组织,而在 6一BA
与 GA。的作用下愈伤增殖倍数仅为 2.6,并且继代
2次后愈伤组织变得疏松,颜色也逐渐转为黄白色,
分化能力降低。
表 3 不同激素对愈伤组织增殖的影响
Table 3 Effect of different hormone on proliferation of callus
*均指以直径约等于 0.5 am为一个计量单位的愈伤组织个数。
* Refers the number of eali in diameter of about 0.5 am.
2.5 愈伤组织的分化与植株再生
将绿色愈伤组织块转至 P:一 、P:一:、P:一 与 CK
培养基中使其分化,培养60 d统计分化出苗的愈伤
组织块数量(表 4)。结果表明:激素对愈伤组织的分
化和植株再 生是 至关重要 的,在不含任 何激 素
的CK培养基中,愈伤组织不分化,不能得到再生
植株,并且培养 2代后,愈伤组织颜色逐渐变黄直
至白色,且致密愈伤变得疏松;在添加0.5rag/L
表 4 植株的再生情况
Table 4 Regeneration of plantlets from callus
*均指以直径约等于 0.5 am为一个计量单位的愈伤组织个数。
* Refers the number of ealli in diameter of about 0.5 cm.
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武 汉 植 物 学 研 究 第 22卷
zT与 0.05 mg/L NAA的培养基上分化出苗的愈
伤数量较少(13.3 ).大部分愈伤只是不断长大而
不分化}在仅添加6-BA与NAA的培养基中愈伤组
织继续长大,植株的再生率为 80 .能得到健壮的
完 整植株,但其 只形成单个植 株;在 0.5 mg/L
6-BA、0.05 mg/L NAA 与 0.5 mg/L GA3配合作
用下,再生率最强(93.3 ),并且有丛生芽产生(图
1:B,C)
A愈伤组织诱导:B愈伤组织分化出芽;C.再生植椿
A.Callus induction;B Buds induced from callus;C.Regeneration plantlets
图 1 紫果赫猴挑的幼胚愈伤组织诱导及再生植株
Fig.1 Callus induction and regeneration plant[ets from immature embryo of Actinidia arguta purpurea
3 讨论
紫果猕猴桃种子很小,在剥胚的时候要特别注
意种喙的方向,只有找准种喙方向.才能保证针状胚
不受伤害的被挤出来 ,进行离体培养。
紫果猕猴桃蚰胚培养经过两条途径(胚直接萌
发成苗和愈伤组织分化成苗)均可发生 诱导两条成
苗途径的发生+培养基因素至关重要,从实验结果看
出,NAA对胚的萌发有利,在添加 0.j mg/I NAA
的2种培养基中均可促使胚早熟萌发,但萌发苗畸
形,于叶卷曲,根浓密粗壮,不能正常生长发育,其致
畸因素有待进一步研究;6-BA与 2,4一D对幼胚愈
伤组织的诱导不利,多为无效愈伤;ZT与GA 配合
使用对幼胚继续生长直至诱导出愈伤组织的效果最
好,再将其转到添加 6 BA、NAA与 GA 的分化培
养基中可使其分化得到再生埴株。
另外,有机物对猕猴桃幼胚生长发育及愈伤组
织的诱 导也起着重要作用.较高浓度的蔗糖含量能
提高培养基的渗透压.促使劫胚继续生长,防止早熟
萌发,600 mg/L CH与 400 mg/L Gln配合使用对
诱导胚性愈伤也有促进作用。
近 年来关于猕弦桃属胚抢救的研究报道较
少 ,尤其在红肉品种方面少见报道。实现对紫果
猕猴桃幼胚培养两条成苗途径的控制,有 目的地诱
导离体胚朝向其中任一途径发展,为克服猕猴桃远
缘杂交不亲和性,营救胚眙,选育新的猕猴桃品种提
供手段。
致谢 :实验过程中得到王圣梅老师、何子灿老师的帮助.
在此表示最诚挚的感谢j
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