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艺 学
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报 1 9 9 2 , 19 ( 4 ) : 3 5 3一3 5李
“ 介u r a e s `n i e a
大白菜与萝 卜属间杂种幼胚
离体培养的研究 `
李明山 索玉英 周长久
.
( 山西农业大学 , 太谷 0 3 0 8 0 1 ) ( 北京农业大学 , 北京 一0 0 0 9 4 )
提 要
对大白菜与萝 卜3 个杂交组合授粉后巧天的幼胚进行了离体改 良液体培养和 固体培养 ,
比较了两种培养方法的培养成活率 。 3个杂交组合的改 良液体培养成活率分别为 30 . 0 % 、 2 . 2咒
和 6 5 . 0% , 而固体培养成活率分别为 。 % 、 8 . 0 %和 2 0 . 0 % 。 改 良液体培养 成 活率高 , 接种
方便迅速 , 培养速度快 , 是一条高效快速培养远缘杂种幼胚的途径 。 本试验共获得 21 个株系
1 59 株杂种苗 。 植株形态介于 双亲之间 , 个别性状倾向双亲一方 。 杂种 F ,根尖 细胞染色体数
有 a 种类型 , 即 1 9、 2 9和 3 8 。
关. 词 离体 ; 幼胚培养 ; 大白菜 ; 萝 卜, 属间杂种
十字花科作物 的远缘杂交在育种工 作中具有重 要意义〔 1 、 “ 、 3 〕。 但是 , 由 于 远 缘
杂交的不亲和性和杂种不 育性 , 采用常规有性杂交方法很难获得成熟的种子 , 特别是属
间杂交 。 N i s h i〔 6 〕 , I n o m a t a 〔 5 〕, T a k e s il i t a 〔 7 〕 , 赵德培和张继增 〔 1 、 2 〕等很多研究
者采用了子房 、 胚珠和幼胚培养 的方法 , 取得了较好的效果 。 但是 , 培养成活率不高 ,
有的甚至未能获得杂种苗 。 不论远缘杂交的目的如何 , 只有获得较多的 F ,植株 , 在以后
的研究工作中才会有较多的成功机会 。 提高杂种胚培养成活率 , 无疑对获得较多的 F :植
株是有益的。 我们参考 H ar b e r d 〔 4 〕的方法进行了大 白菜与萝 卜杂种幼 胚的改良液体培
养 , 与固体培养相比 , 大大提高了培养成活率和速度 , 获得了令人满意的效果 。
材 料 与 方 法
一 、 杂交亲本 母本为 3 个大白菜 ( B r a s s `c a e a o p 。 : t r i s s s p . P e寿i n e n s :` ( L o u r . )
0 1s s o n
· , a a , Z n = 2 0 )品种 , ` 2 0 7 9一 3 ’ 、 `远大抱头青 ’ 和 `二牛心 ’ , 父本为萝 卜
( R a夕h a n u ` “ a t i v u s L . , r r , Z n = 1 5 ) , 品种为 `热白萝 卜’ 。
二 、 幼胚培养 取蕾期授粉后 15 天 的种荚 , 在 超净工作台 内消毒后 , 取 出胚珠备
用 。
1
. 培养基 五巧培养基的隽本成分 , 大最元素为原来的 1/ 2 。 附加 0 . 05 p p m Z , 4一D 。
本文于 1 9 9 0年 10 月收到。
签 北京市农林科学院蔬菜 研究中心 徐家炳 、 杨瑞提供母本材料 , 特此致谢。
53 4 园 艺 学 报 9 1卷
2P m B A
, 5沁 P m水解酪蛋 自 , 蔗搪 7 % 。 以 上成分液体培养 基和固体 培 养 基
相同 。 固体培养基琼脂为。 。 8% 。 p H 二 5 . 8 。
2
. 固体培养 在无菌条件下 , 于 2 5倍解剖镜下从胚珠内取 出幼胚 , 接种在固体培
养基上培养 。
3
. 改 良液体培养 在无菌条件下用镊子夹住胚珠 , 用解剖针 把珠被划开约 1 / 2 ,
置入液体培养基中 , 于旋转振荡器上培养 , 转速 1 0 一 Z o o r / m i n 。
4
. 培养 培养室内温度为 25 士 1 ℃ , 16 h / d光照 , 光照 强度为 3 2 0 0 lx 。 当培养产
物达 3 一 5 m m时 , 转入蔗箱为 3 % , 不含水 解酪蛋 白的固体培养基上 。 出芽后 , 把芽
剪下转入 M S基本成分的固体培养婆上进行壮苗 。 有 5 片叶时 转入M S 十 o . Z p p m 、 N A A
的生根培养基上诱导生根 。
三 、 杂种染色体数检查 试管 苗移栽时 , 在上午 8 一 10 时取适量新鲜根尖 , 用对二
氯苯预处理 1 小时 3 0分 , C a r n o 了固定液固定 , C a r b o l f u e h s i n染色 , 常规 根尖压片 ,
检查染色体数 。
结 果 与 分 析
一 、 杂交亲和性及胚胎发育
` 2 0 79 一 3
’ , `远大抱头青 ’ 和 `二牛心 ’ 与 `热白萝 卜’ 杂交授粉数 分别为 3 62 、 了64 和
1 6 5 6
, 结英数分别为 1 5 4 、 3 7 6和 6 0 2 , 结荚率分别 为 5 0 . 8% 、 4 9 . 2% 和 3 6 . 5% 。 其中用
于幼胚培养的荚分别为 1 8 、 2 1和且个 , 培养胚数分别为 45 、 61 和 40 , 平均每荚取胚率为
2
.
5
、
2
.
9和 1 。 9 。 其余的荚全部在植株上生 长发育 , 3个杂交组 合未获得一粒种子 。 可
见 , 大白菜与萝 卜属间杂交是高度不育的 。 从结荚率和平均每荚取胚率来看 , 不同杂交
组合其亲和性也有差异 , 特别是前两个组合与第 3 个组合的差异比较明显 。
在幼胚液体培养时取到的胚珠及幼胚固体培养时取到的胚来看 , 发现同一天授粉 ,
甚至同一荚内的胚珠和胚的大小和形状相差较大 ,杂种胚珠和胚均比母本同天授粉的小 。
有的胚珠皱缩 , 胚乳已开始变褐退化 , 但胚仍健康 。 固体培养取到的 7 0个胚中 , 有 9 个
为球形胚 , 占 13 % , 有5 个为心形胚 , 占79 % , 有 6 个为鱼雷形胚 , 占 8 % 。 每个胚珠
都能取到幼胚 , 这说明授粉后 15 天的胚还没有退化 。
二 、 幼胚培养结果
培养结果见表 。 3 个组合的改良液体培养成活率均显著高于固体培养的。 其中第一
组合用固体培养基共靖养拓个还 , 均未成活 , 而液体培养成活率为 3 0 . 0% 。 后两个组合
的改 良液体培养成活率也是固体培养的 3倍左右 。 其次 ,改 良液体培养胚的生长速度快 ,
接种后 4 一 5 天即可右到浅绿色的小胚或 自色 的愈伤组织 , 10 ~ 15 天可达 3 一 5 m m ,
而且比较整齐一致 。 而固体培养接种后巧天左右才能看到绿色的小胚或愈伤组织 , 35 ~
4 5天才能达到 3 一 5 m m , 大小相 差较大 。 另外 , 不同 杂交组合培养成活率不同 , 最高
的是第 3 个组合 , 第 2 个组合的改 良液体培养在培养过程中污染成活率低 , 没有第 1 组
合高 , 而固体培养成活率比第 1个组合高 。
在培养过程中 , 胚的生长方式有两种 : 胚性生长和形成愈伤组织 。 胚性生长可见两
片肥大的子叶和胚根 , 达 3 ~ 5 m m时转入低糖培养基后 , 大部分 胚的子叶和胚根逐渐
4 期 李明山等 ` 大白菜与萝 卜属间杂种幼胚离体培养的研究 3弓弓
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膨大 , 经过一个器官发生阶段 , 不定芽从子
叶基部逐渐分化出来 。 这与A y o t e等 〔 3 〕
在培养甘蓝型油菜 ( B r as 抓 。。 。 a p u : L . )
与甘 蓝 ( B . o l e r a c e a L . ) 的 杂 种 幼
胚时所观察到的结果是一致 的 。 还 有 少
数胚的子叶和胚根生长一段时问后 , 许多
不定芽几乎同时从子叶基部分化出来 。 本
试验共获得 4 块愈伤组织 , 转接后 , 生长
一段时间 , 变褐死亡 , 可能是培养基的激
素配比不适于 由愈伤组织分化 出芽 。 这与
T a k e s h i t a 等〔 7 〕的结果相似 , 他们认为
由愈伤组织很难获得杂种茁 。
三 、 F l杂种植株的形态特征
由一个胚分化而来的所有植株成为一
个株系 。 本试验共获得 21 个株系 , 15 9株
属间杂种苗 ( 图版 , 1 ) , 所有植株的叶
片形状 、 叶柄形状和叶片颜色都介于双亲
之间 ( 图片 , 2 ) 。 F ,植株的根是 由剪下
的芽从切 口处诱导产生的 , 由几条较细的
肉质根和一些毛根组成 ( 图版 , 3 ) 。 lF
植株抽蔓后 , 大部分植株的花序墓部有大
量花蕾在快开花时干枯脱落 。 花蕾为灰绿
色 , 花为白色 , 与萝 卜的相同 。 花瓣长度
与萝 卜相同 , 但比萝 卜的宽 , 形状与大白
菜相似 , 但比大白菜的大 ( 图版 , 4 ) 。
四 、 F 工植株的染色体数
经检查 F l 植株的根尖细胞染色体数 ,
发现 ` 2 0 79 一3 ’ x `热 自萝 卜’ 的一个 F ,株
系 , 共 n 株为双二倍 体 或 异 源 四 倍 体
( a a r r )
, 染色体数为 3 5 , `远大抱头青 ’
x `热 白萝 卜’ 的一个 F l株系 , 共 10 株 为
三倍体或倍半二倍体 ( a a r ) , 染色体数
为 2 9 。 其余 19 个株系的 13 8株 F , 植株为单
二倍体 ( a r ) , 染色体数为 1 9 ( 图 版 ,
5
、
6 和 7 ) 。 U 〔 8 〕 指出芸夔属 的手i, {。乌
杂交经常发生三倍体 , 其原因是卵细胞在
精核的刺激下 , 伴随着染 色体的加倍 ,与精
核结合的结果 。
3 6 5园 艺 学 报 19卷
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远缘杂种幼胚离体培养的取材时间很重要 , 必须在胚退化前而又发育到一定时期培
养 , 才能获得最好的效果 。 本试验在授粉后 15 天取材 , 虽然有些胚珠内的胚乳已开始变
褐退化 , 但胚仍然是健康的 。 如果再过 2一 3 天 , 这样的胚就要死亡 。 因此 , 这一取材
时间是成功的 。
远缘杂交采用常规有性杂交难以成功的原因之一是杂种胚乳退化引起幼胚营养不 良
而死亡 。 采用子房培养和胚珠培养均不能把培养基中的养分直接供给幼胚 , 造成培养成
活率不高 。 幼胚培养 可以直接把培养基中的养分供给幼胚 , 在一定程度上提高培养成活
率 。 但采用固体培养基培养 , 幼胚的表面只有一部分可以与培养基接触吸收养分 , 而且
必须在解剖镜下取胚 , 操作比较困难 , 速度慢 , 还有可能损伤胚 。 采用改良液体培养 ,
幼胚不仅可以充分与培养液接触吸收养分 , 而且不必在解剖镜下取胚 , 操作简单 、 方便 、
快速 , 也不致于损伤胚 。 这一技术不仅适用于大白菜与萝 卜的属间杂种幼胚培养 , 也适
于其它十字花科作物间 , 甚至为其它种属间的远缘杂种幼胚培养 , 提供一条高效快速获
得远缘杂种的途径 。
参 考 文 献
〔 1 〕 赵德培 、 张 继增 , 19 81 , 通过幼胚培养获得结球甘蓝与大 白菜 的种间杂种 。 中国农业科学 , 2 : “ ~ 51
〔 忍 j 赵德培 , 19 8 3 , 通过组织培养获得萝 卜与大白菜 的属间杂种。 实验生物学报 , 1 6 : 2 1~ 26
〔名 〕 人了o t t e , R . , P . M . H a r n e了 & V . S o u z a M a e h a d o , 1 9 5 7 , T h e t r a n s f e r o f t r ia 戚朋 er s is t a n c e f r o m
B r o s s i e a n a夕u s L . t o B . o le r a c e a L . 1. P r o d u e t io n o f F i h y b ir d s t h r o 。 ` h e m b : 了0 er s c u e . E u p h -
y t玉e a , 3 6 * 6 1 5 ~ 6 2 4
〔 4 〕 H a r b e r d , D . J . , 1 0 6 9 , A s恤 p le e f fe e t iv e e m b r了0 c u l t u er t e e五n i q ue for B ar 名s l’c a . E u p h了t i e a , 2 5 :
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〔 6 〕 I n o m a t a , N . , 1 0 7 9 , P r o d u e t i o n o f i n t e r s卯 e i f二e h y b r i d s b e t w e n B r a s s `c a e a 娜夕e s * r` 5 a n d B r a s : i c a
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e r a c e a b y e u l t u er fn 口i t r o o f e x c i se d o v a r ie s . 11
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, 2 。 ( 2 ) : 1 1 5~ 12 0
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, n o也 e s , “ 。 ” a n d “ a ” o f B r a s s f e a t il r o u g匕 t h e a p p li c a t io n o f 哑 b r 了0 e u l七u r e t e c h n iq u e s , Ja p a n ·
J
。
B r
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,
8 ( 4 ) : 2 1 5~ 2 2 2
〔 7 〕 T a肠 , il i t a , M . , M . K a t o & S · T o k u m a s u m , 2 05 0 , A p pU c a t i o n o f o v u le c u lt u r e t o t h e p r o d o c -
t i o n o f I n t e r s eP c i f i
e o : i n t e r , n e r i e 五了b r i d s i n B r a s : fc a a n d R a夕h o n u s . J a p a n . J。 G e n et i c s , 5 5
( 5 ) : 3 7 3~ 3 8 7
〔 8 〕 U , N . , 19 3 5 , G e n o m e 一 a n a l了5 15 i n B r a s s fe a w i th s叶 c i a l er fe r e n ce t o t h e e x 伴 r im e n t a l f o r m a t io n
o f B
.
n a p u s a n d 拌 e u li a r m o de o f fe r t i li z a t i o n · J a p · J o u r . B o t . , 7 : 3 8。~ 4 5 2
4 期 李明出等』 大白莱与萝 卜属间杂种幼胚离体培养的研究 3 5 7
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( S h a ” xi 刁g r 窟e u lt u r a l U ” 玄v e r s i t 夕 , T a玄g u 0 3 0 8 0 1 )
Z h o u C il a n g j i u
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K e y w o r d s I n ” 宕t r o , E m b r y o e u l t u r e ; C h i n e s e e a b b a g e , R a d i s h ,
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