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萝卜与苤蓝属间杂种胚离体培养



全 文 :萝卜与苤蓝属间杂种胚离体培养
甘彩霞,何云启,崔磊,梅雪飞,梅时勇
(湖北省农科院经济作物所,武汉,430064)
萝卜(Raphanus sativus L.)是我国栽培的主要
蔬菜作物之一,其为十字花科萝卜属一、二年生草
本植物。 原产我国,各地均有栽培,品种极多,常见
有白皮萝卜、红皮萝卜、青皮萝卜等。 以根供食用,
鲜食生食均可,种子含油 42%,可用于制肥皂或作
润滑油。种子、鲜根、叶均可入药,可下气消积。生萝
卜含淀粉酶,能助消化[1]。
苤蓝 (Brassica oleracea var. carlorapa D.C.)又
名球茎甘蓝,俗名擘蓝、玉蔓青,为十字花科芸薹属
一、二年生草本植物。其为甘蓝的变种,食用部分为
肉质球茎,质脆嫩,可鲜食及腌制。苤蓝依球茎的色
泽可分为绿白色、绿色及紫色 3 种;依生长期的长
短可分为小型的早熟种和大型的晚熟种。长江流域
生长期较短,应栽培早、中熟品种。 苤蓝适应性强,
易栽培,耐贮藏、运输。其生物学物征、特性,栽培管
理技术,均与甘蓝相似 [2]。 萝卜和苤蓝均为根用蔬
菜,但两者的风味不同,到目前为止,还没有两者远
缘杂交研究方面的报道。 为此,本试验对两者进行
属间杂交,初步研究杂交亲和性的表现,以及对杂
种胚抢救培养方法进行探讨。
1 材料与方法
1.1 试验材料
以 7 株萝卜 DH303A 雄性不育系(2n=18)植株
为母本, 分别挂牌标记为 A、B、C、D、E、F、G 株,以
苤蓝为父本。试验在湖北省农业科学院蔬菜科技研
究中心基地完成。
1.2 试验方法
①杂交方法 在母本抽薹后开花前进行单株
隔离,防止与其他十字花科植株串粉;开花后取父
本有粉花朵对母本进行重复授粉,挂牌标记杂交组
合、花朵数和授粉时间。 授粉后跟踪观察荚的生长
发育情况,并测量杂种荚的长度和横径。
②杂种胚抢救 远缘杂交中,杂种胚往往是败
育的,因而需要对杂种胚胎进行胚抢救,需要在胚
胎败育之前获取离体胚胎, 根据观察所得经验,取
授粉后 3~7 d 的荚,进行胚胎抢救。 其胚胎抢救的
培养基如下, 诱导培养基:MS+2,4-D 2.0 mg/L+KT
0.5 mg/L+蔗糖 3%+琼脂 0.6%; 继代培养基:MS+
2,4-D 2.0 mg/L+KT 0.5 mg/L+蔗糖 3%+琼脂 0.6%;
分化培养基:MS+IAA 0.5 mg/L+KT 1.5 mg/L+蔗糖
3%+琼脂 0.6%; 生根培养基:MS+NAA 0.2 mg/L+IAA
0.5 mg/L+蔗糖 3%+琼脂 0.6%。
胚抢救过程如下,a.取材。考虑到目的材料的含
水量,非雨天在 10:00以后采荚,雨天一般在 14:00
后取材。 采取授粉后 3~7 d 的正常生长荚,连同果
柄一同摘取。
b.材料处理。将材料置于烧杯中,加清水将材料
基金项目:国家科技支撑子课题十字花科及特种蔬菜优异基
因源挖掘与种质创新利用研究(2006BAD13B06-4-4)
甘彩霞(1982-),女,硕士研究生,助理研究员,
E-mail:gancaixiazhuanye@126.com
梅时勇(1965-),男,通信作者,研究员,
E-mail:hbvegbt@163.com
收稿日期:2012-03-28
摘 要:以萝卜雄性不育系 DH303A 为母本,以苤蓝为父本进行属间远缘杂交,萝卜与苤蓝杂交的不亲和性发生在
胚珠发育过程中,杂交荚荚长快速生长期在授粉后的第 2~5 天,而横径快速生长期在授粉后第 2~4 天。 在杂种胚发
育后第 6 天和第 7 天进行胚抢救,用诱导培养基:MS+2,4-D 2.0 mg/L+KT 0.5 mg/L+蔗糖 3%+琼脂 0.6%;继代培养
基:MS+2,4-D 2.0 mg/L+KT 0.5 mg/L+蔗糖 3%+琼脂 0.6%;分化培养基:MS+IAA 0.5 mg/L+KT 1.5 mg/L+蔗糖 3%+琼
脂 0.6%;生根培养基:MS+NAA 0.2 mg/L+IAA 0.5 mg/L+蔗糖 3%+琼脂 0.6%,能成功获得幼苗。
关键词:萝卜;苤蓝;远缘杂交;胚抢救
JOURNAL OF CHANGJIANG VEGETABLES
(学术版)
2012(14):13-16
DOI:10.3865/j.issn.1001-3547.2012.14.004
13- -
表 1 萝卜×苤蓝杂交若干天后的结荚数
授粉批次
授粉的花
朵数/朵
结荚数/个
第 2 天 第 3 天 第 4 天 第 5 天 第 6 天 第 7 天 第 8 天 第 9 天 第 10 天 第 11 天 第 12 天
1 214 210 197 185 171 168 133 80 53 37 18 0
2 201 195 183 176 170 158 124 67 42 23 7 0
3 197 185 172 166 160 150 131 82 58 39 21 0
4 227 213 204 192 180 168 137 87 61 42 23 0
5 231 217 204 192 178 163 123 77 54 35 18 0
6 245 229 214 207 196 185 153 105 80 62 42 0
7 206 195 181 168 154 137 102 56 33 15 1 0
8 218 207 192 179 168 155 109 66 41 25 9 0
总和 1 739 1 651 1 547 1 465 1 377 1 284 1 012 620 427 278 139 0
胚珠败育的荚数
占总荚百分率/%
0 7 12 17 23 42 64 75 84 92 100
注:结荚数为除去胚珠败育的荚后剩下的正常生长荚的统计数。
清洗片刻,切除果柄备用。 在超净工作台上将材料
置于小烧杯中, 用 75%酒精浸泡 30 s, 再用 0.1%
HgCl2溶液浸泡 8 min, 最后用无菌水冲洗 3 次,每
次 3 min。
c.接种。将荚果置于灭菌牛皮纸上,剥出胚珠接
种于诱导培养基上。
d.培养。 将接种后的培养基置于温度 25℃、光
照时间 16 h/d、 光照强度 2 000~3 000 lx 的培养室
中进行培养。30 d左右,诱导出胚性愈伤组织。然后
将胚性愈伤组织转移到继代培养基上培养。 15 d左
右,将愈伤组织接种到分化培养基上。 待绿芽长到
2~3 cm时,转到生根培养基上培养。
e.炼苗。 打开瓶口,在培养室炼苗 2~3 d,转到
自然条件下炼苗 2~3 d。
f.移栽。 洗去小苗表面的培养基,移栽到小盆
里,成活后移栽到大田。
2 结果与分析
2.1 萝卜×苤蓝杂交亲和性表现
将苤蓝的花粉授在萝卜的柱头上后,观察杂种
荚的生长发育情况。 授粉后第 2 天花瓣和雄蕊脱
落;第 3 天荚有膨大迹象;第 4 天可见荚较明显膨
大;第 5 天荚明显膨大;第 6 天可见子房微凸起;第
7 天部分荚在膨大部分出现黄绿色,其他荚继续膨
大;第 8 天可见大部分黄荚,初步分析,黄绿荚的出
现可能就是胚胎败育的开始, 黄荚为完全败育荚;
第 9天黄荚开始萎蔫,并且数量增多。
萝卜与苤蓝共杂交 1 739 朵花,第 2 天结荚数
为 1 651 个,占授粉花数的 95%,第 3 天的结荚率
为 88%,说明此期授粉和受精过程是亲和的,而且
亲和性很高。同时也观察到从第 3天开始出现胚败
育,随时间的延长,败育率逐渐提高,到第 9 天,已
有 75%的胚败育,第 10 天,胚胎败育率达 84%,而
到第 12天,杂交荚全部死亡,败育率达 100%。 表 1
的结果说明,萝卜和苤蓝杂交后的不亲和性发生在
胚珠的形成过程中。
2.2 萝卜×苤蓝杂交荚生长速率
授粉后测量 30 个荚的长度和横径, 取其平均
值,观察杂交荚的生长。 由表 2可知,荚长在第 2~5
天生长快,增长率在 17.2%~33.8%,随后生长非常
缓慢; 荚横径的快速生长期是在授粉后第 2~4 天,
随后生长非常缓慢,速度趋于缓慢。至第 7天,大部
分荚开始败育,甚至生长趋于停止。
2.3 萝卜×苤蓝杂种胚培养成苗率
本次胚胎抢救试验按照授粉后荚生长时间梯
度设置 4 组,每组 4 个重复,每个重复取目的材料
即胚珠 30 粒。 由表 3 可知,自然条件下,杂交荚生
长期为 4 d的胚珠经离体培养, 成苗率为 3.3%;生
长期为 5 d 和 6 d 的胚珠经离体培养, 成苗率为
5%; 生长期为 7 d 的胚珠经离体培养, 成苗率为
1.6%。 因此,以第 5 天和第 6 天胚珠离体培养的成
苗率较高。
3 结论与讨论
①萝卜与苤蓝杂交的不亲和性发生在胚珠发
育过程中。 造成胚胎败育的原因有多种,但从目前
(学术版) 2012 年 7 月下半月刊14- -
表 3 萝卜×苤蓝杂种胚培养成苗率
4 1 2 1
5 2 1 2
6 1 1 2
7 0 0 1
8
平均 11.17
0 3.300
1 5.000
2 5.000
1 1.600
3.725
9.88
荚生长
天数/d
Ⅰ组成
苗数
Ⅱ组成
苗数
Ⅲ组成
苗数
Ⅳ组成苗

平均出苗
率/%
有关的研究成果看, 这些原因大致可归纳为七类:
胚囊发育异常、胚乳发育异常、幼胚起源、营养供应
失调、内源激素、酚类物质、某些酶活及基因调控。
归纳起来它们大多有一个共同的特征,即这些胚较
之亲本产生了幅度过大的变异,导致变异胚要么自
身生长不协调而死亡、要么自身和亲本不协调而死
亡 [3~10]。 十字花科植物之间进行属间、种间的杂交
时,往往出现胚珠的不育现象[11~15]。在荚果长到一定
程度以后就会黄化, 即杂种胚胎已经开始败育,本
试验中也获得类似的结果。
②杂交荚荚长快速生长期是在授粉后的第 2~
5天,而横径快速生长期是在授粉后第 2~4天。
③杂种胚适宜的抢救期是在授粉后第 6 天、第
7 天。 不同物种胚胎抢救的最佳时间不一样,陈树
忠等 [16]对甘蓝型油菜和羽衣甘蓝杂交子房培养的
研究结果表明, 取授粉后第 10 天子房培养获得种
子成功率较高。
孟金陵 [17]曾对芸薹属及近缘种属植物远缘杂
交不亲和性问题作过比较全面的专门综述,并对甘
蓝型油菜与近缘种属植物远缘杂交时花粉雌蕊相
互作用作了研究。这对于探讨克服油菜与其近缘种
属植物远缘杂交不亲和性障碍、提高杂种获得率均
具有理论和实际意义。 胡大有等[18]认为萝卜与油菜
的远缘杂交存在严重的生殖障碍,本次试验也遇到
了杂交不亲和的障碍,我们采用重复授粉法提高其
亲和性。目前关于芸薹属植物与萝卜之间远缘杂交
不亲和性障碍的研究报道很少, 原因尚不清楚,需
要进一步的研究。
参考文献
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表 2 萝卜×苤蓝杂交荚生长速率统计
2 1.22 0.68
3 1.51 0.93 23.80 36.80
4 1.77 1.03 17.20 10.70
5 1.83 1.07 33.80 3.80
6 1.86 1.11 1.64 3.70
7 1.87 1.13 0.05 1.80
8 1.89 1.14 1.07 2.60
平均 11.17 9.88
杂种荚生
长时间/d
杂种荚长
cm
杂种荚横
径/mm
荚长增长
率/%
横径增长
率/%
2012/14 甘彩霞,等.萝卜与苤蓝属间杂种胚离体培养 15- -
Culture of Intergeneric Hybrid Embryos between Raphanus sativus L. and
Brassica oleraces var. carlorapa D. in Vitro
GAN Caixia, HE Yunqi, CUI Lei, MEI Xuefei, MEI Shiyong
( Institute of Economic Crop, Hubei Academy of Agricultural Sciences, Wuhan 430064 )
Abstract: In this paper, we took the male sterile line DH303A (Raphanus sativus L.) as female parent and the male line
Brassica oleraces var. carlorapa D. as male parent. The results showed that the intergeneric cross incompatibility occurred
in the process of ovule development, and the length of the hybrid pods grew fast during 2nd to 5th days after pollinating,
while the diameter grew fast during 2nd to 4th days. We rescued the hybrid embryos at the sixth and seventh day after
their development, and we could successfully obtain seedlings with the induction medium and subculture medium formula
of MS+2.0 mg/L 2,4-D+0.5 mg/L KT+3% sucrose+0.6% agar, differential medium formula of MS+0.5 mg/L IAA+1.5 mg/L
KT+3% sucrose+0.6% agar, rooting medium formula of MS+0.2 mg/L NAA+0.5 mg/L IAA+3% sucrose+0.6% agar.
Key words: Raphanus sativus L.; Brassica oleraces var. carlorapa D.; Distant hybridization; Embryo rescue
耐热夏秋型黄瓜新品种蔬研六号的选育
刘晓虹,陈惠明
(湖南省蔬菜研究所,长沙,410125)
在长江中下游地区,黄瓜可作春、夏、秋三季栽
培,作春季栽培的品种较多,而可作夏秋季栽培的
品种较少,且遇夏秋季暴雨,在高温高湿条件下易
诱发疫病,造成大面积死秧,严重挫伤了瓜农积极
性。 夏秋黄瓜采摘期正值 8~9 月蔬菜淡季,备受广
大消费者欢迎,为此,湖南省蔬菜研究所开展了耐
热、抗病、丰产兼用型夏秋黄瓜新品种选育,育成了
耐热、抗病、丰产、优质的杂交一代黄瓜新品种——
蔬研六号,并组织在省内外试种,反映良好,经济效
益明显。 2007年 5月,湖南省种子管理站组织省内
专家对蔬研六号进行了露地种植田间现场考察与
评议,其耐热性和抗病性以及产量表现等综合性状
获得与会者一致好评。 2008 年 3 月通过湖南省农
作物品种审定委员会认定。
1 选育经过
2004 年春季配制了 12 个耐热夏秋黄瓜组合,
秋季进行组合力测定, 以 BJ-1×M-2 组合表现突
出,主要特点是耐热、抗病、高产、优质,定名为蔬研
六号,该组合是以 BJ-1 为母本,M-2 为父本配制的
一代杂种。 母本 BJ-1 是从引进的国外耐热杂交品
种后代中用单株选育法育成的高代自交系,具有生
长势强,分枝多,叶片大而厚,叶色浓绿、高抗霜霉
病、枯萎病和疫病,中晚熟,雌花率高,耐高温,产量
高,克服了夏秋季黄瓜品种因雌花率低而减产的现
象。 商品瓜长约 30 cm,深绿色,亮泽、刺瘤中等,瓜
条生长速度快,品质佳等。父本为高抗枯萎病、霜霉
摘 要:蔬研六号是以耐热、抗病、丰产和雌花率高的 BJ-1 为母本,自交系 M-2 为父本配制的黄瓜杂交一代。该品种
中早熟,主侧蔓可同时结瓜, 第一雌花节位 4~5 节,瓜码较密,瓜条长棒形,深绿色,有光泽,无花纹,瘤小刺密,白刺,
瓜长约 33 cm,单瓜质量约 250 g,瓜把短,质脆味甜,品质佳。 耐热、抗逆性强,不易早衰,抗霜霉病、白粉病、炭疽病、
枯萎病。夏季栽培每 667 m2产量约 3 949.51 kg,适合春、夏、秋露地及秋延后栽培。2008 年 3 月通过湖南省农作物品
种审定委员会认定。
关键词:黄瓜;耐热;蔬研六号;一代杂种;选育
基金项目:湖南省自然科学基金项目(09JJ3045),国家支撑
计划项目(2008BADB1B05-9)
刘晓虹(1964-),女,研究员,研究方向为黄瓜新品种选育与
推广,电话:0731-84691743,E-mail:vseed@163.com
收稿日期:2012-06-20
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
JOURNAL OF CHANGJIANG VEGETABLES
(学术版)
2012(14):16-18
DOI:10.3865/j.issn.1001-3547.2012.14.005
16- -