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苜蓿属不同种NaCl耐性的组织培养评价:细胞与植株的反应



全 文 :首楷属不同种 Na I C耐性的组织培养评价 :
细胞与植株的反应
T
.
J
.
M eCo y
研究证明 , 筛选耐 N a C I细胞系是一种简
易而有效的方法 。 几乎所有耐 N a C I细 胞 系
的培养筛选都依靠 自然变异 。 当利用突变体
时 , 如在柑桔耐 N a C I细胞系的选择中 ,发现
其回复率并未增加 。 尽管耐 N a C I细胞系是容
易选择的 , 但只 有少数离体筛选能够获得可
遗传的耐性植株 。 N a b or s 等获得了可耐 3 . 3形
N a CI 的烟草可遗传株 。 不过在多数情况下 ,
选出的耐 N a C I细胞系不能再生植株或 未 能
增加耐 N a C I能力 . 据 C h a n d l e r等研究 , 愈
伤组织 转 移 到 无 N a C I培 养 基上以后 , 其
N a CI 耐性随之丧失 , 而且从经选择愈 伤 组
织再生的植株对 N a C I的敏感性 , 大 于 由未
经选择愈伤组织再生的植株 。
在紫花首着的耐盐性选择中 , 已获得耐
N a C I的细胞系 , 但离体选择未获得耐 N a C I
植株 . C r o n g h a n 等曾获得一个具有细胞 耐
盐性的类型 , 但由于再生的植株十分细弱 ,
未能进行耐盐性鉴定 。 S m i ht 等发现 , 紫花
首 落离体和活体的 N a C I耐性之间存在 着 相
关性 。 但是在选到一个具有再生植株能力的
耐 N a C I细胞系后 , 发现其再生株的盐 敏 感
性与原 始亲本一样 .
本文报道几个首藉种的细胞 和 植 株 对
N a CI 的反应 . 所有测试种都能用实验 室 胚
培养法与紫花首楷进行种间杂交 。 这 些测试
种中的M e d i ca g 。 , ar 扭 a L . , 其产地是地 中
海和大西洋沿岸地区 ,经鉴定具有耐 盐能力 .
本试验 旨在确定对于首蓓属栽培种和野生种
而言 , 能否用细胞培养法鉴定植株的 N a C I耐
性 . 如果试验成功 , 即可利用种间余种和回
交世代的细胞培养 , 将这一性状引入栽培种
的种质 内 。
材料和方法
细胞反应 由下列种的未成熟子房诱导
愈伤组织 ( 每个种测定 10 一 50 个基因型 ) :
M
.
d二 h a o a k h e * i c a B a r d z
.
( Z
n = 4 x = 3 2 )
,
M
.
h少 b r `d a T r a u t . ( Z n = Z x 二 1 6 ) , M .
。 a r i n a L . ( Z n = Z x 二 1 6 ) , M
.
P a P s l l
o s a
B o i s s
.
( Z
n = Z x = 一6和 Z n 一 4 x = 3 2 ) , M . r h o -
d o P e a V e l e n
.
( Z
n ~ Z x = 16 )
,
M
.
r o P e s t r i s
M
.
B
.
( Z
n = Z x = 一6 ) , M
.
s a t`v a L . ( Z n =
Z x = 2 6和 Z n = 4 x = 3 2 ) 和M . : u f f r o t i c o s a
R a m
.
( Z
n ~ Z x = 1 6 )
。 选择 上述 种 的 根 据
是能够直接或用胚培养法获得它们与紫花首
着杂交的种间杂种 。 所有培养物均生长在含
Zm g / L Z
,
4一 D 和 Zm g / L K T ( 简称 S H ) 的
培养基上 。
2 8天后 , 根据形成的愈伤组织 , 采用目
视法选择最优基因型 , 并淘汰那些很少产生
愈伤组织的培养物 。 入选基因型的愈伤组织
供继代培养 ( 2 0 一 2 50 m g愈伤组织培养在装
有 s o m L 培养基的 l o o x Z o m m 培养皿中 ) 。 再
于 28 天后测定愈伤组织鲜重 。 选 出鲜重增加
量相同的最优基因型 。 虽然这样会大大限制
供测基因型的数量 ,但可以显示出基因 型 对
N a CI 耐性的实际差异 , 而不受 愈 伤组织自
身生 长状况的影响 。
向每培养皿 ( 一0 0 x Z o m m , 装 有 s o m L
S H培养基 ) 转移 20 。一 2 50 m g愈伤组织 , 测
定细胞对 N a C I的反应 。 N a C I浓度为 O , 0 . 5%
一 2 3 一
(s s
.
6m M )和 1 . 0乡百 (1 7 1 .lm M )。 每基囚
型设 5次重复 .在生 长室中培养 5 2 (土 1℃ ,
24 小时光照 , 相对湿度约 60 % ) , 28 天后测
定愈伤组织的干 重和鲜重 .
植林反应 36 个基因型的无性繁殖体均
在同一喷雾台上发根 , 然后 移植到沙土中 。
生长 8周后 ,经修剪并转植到装有 12 L半强 度
H
o a g la n d溶液的培养槽 内 。 每个培养 槽 栽
植 8个基因型 , 每个基因型 4株 , 共计 32 株 .
所有植株均培养在生长室内 , 温度保持 2 4 土
2 ℃ , 16小时光照 , 光强 1 2 5 协E · m 一 “ · s 一 ` 。
在转植后 3天进行 N a C I处理 。 预备试验
时所用 N a C I浓度 与离体培养时相同 , 但 由
于最低浓度 。 . 5%对大多数基因型都有毒害 ,
故随后的试验改 用 0 . 3% ( 5 1 . 4 m M )和。 . 昭
( 1 02
.
7 m M ) 处理 . 每个基因型设 3次重 复 .
附加 C a S O ` 使N a/ C a ( m M )低 于 1 7 (为 15 ) .
培养槽每天通气 1小时 , 每周换液 2次 . 植株
生长 3周后收获 , 并测定茎叶鲜重 .
结果和讨论
除M . o a r f ,: a 和 M . s o f f r o t i c o s a 外 1 , 所
有种都观察到一个或几个基因型在愈伤组织
水平上能耐 。 , 5 % N a C I 。 此外 , 有 4个 基 因
型 , 即 S A T 一 8 , S A T 一 1 1 , D ZH 和 R H O 一 4
的愈伤组织 , 在未经任何耐性选择的情况下
即可耐 1% N a C I . 不过 ,尽 管 4个M . s a t i o a 基
因型中的 S A T一 8和 S A T一 1 1能 在 。 . 6% N a C I
处 理 中存 活 ( 茎叶重分别为对照的 1 4 . 6 %
和 8 . 2 % ) , 它们在植株水平上未能表现 高水
平的 N a C I耐 性 。 此 外 , M . d动 a份 ak h时 ica
中的 D Z H一 2在细胞水平上最耐 N a C I , 但 在
植 株 水平上的 N a C I耐 性却是 4个M . d动 a 一
w a kh e t i c a 基囚型 中最差的 。
由基因型的测定结果可 以看出 , 植株水
平和细胞水平的 N a C I耐性之间大多 呈 负 相
关 . M . 阴 ar `朋基因型即是 最好的例证 。 试
验证明其植株的 N a C I耐性 , 它的 9个基因型
在植株水平上均可耐 0 . 6% N a C I , 在该浓度
的盐溶液中生长都优于对照 , 与盐土植物的
生 一长习性相一致 。 但它们在细胞水平上均表
现对 N a C I敏感 , 其敏感程度同最不耐N a CI
的M . : a t i o a 基因型相同 。
尽管M . o ar `a1l 不具 有 细 胞 水 平上的
N a C I耐性 , 但通 过种间杂交提高其植株耐盐
性可能是有效的 。 实验室胚培养试验已证实
M
.
as lt’ 如和M . m 。 ; i 。 。之间的种 间 杂 交能
够获得后代 , 并可在评价植株耐盐性中得到
利用 。
本试验对供试首楷种 36 个丛 因 型 的 测
定 , 未能确定可用于鉴定植株 N a C I耐 性 的
细胞培养方法 。 结果与H a n s o n ( 1 9 8 4 )观 察
相似 , 他发现番茄 ( 植株水平 上对 N a C I 敏
感 ) 及其 近 缘 种 S o l a n材m P e o n e l l i i (植 株
水平上耐N a C I ) 愈 伤 组 织 培养物之 间 ,
N a C I耐性没有任何差别 。 S m iht 等 ( 1 9 8 1 )
也证实 , 植株和愈伤组织之间缺乏相关性 .
他们发现 , 盐土植物种滨蔡 ( A tr iP le x un -
d o l a t a ) 和南方碱蓬 ( S训 e d a a o s t r a l i s )对
N a C I的敏感性 与淡土植物种菜豆相似 。 相
反 , 有 些报道肯定了大麦属 ( o r ot n , 198 0) 、 ’
番茄属 和茄属 ( T a l等 , 1 9 78 一 ) 以及大米草
属 ( W a r r e n 等 , 1 0 5 5 ) N a C I耐性的细胞 鉴
定方法 . 离体培养时耐盐反应的不一致 , 可
能是植株耐盐机制的复杂性所造成的 。
本试验证实了能同紫花首楷进行种间杂
交的M . m a r认 a具有植株水平 上 的 高 度 耐
N a C I能力 , 可 以通过它改 良 紫 花 首 蓓 的
N a cl 耐性 . 为了证实细胞水平上的 N a CI 耐
性机制 , 可以采用在具有繁殖后 代 能 力 的
N a C I敏 感型原始亲本中直接 选 择耐 N a CI
细胞系的方法 .
〔郑企成译 自P l a 。 t C e l l R e P o r t s ,
6
,
3 1一 3 4 , 29 8 7 , 石春海校 。 表知1略〕
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