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李、杏属间远缘杂交及杂种胚培养技术研究



全 文 :李、杏属间远缘杂交及杂种胚培养技术研究
王发林 ! 赵秀梅 李红旭 ! 郝 燕 !
(!甘肃省农业科学院果树研究所,甘肃省农业科学院生物技术中心,甘肃兰州 #$%%#%)
摘 要 以李为母本、杏为父本进行李、杏远缘杂交,在获得果实的 & 个杂交组合中,授粉后 $% ’ 的坐果率为 ()*
$%),授粉后 +%*!%% ’ 的坐果率为 ()*!,)。杂交后 +%*!%% ’,取杂种胚进行离体培养,结果表明在 -!:改良 -./,0
12!3% 45 6 7/822!3% 45 6 7 和 -:改良 -./,0123% 45 6 7/922%3 45 6 7 培养基上,杂种胚均可萌发。对萌发芽进行
继代培养,结果在 :-/,012!3% 45 6 7/922%3& 45 6 7培养基上增殖和生长良好。
关键词 李;杏;远缘杂交;杂种胚培养
中图分类号:-,,3;-,,3$ 文献标识码:2 文章编号:!%%+0++;%0<%%$=0%0!%$0%(
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;+% <&*$. YBH4;2MNCRFO;[CQO?@O ESTNC’C\?OCF@;.STNC’Q I4TNSF RHBOHNI
% 世纪 ;% 年代以来,我国核果类育种者在全
国李、杏资源考察收集中,发现一些似李非李、似杏
非杏的特殊资源,并对这些资源从遗传育种、资源
鉴定、孢粉学分析、同工酶分析、亲缘关系、亲和性
等方面进行研究,取得了一定进展]!*^。
历经 % 年的全国李杏资源考察中 (!+#+*!+++
年),收集到的李杏果树资源,经鉴定,有 , 份材料
为李杏属植物学性状的中间类型;从收集到的品种
资源数量上看,杂种仅占李、杏资源总数的 %3&&)]^,
因此,资源数量十分有限。辽宁省果树所等单位通
过人工李杏杂交育种,发现以李为母本,杏为父本,
可获得 !!3!!)*(3+)的坐果率,反之则不成功。尽
管李杏杂交可获得一定的坐果率,但杂交果种胚发
育不良,或种子在层积过程中腐烂等,造成出苗率
低,获得的杂种苗非常有限。胚培养是克服杂种胚
早期败育的有效手段,已广泛应用于植物育种研
究。本试验拟通过对李杏杂种胚进行离体培养,以获
得理想的杂种苗,为新品种的选育奠定物质、技术基
础。
! 材料和方法
=>= 材料
材料取自甘肃省农科院果树所品种园。以李为
母本,品种有早蜜、黑琥珀;以杏为父本,品种有兰州
大接杏、安宁 !;、骆驼黄。杂交组合为早蜜Z兰州大
接杏,早蜜Z安宁 !;,早蜜Z骆驼黄,黑琥珀Z安宁
!;,黑琥珀Z骆驼黄,黑琥珀Z兰州大接杏。以杂交后
+%*!%% ’的果实为试材。
=>? 方法
果实采集后,首先用自来水冲洗干净,破开果
实,砸破果核,取出种仁。种仁用自来水冲洗 !% 4C@,
沥干水分,在超净工作台上,用 #&)的酒精浸 $% Q,
收稿日期_%%0%$0$% 接受日期_%%0!%0%;
王发林,男,副研究员,硕士。
果 树 学 报 %%$,%()_!%$*!%,
‘FHN@?B FV ANHCO -RCI@RI
DOI:10.13925/j.cnki.gsxb.2003.02.007
果 树 学 报 ! 卷
表 ! 李杏属间杂交坐果率调查
#$%& ! ’& (’)*)%)+,-#% )$.&/0#1,)* )2
.&1 2/3,1 (&/-&*1#+& )2 4%3567(/,-)1
组合
#$%&’()*’$(
花朵数
+$, $-
-.$/01
2 3 后
坐果率
40* -15’*
60170(*)80
)-*01 2 3)9:
;<=
> 3 后
坐果率
40* -15’*
60170(*)80
)-*01 > 3)9:
;<=
早蜜?兰州大接杏
@)$%’?A)(BC$53)D’0E’(8
早蜜?安宁 FG
@)$%’?H((’(8FG
早蜜?骆驼黄
@)$%’?A5$*5$C5)(8
黑琥珀?兰州大接杏
I0C56$?A)(BC$53)D’0E’(8
黑琥珀?安宁 FG
I0C56$?H((’(8FG
黑琥珀?骆驼黄
I0C56$?A5$*5$C5)(8
J
J
J
J
J
J
2
F
FK

K
!G
FL
K
K

K
FK
在 ,F<升汞中灭菌 JMF %’(,最后用无菌水冲洗 J
次,剥去种皮,将胚分别接种在 4F、4! 培养基上,培
养温度 !M!JN,光照度 F JM! .E,光照 FMF!
C O 3。
!89 培养基
F,2,F 萌发培养基 4F:4IPQHF, %8 O A;单位下同=
PRHHF,;4!:4IPQH!,P+HH,!。
F,2,! 继代培养基 42:4I PQHF, PRHH2,;4K:
4IPQHF,PRHH,J;4J:4IPQHF,;4>:4IPQH,JP
RQH,F; S:T4PQH,JP+HH,J; T!:T4PQHF,P
+HH,J;TK:T4PQHF,;TJ:T4PQHF,PRHHF,。
F,2,2 生 根 培 养 基 4L:4I PRHHF,;4U:4I P
RQH,J;VF:F O !T4PRQHF,;V!:F O !T4PRQH!,。
上述培养基中琼脂用量为 K,J 8 O A,萌发及继代
培养基中的白糖用量为 2 8 O A,生根培养基的白糖
为 FJ 8 O A,6IJ,G。
! 结果与分析
:8! 李、杏不同杂交组合对坐果率的影响
李杏属间杂交,其坐果率随着果实的生长发育
而降低,主要是由于随着生长期加长,杂种胚的败
育率增加,造成果实发育不良而导致落果,另一方
面,自然力的作用,如刮风等也一定程度上影响了
坐果率。在连续两年的杂交试验中,得出黑琥珀?兰
州大接杏杂交组合坐果率均为 ,为下一步组合的
选择提供了参考(表 F)。
:8: 不同培养基对各杂交组合杂种胚萌发生长的
影响
在预备试验的基础上,筛选出 4F、4!两种培养
基作为胚萌发的培养基。取生长 >MF 3 的杂种
胚,分别接种于这两种培养基上观察萌发及生长情
况。黑琥珀?骆驼黄组合的杂种胚在 4F、4! 上均生
长不良,表现为 F! 3 后,胚根膨大,下胚轴加粗,叶
片生长不规则,叶片小并簇生;2 3 后,根极粗且表
面褐化,叶片扭曲,生长不良。其余 2个组合的杂种
胚在 4F、4!培养基上均能正常萌发、生长。早蜜?兰
州大接杏在 4F培养基上,第 F!天开始萌发,2 3 后
萌发的腋芽数和抽生的不定芽数在 F个以上,苗色
绿;在 4! 培养基上,第 ! 天开始萌发,KJ 3 后萌发
的腋芽数和抽生的不定芽数在 F 个以上,叶色略
黄,但转接后生长正常。早蜜?安宁 FG 在 4F、4! 培
养基上,第 F!天开始萌发,2 3后在子叶痕处抽生
不定芽和由腋芽萌发至少 G个芽,苗色绿。早蜜?骆
驼黄在 4F培养基上,第 F!天开始萌发,2 3在子叶
痕处抽生不定芽,腋芽数和抽生的芽数在 G个以上,
苗色绿。在 4!培养基上,第 F!天开始萌发,2 3 后
在子叶痕处抽生不定芽 F 个以上,顶芽黄,在子叶
痕处尚有许多针尖状绿色愈伤组织。
:89 试管苗继代培养情况
在 4F、4!培养基上萌发的腋芽和抽生的不定芽
苗,苗小,多数呈簇状,在 4F 培养基上连续培养 2
次,得到足量的苗后,分别转接于下列 G种不同继代
培养基上,2 3 后调查增殖倍数及生长情况;表 !=。
早蜜?兰州大接杏杂交组合胚培苗适宜的继代培养
基为 T!(T4PQHF,P+HH,J)或 TJ(T4PQHF,P
RHHF,),增殖倍数 KMJ,苗色绿,生长良好;早蜜?安
宁 FG 杂种胚培苗及早蜜?骆驼黄杂种胚培苗适宜
的继代培养基均为 T!(T4PQHF,P+HH,J),增殖
倍数 K以上,苗色绿,生长良好;有效芽(指芽高大于
F,J 7%,能够转接生根的苗)的比例大于 UJ<。黑琥
珀?骆驼黄杂交组合胚培苗除在 T! 培养基上增殖、
生长一般外,在其它培养基上均生长不良,且增殖倍
数低,有待进一步筛选适宜的培养基。
:8; 各组合胚培苗的生根情况
将各组合大于 F,J 7% 的继代苗,分别接种在
4L、4U、VF、V! 生根培养基上,! 3 后调查生根率及
生长情况。黑琥珀?骆驼黄杂交试管苗在 V!(F O
!T4PRQH!,)培养基上生根率能达 U<,根生长较
好。其它组合的试管苗适宜的生根培养基均为 VF
(F O !T4PRQHF,),生根率可达 F<,根系乳白色,
FK
! 期 王发林等:李、杏属间远缘杂交及杂种胚培养技术研究
注:每种培养基接种!#$ %&的芽数均为 ’ 个。
()*+:,-+ ./0*1*2 )3 4-))*4 5-1%- 6+78*- 14 #$ %& )9 6)78+9 *-07 #$ %& 17 +0%- &+:1/& 09+ ;0%%170*+:#
表 ! 各组合在不同培养基上的生根情况
#$%& ! ’& ())* +*#*& ), &-&(. /)0$12#*1)2 12 31,,&(&2* 0&3140
组合
<)&=170*1)7
培养基
>+:10
生根芽数
()# )3 9))* =/:
平均生根数
()# )3 0;+908+ 9))*
生根率
?))* 90*+@AB
根生长情况
C*0*+ )3 9))* 89)5*-
早蜜D大接杏
E0)&1DF0G1+H178
早蜜D安宁 I
E0)&1DJ77178I
早蜜D骆驼黄
E0)&1DK/)*/)-/078
黑琥珀D骆驼黄
L+-/M)DK/)*/)-/078
CN
CO
P
P!
CN
CO
P
P!
CN
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O’
’’
I’


N’
O’
基部开裂,苗黄
T04+ )M+7U *-+ 4++:6178 504 2+66)5
有乳白色或绿色突起
<066/4 5-1*+ )9 89++7
根生长良好
?))* 89)5*- 504 8)):
根生长良好
?))* 89)5*- 504 8)):
根绿色,细长
?))* 89++7 07: *-17 07: 6)78
有乳白色或绿色突起
<066/4 5-1*+ )9 89++7
根生长良好
?))* 89)5*- 504 8)):
根生长良好
?))* 89)5*- 504 8)):
基部愈伤组织绿色,少
<066/4 89++7,3+5
有乳白色或绿色突起
<066/4 5-1*+ )9 89++7
根生长良好
?))* 89)5*- 504 8)):
根生长良好
?))* 89)5*- 504 8)):
基部愈伤组织绿色,少
<066/4 89++7,3+5
基部愈伤组织坚硬
<066/4 -09:
根生长一般
?))* 89)5*- 504 %)&&)7
根生长较好
?))* 89)5*- 504 301962 8)):
表 5 胚培苗在不同继代培养基上生长表现
#$%& 5 ’& 6()7*’ ), &0$(.) /4%*4(& 8%#2*%&* 12 31,,&(&2* 04%*18%1/#*1)2 0&3140
注:#“良”指增殖倍数!R,生长正常,有效苗!O$A;“一般”指增殖倍数 !VS,生长正常,有效苗!$’A;“差”指增殖倍数W!,生长不正常。
!#“早大X”指早蜜D大接杏杂交组合编号为“”的种胚组培苗,其它一样。
()*+Y #‘8)):’:*-+ &/6*1M61%0*1)7 *1&+4 )3 *-+ 4-))*4!R,*-+ 89)5*- 7)9&06 07: ;061: 4-))*4!O$A;‘%)&&)7’:*-+ &/6*1M61%0*1)7 *1&+4 ! *) S,*-+
89)5*- 7)9&06 07: ;061: 4-))*4!$’A;‘=0:’:*-+ &/6*1M61%0*1)7 *1&+4 W!,*-+ 89)5*- 177)9&06#
!#‘E0)F0X’&+074 E0)&1DF0G1+H178,70&+: ,*-+ )*-+9 14 *-+ 40&+#
培养基
>+:10
早大X
E0)F0X
早大X!
E0)F0X!
早安X
E0)J7X
早安X!
E0)J7X!
早骆X
E0)K/)X
早骆X!
E0)K/)X!
黑骆X
L+K/)X
CS
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差 T0:
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一般 <)&&)7
差 T0:
差 T0:
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中国农业科学院郑州果树研究所果树瓜类杂志社可供邮购的新书及期刊


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《果树科学》%)*&-%)** 年合订本
《果树科学》%))% 年合订本
《果树科学》%)), 年合订本
《果树科学》%))( 年合订本
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《果树科学》%))& 年合订本
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《果树科学》%))* 年合订本
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生长良好,一般有 #+$个侧根(表 $)。
$ 讨 论
本试验所选的 ’ 个杂交组合,以黑琥珀为母
本、兰州大接杏为父本的杂交组合,在连续两年的
杂交试验中均未能坐果,其余 & 个组合坐果率 %,+
’,,低于张加延等-#.报道的 /,+#%/#*,的坐果
率,可能是所选用的亲本不同所致。
本试验获得 & 个杂交组合 *! 0 后成熟果实 %#
个,种仁不饱满或干瘪的占 (&,,用常规层积、播种
的方法,显然很难获得理想数量的杂种苗,而采用
胚培养技术有效解决了这个难题,为今后李、杏远
缘杂交育种,开辟了一条有效途径。
从李、杏远缘杂交胚培养情况看,不同亲本组
合之间存在着差异。本试验设计的 ’ 个杂交组合
中,以黑琥珀李为母本、骆驼黄杏为父本杂交,获得
的果实采用胚培养,在所选用的萌发培养基、继代培
养基上均生长不良,在生根培养基上的生根率也明
显低于其它组合,对此需做进一步研究。
李、杏远缘杂交胚培生根苗,移栽成活率较低,
一般在 !,+&,之间。但由于组培苗基数大,且可
以多次移栽,能够确保杂交苗的成活、保存。
参 考 文 献
-. 李峰,曹希俊,张凤芬,等/中国李(! #$%&’&($ 12304)、杏5)*+,(&$’$
6244/ 7属间远缘杂交的遗传研究-8./ 张加延,孙升主编/ 中国李
杏资源及开发利用研究 -9./ 北京:中国林业出版社,#!!!/##+
#(/
-#. 张加延,李峰,孙升,等/ 杏与李属间远缘杂交遗传性的研究初报
-8./张加延,孙升主编/中国李杏资源及开发利用研究-9./ 北京:
中国林业出版社,#!!!/#)+$/
-$. 陈学森,张艳敏,张连忠,等/特早熟杏的育种-:./园艺学报,**’,
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-%. 刘用生,殷桂琴,王涛/ ;8<$、’<=8、>=8 与活性炭对李胚萌发及
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