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枇杷属野生植物种胚离体培养和植株再生研究



全 文 : 收稿日期:2016-03-21
基金项目:广东省科技厅科技基础条件建设项目(2014A030304057、2015A030303015);广州市科技创新委资助华南农业大学(亚热带农业生
物资源保护与利用)国家重点实验室项目(201504010028)
作者简介:刘义存,博士,讲师,从事园艺植物种质资源与生物技术研究。E-mail: 373821312@qq.com
注:林顺权为通讯作者。E-mail: loquat@scau.edu.cn

枇杷属野生植物种胚离体培养和
植株再生研究
刘义存 1,2,黄天启 2,林顺权 2
(1.仲恺农业工程学院园艺园林学院,广东 广州 510225;2.华南农业大学园艺学院,广东 广州 510642)

摘 要:以枇杷属 Eriobotrya 植物 11 个野生种、1 个远缘杂交后代材料为试材,采用胚为外植体,在不同植物
生长调节剂配比培养条件下,进行胚离体培养和植株再生研究。结果表明,胚培养的最佳培养基配方为 MS +
6-BA 1.0 mg·L-1 + KT 1.0 mg·L-1 + NAA 0.1 mg·L-1。在此培养基中,所有试验材料均获得成功,其中栎叶枇杷
E. prinoides 的萌发率和丛芽率均达 100%,有效地建立了枇杷属野生种的胚离体培养及其植株再生体系。
关键词:枇杷属植物;野生种;胚培养;植株再生
Doi: 10.3969/j.issn.1009-7791.2016.02.003
中图分类号:S667.3 文献标识码:A 文章编号:1009-7791(2016)02-0112-05

Studies on in vitro Culture and Regeneration of Embryos in
Wild Plants of Eriobotrya
LIU Yi-cun1,2, HUANG Tian-qi2, LIN Shun-quan2
(1.College of Horticulture and Landscape Architecture, Zhongkai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou 510225,
Guangdong China; 2.College of Horticulture, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, Guangdong China)

Abstract: The effects of the combination of the plant growth regulators and culture condition on the
in vitro culture and regeneration of the embryo of Eriobotrya plants were studied. The results showed
that the best media in vitro was MS + 6-BA 1.0 mg·L-1 + KT 1.0 mg·L-1 + NAA 0.1 mg·L-1 for
embryo culture of 11 wild species and 1 intergeneric hybrid of Eriobotrya plants. All of the explants
were succeed in regeneration from embryo culture, among them, the germination rate and sprouting
shoot rate of E. prinoides both were 100%. This experiment had established an effective in vitro
culture and plantlet regeneration system of embryos in Eriobotrya.
Key words: Eriobotrya plants; wild species; embryo culture; plant regeneration

枇杷属 Eriobotrya 植物隶属于蔷薇科 Rosaceae 苹果亚科 Maloideae,原产我国南方地区及与我国西
南毗邻的东南亚国家,约有 33 种或变种。我国野生枇杷种数约占世界的三分之二,但根据多年的调查
发现,野生枇杷资源正逐渐减少[1—3],其所隐含待开发的基因资源也将逐步消失。
关于枇杷属植物胚培养和植株再生的研究,庄馥翠等[4]最早报道了栽培枇杷未成熟胚的培养,迄
今已有较多的相关报道[5—9]。但这些报道多数是关于普通栽培枇杷的,对于野生枇杷种的胚离体培养仅
见林庆良等[10]、张志珂等[11]和陈振光等[12]的初步研究,未见对枇杷属野生种胚培养获得植株再生的系
统研究报道。
本研究以 11 个野生枇杷种和 1 个属间杂交后代作为试材,在不同植物生长调节剂配比培养条件下,
对其胚离体培养和植株再生进行研究。建立野生枇杷属植物胚离体诱导再生系统,在短时间内培育一
定数量的组培苗,以期为进一步的种质资源常温离体保存、超低温保存及转基因等研究提供基本材料。

2016,45(2): 112~116.
Subtropical Plant Science
第 2 期 刘义存,等:枇杷属野生植物种胚离体培养和植株再生研究 ﹒113﹒
1 材料与方法
1.1 材料
以枇杷属植物 11 个种(含变型)以及 1 个属间杂种为试材,见表 1。所有材料均来自华南农业大学
枇杷属种质资源圃。
表 1 枇杷属植物胚离体培养材料
Table 1 The plant materials involved in the experiment (Eriobotrya and its intergeneric hybrid)
编号 植物名称 学名 原产地
1 广西枇杷 E. kwangsiensis 广西象州
2 台湾枇杷恒春变型 E. deflexa f. koshunensis 台湾恒春
3 台湾枇杷 E. deflexa 台湾恒春
4 椭圆枇杷 E. elliptica 云南河口
5 齿叶枇杷 E. serrata 云南景洪
6 香花枇杷 E. fragrans 广东乳源
7 栎叶枇杷 E. prinoides 云南石屏
8 台湾枇杷恒春花叶嵌合体 E. deflexa f. koshunensis 广东广州
9 南亚枇杷窄叶变型 E. bengalensis f. angustifolia 云南昆明
10 椭圆枇杷长叶柄变型 E. elliptica f. petiolata 缅甸
11 普通枇杷野生树 E. japonica 广东乳源
12 石斑木×台湾枇杷 Rhaphiolepis indica × E. deflexa 广东广州
1.2 方法
参照林顺权[13]的研究,取果面外观刚转绿的幼果,用自来水冲洗 15 min。去掉种皮,再用自来水
冲洗 15 min,在超净工作台上用无菌水冲洗 3 次;75%( V/V)酒精浸泡 30 s,无菌水冲洗 3 次;用 0.1%
(W/V) HgCl2 浸泡 7 min,无菌水冲洗 4 次。用刀片横向切掉一半子叶再接种。光照条件为 24 h 全光照,
接种后第 30 天统计萌发率。
萌发率(%) = 胚萌发数/接种总数× 100%
丛芽率(%) = 萌发 3 个芽以上的胚数/胚萌发总数× 100%
枇杷属植物不同种的胚离体培养差异性试验培养基配方为 MS + KT 1.0 mg·L-1(单位下同) + NAA
0.1。选用的材料为广西枇杷、台湾枇杷恒春变型、台湾枇杷恒春变型花叶嵌合体、台湾枇杷、椭圆枇
杷、齿叶枇杷。
不同浓度细胞分裂素对香花枇杷和栎叶枇杷胚离体培养的培养基配方为 MS + 6-BA (1.0、2.0、
3.0 mg·L-1) + NAA 0.1 + 2,4-D 0.1 和 MS + KT (1.0、2.0、3.0 mg·L-1) + NAA 0.1 + 2,4-D 0.1;NAA 和 2,4-D
对香花枇杷和栎叶枇杷胚培养的培养基为MS + 6-BA 1.0 + KT 1.0 + NAA 0.1和MS + 6-BA 1.0 + KT 1.0
+ 2,4-D 0.1。
几种枇杷属植物胚离体培养的优化试验培养基配方为:MS + 6-BA 1.0 + KT 1.0 + NAA 0.1。选用
材料分为 2 组试验,一组为广西枇杷、台湾枇杷恒春变型花叶嵌合体、椭圆枇杷、齿叶枇杷,另一组
为台湾枇杷恒春变型、台湾枇杷、南亚枇杷窄叶变型、椭圆枇杷长叶柄变型、普通枇杷和石斑木×台湾
枇杷杂交后代。
以上试验培养基添加蔗糖 30 g·L-1,每处理 3 次重复。培养条件为温度(18 ± 1) ℃,湿度 65%~70%。
试验数据用 SPSS 11.0 软件作方差分析,采用邓肯氏新复极差测验法对平均数比较。
2 结果与分析
2.1 枇杷属植物胚离体培养不同基因型的差异性
选用 6 种枇杷属植物的胚(图 1: A),用同一种配方培养基(MS + KT 1.0 + NAA 0.1)进行培养,研究
枇杷属植物胚离体培养的萌发差异性(表 2)。在该配方中,台湾枇杷恒春变型的胚萌发率最高为 100%(图
1: B),差异性显著;其次是台湾枇杷胚萌发率为 75.00%(图 1: C),而广西枇杷和台湾枇杷恒春变型花
叶嵌合体的胚萌发率较低,分别为 31.25%和 12.25%;椭圆枇杷和齿叶枇杷的胚在统计时间内未见萌发,
萌发率都为 0。说明不同基因型枇杷属植物的胚离体培养,其萌发差异性显著;另外, KT 1.0 mg·L-1
和 NAA 0.1 mg·L-1 组合配方较适合台湾枇杷恒春变型胚的离体培养。
第 45 卷 ﹒114﹒
表 2 枇杷属植物不同种的胚离体培养差异性研究
Table 2 The difference among species on in vitro culture of Eriobotrya embryo
植物名称 接种数 萌发率/%
广西枇杷 E. kwangsiensis 30 31.25 ± 8.83 c
台湾枇杷恒春变型 E. deflexa f. koshunensis 30 100.00 ± 0.00 a
台湾枇杷恒春变型花叶嵌合体 E. deflexa f. koshunensis 30 12.50 ± 5.90 d
台湾枇杷 E. deflexa 30 75.00 ± 11.78 b
椭圆枇杷 E. elliptica 30 0.00 ± 0.00 d
齿叶枇杷 E .serrata 30 0.00 ± 0.00 d
注:表中培养基配方为 MS + KT 1.0 mg·L-1 + NAA 0.1 mg·L-1;表中同列数值后不同字母表示差异显著(P<0.05),表 3、表 5 同。
2.2 不同细胞分裂素和生长素对胚离体培养的影响
为了进一步探索枇杷属植物更多种类的胚离体培养和适合的生长调节剂组合,对香花枇杷和栎叶
枇杷进行胚培养,并扩大细胞分裂素和生长素种类,设计 2,4-D 0.1mg·L-1、NAA 0.1mg·L-1 与不同浓度
6-BA、KT 组合,筛选出适合枇杷属植物胚萌发的细胞分裂素及其浓度(表 3)。
从表中 3 可见,6-BA 浓度为 1.0 mg·L-1 和 2.0 mg·L-1 最适合栎叶枇杷胚的萌发,萌发率均达
100.00%(图 1: D);KT 1.0 mg·L-1 和 2.0 mg·L-1 的栎叶枇杷胚萌发率差异不显著;而 KT 1.0 mg·L-1 对香
花枇杷的萌发率为 82.50%,6-BA 2.0、3.0 mg·L-1 的萌发率分别为 86.67%、86.02%(图 1: E),三者之间
差异不显著。由丛芽率可见,表 3 所列组合都不适合香花枇杷的胚丛芽发生;而有 6-BA 的组合中,栎
叶枇杷都能发生丛芽,且丛芽率随着浓度的降低而升高,1.0 mg·L-1 时达 100.00%。说明 6-BA 有利于
栎叶胚的离体培养,但过高浓度 6-BA 会抑制胚的萌发率和丛芽率;而 KT 为 1.0 mg·L-1 时较适合香花
枇杷和栎叶枇杷的胚离体培养。
表 3 6-BA 和 KT 对香花枇杷和栎叶枇杷胚离体培养的影响
Table 3 Effect of 6-BA and KT on in vitro embryo culture of Eriobotrya fragrans and E. prinoides
处理 6-BA /mg·L-1
KT
/mg·L-1
萌发率/% 丛芽率/%
香花枇杷 栎叶枇杷 香花枇杷 栎叶枇杷
1 1.0 - 42.00 ± 2.83 b 100.00 ± 0.00 a 0 100.00 ± 0.00 a
2 2.0 - 86.67 ± 4.72 a 100.00 ± 0.00 a 0 50.00 ± 14.14 b
3 3.0 - 86.02 ± 3.80 a 16.66 ± 7.86 c 0 25.00 ± 7.07 c
4 - 1.0 82.50 ± 3.54 a 70.00 ± 14.14 b 0 0.00 ± 0.00 d
5 - 2.0 0.00 ± 0.00 c 80.00 ± 28.28 b 0 0.00 ± 0.00 d
6 - 3.0 0.00 ± 0.00 c 50.00 ± 14.14 bc 0 0.00 ± 0.00 d
注:基本培养基为 MS,每处理添加 2,4-D 0.1 mg·L-1 和 NAA 0.1 mg·L-1。
为进一步比较 NAA 和 2,4-D 对枇杷属植物胚离体培养的影响,如表 4 设计对比试验。每处理以
MS + 6-BA 1.0 + KT 1.0 为基本配方,再分别添加 NAA 0.1 mg·L-1 和 2,4-D 0.1 mg·L-1。从表 4 可见,
NAA 和 2,4-D 对香花枇杷和栎叶枇杷的萌发率差异较小,添加 NAA 的处理略高。但添加 2,4-D 会产生
较多的愈伤组织,不利于胚萌发后植株生长。可见添加 NAA 更有利于枇杷属植物的胚培养。
表 4 NAA 和 2,4-D 对香花枇杷和栎叶枇杷胚离体培养的影响
Table 4 Effects of NAA and 2,4-D on embryo culture in vitro from Eriobotrya fragrans and E. prinoides
处理 NAA/mg·L-1 2,4-D/mg·L-1 香花枇杷萌发率/% 栎叶枇杷萌发率/% 平均萌发率/% 愈伤组织
1 0.1 - 100.0 100.0 100.0 少
2 - 0.1 90.0 100.0 95.0 多
注:每处理添加 6-BA 1.0 mg·L-1 和 KT 1.0 mg·L-1。
2.3 几种枇杷属植物胚离体培养的优化效果
综合上述结果,进一步优化生长调节剂配方为 MS + 6-BA 1.0 + KT 1.0 + NAA 0.1,并从 2.1 试验中
挑选出胚培养萌发率不高或尚未成功的广西枇杷(31.25%)、台湾枇杷恒春变型花叶嵌合体(12.5%)、椭
圆枇杷(0)和齿叶枇杷(0)进行胚离体培养。从萌发率来看,广西枇杷从之前的 31.25%升至 83.34%(图 1:
G),台湾枇杷恒春变型花叶嵌合体从 12.50%升至 76.26%,齿叶枇杷从 0 升至 85.72%(图 1: H),椭圆枇
杷从 0 升至 33.34%(图 1: I) (表 5)。除了椭圆枇杷外,其他枇杷属植物胚培养的萌发率差异较小。从丛
芽率来看,优化的培养基中,除广西枇杷外,其他枇杷属植物都有不同程度的丛芽发生。
除此之外,采用同样的方法成功培养了台湾枇杷恒春变型、台湾枇杷、南亚枇杷窄叶变型(图 1: F)、
第 2 期 刘义存,等:枇杷属野生植物种胚离体培养和植株再生研究 ﹒115﹒
椭圆枇杷长叶柄变型(图 1: I)、普通野生枇杷(图 1: K)和石斑木×台湾枇杷(图 1: L),发芽率均达 90%以
上。基于以上试验,可认为枇杷属植物胚离体培养的较适配方为 MS + 6-BA 1.0 + KT 1.0 + NAA 0.1。
表 5 几种枇杷属植物胚的优化离体培养
Table 5 The optimized in vitro embryo culture in various species of Eriobotrya plants
植物名称 接种数 萌发率/% 丛芽率/%
广西枇杷 E. kwangsiensis 30 83.34 ± 11.79 a 0.00 ± 0.00 b
台湾枇杷恒春变型花叶嵌合体 E. deflexa f. koshunensis 30 76.26 ± 17.85 a 20.20 ± 2.86 ab
椭圆枇杷 E. elliptica 30 33.34 ± 11.79 b 4.16 ± 5.89 b
齿叶枇杷 E. serrata 30 85.72 ± 20.20 a 47.62 ± 26.94 a
注:培养基配方为 MS + 6-BA 1.0 mg·L-1 + KT 1.0 mg·L-1 + NAA 0.1 mg·L-1。
图 1 枇杷属野生植物胚离体培养
Fig. 1 Embryo culture in vitro of wild Eriobotrya plants
A.部分枇杷属植物种胚;B.台湾枇杷恒春变型;C.台湾枇杷;D.栎叶枇杷;E.香花枇杷;F.南亚枇杷窄叶变型;G.齿叶枇杷;H.广
西枇杷;I.椭圆枇杷长叶柄变型;J.椭圆枇杷;K.普通野生枇杷;L.石斑木×台湾枇杷
A
广西枇杷 台湾恒春变型花叶嵌合体
齿叶枇杷
椭圆枇杷
台湾
枇杷
台湾恒春
变型
B
C
D E F
G H I
J K L
第 45 卷 ﹒116﹒
3 讨论
上世纪 80 年代初,国内开展了枇杷胚离体培养的研究[2,6]。除了胚培养,还涉及胚乳培养[12]、原
生质体培养[9],及三倍体枇杷间接胚抢救[15]。此后二三十年间,不断取得一些新进展乃至突破。但迄
今为止,多数报道是关于栽培枇杷的离体培养,而对野生枇杷种胚培养的系统研究尚未见报道。本研
究探索了相对可靠而普适的野生枇杷胚离体培养及植株再生试验系统。
枇杷属植物不同种的胚离体培养有一定的差异性。枇杷属野生种较多,由于各种的基因差异以及
生境不同,导致其所适合的培养基等存在差异。如用同一种培养基配方(MS + KT 1.0 + NAA 0.1)进行培
养,台湾枇杷恒春变型胚的萌发率为 100%,而椭圆枇杷和齿叶枇杷的萌发率却为 0。即使在优化配方
后,虽然都能达到胚培养萌发的要求,但形成植株的丛芽率不一样。在本研究筛选的较适培养基 MS +
6-BA 1.0 + KT 1.0 + NAA 0.1 中,枇杷属植物 11 种和 1 杂交后代的丛芽率从 0 到 47.62%不等,说明枇
杷野生种的胚培养还有待进一步细化研究。
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