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文檔簡介

1、西北植物學報,2010,30(3):0615-0620文章編號:100024025(2010)03206152063矮叢藍莓葉片的愈傷組織誘導及植株再生韓婷婷,孫周平3(沈陽農(nóng)業(yè)大學園藝學院,遼寧省設施園藝重點實驗室,沈陽110161)摘要:以矮叢藍莓Blomidon品種的試管苗葉片為外植體,研究不同培養(yǎng)基、激素、轉接時間以及轉接方式對愈傷組織誘導及植株再生的影響。結果表明:WPM1/2為適宜的培養(yǎng)基;添加0.5mgL-1CPPU+1.0mgL-1ZT+0.5mgL-1TDZ和0.5mgL-1CPPU+0.5mgL-1ZT+1.0mgL-1TDZ誘導愈傷率較高達100%;ZT、CPPU與生長素

2、IAA、IBA的配比誘導愈傷率效果不佳;添加ZT誘導的愈傷組織適合20d后轉接,CPPU誘導的愈傷組織適合50d后轉接;轉接方式均以固體培養(yǎng)為宜。矮叢藍莓Blomidon最適宜培養(yǎng)基為WPM1/2+0.5mgL-1CPPU+1.0mgL-1ZT+0.5mgL-1TDZ,其誘導愈傷組織50d后轉接平均分化芽數(shù)最多達10.26個。關鍵詞:矮叢藍莓;葉片;組織培養(yǎng);愈傷組織;植株再生中圖分類號:Q813.1+2文獻標識碼:ACallusoffoliumLeavesHANTing2ting,SUNZhou2ping3(Collegeof,ShenyangAgriculturalUniversity,K

3、eyLaboratoryofProtectedHorticultureofLiaoningProvince,Shen2yang110161,China)Abstract:PlantletleavesinvitroofVacciniumangustifoliumBlomidonwereusedastheexplants,effectsofthedifferentmedia,hormones,switchingtimeandswitchingmethodsoncallusinductionandplantre2generationwerestudied.Theresultsshowedthat:W

4、PM1/2wasasuitableculturemedium;mediawith0.5mgL-1CPPU+1.0mgL-1ZT+0.5mgL-1TDZ和0.5mgL-1CPPU+0.5mgL-1ZT+1.0mgL-1TDZhada100%rateforcallusinductioncallus;ThecombinationofZT,CPPUwiththeauxinIAA,IBAcouldnoteffectivelyinducedcallus;AddtheZTandCPPUinducedcalluswereswitched,theap2propriatetimeforcallusculturew

5、as20dand50d,respectively.Comparedwiththesolutionmedium,thesolidculturemethodwasbetter.TheaboveresultsindicatedthatthemostsuitablemediumwasWPM1/2+0.5mgL-1CPPU+1.0mgL-1ZT+0.5mgL-1TDZforVacciniumangustifoliumBlomidon,whichtheaveragenumberofadventitiousbudsupto10.26whenthecalluswasswitchedafter50d.Keywo

6、rds:Vacciniumangustifolium;leaf;tissueculture;callus;regeneration藍莓(Blueberry)又名越橘、藍漿果,屬杜鵑科(Ericaceae)越橘屬(Vaccinium)。藍莓果實風味獨3收稿日期:2009210213;修改稿收到日期:2010203205特,營養(yǎng)豐富,含有豐富的維生素、礦物質(zhì)和抗氧化物質(zhì),特別是其中所含的花青素、兒茶酸,有防治高基金項目:遼寧省教育廳創(chuàng)新團隊項目(2007T159);遼寧省“十一五”重大項目資助(2006215001)()()作者簡介:韓婷婷1983-,女漢族,碩士,主要從事植株組織培養(yǎng)研究。E2m

7、ail:hanting.12053通訊作者:孫周平,博士,副研究員,碩士生導師,主要從事植物組織培養(yǎng)和設施園藝栽培生理等研究。E2mail:zhoupingsun 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 616西北植物學報30卷血壓、疏通毛細血管和緩解視力疲勞的作用,被譽為“漿果之王”,被國際糧農(nóng)組織列為人類五大健康食品之一。因此,近十多年來,世界藍莓種植面積和產(chǎn)量大幅增加,其中,美國是世界第一大藍莓生產(chǎn)國,年產(chǎn)量達到世界的50%1,2。1983年中國吉林農(nóng)業(yè)大學率先從

8、國外引進藍莓品種,并開展了組培快繁育苗與配套栽培技術等研究2。近二十多年來,中國藍莓產(chǎn)業(yè)有了快速發(fā)展,面積達到3萬余畝,成為目前最具發(fā)展?jié)摿Φ乃?。國外在藍莓組織培養(yǎng)方面的研究做的較多,已在多個類群中建立了微型繁殖或不定芽繼代繁殖程序。主要有高叢藍莓(V.corymbosum)327,矮叢藍莓(V.angustifolium)8210,兔眼藍莓(V.ashei)11,蔓越橘(V.macrocarpon)idaea)13121.2方法1.2.1培養(yǎng)基篩選選取MS、B5、WPM19、WPM1/2(WPM中各組分都減半)、1/2WPM(WPM中大量元素減半,其它組分不變)5種培養(yǎng)基進行培養(yǎng)。加入

9、蔗糖20gL-1,瓊脂8gL-1,ZT(Zeatin)2mgL-1,pH5.2。每個處理20瓶,每瓶接種35個完整葉片。暗培養(yǎng)10d后,再光照培養(yǎng)40d進行觀察。1.2.2適宜細胞分裂素及其配比研究在篩選出的培養(yǎng)基上,分別加入2mgL-1CPPU(Forchlor2fenuron)、2mgL-1ZT、2mgL-1TDZ(Thidja2zuron),及其配比0.5mgL-1CPPU+1mgL-1ZT+0.5mgL-1TDZ;0.5mgL-1CPPU+0.5mgL-1ZT+1.0mgL-1TDZ;1.0mgL-1CPPU+0.5mgL-1ZT+0.5L-1TDZ,其,紅豆越橘(V.vitis2。藍

10、莓葉片的離體再生是利用生物工程技術轉導外源基因進行品種創(chuàng)新的基礎,國外已經(jīng)開始這方面的研究14217。在中國馬懷宇等18率先開展了藍莓離體葉片再生研究,并建立了藍莓高叢、半高叢多個品種的高頻高效再生體系;1使用改良的1/2MS(伯克利)和(Bluecrop,但對于矮叢藍莓,理都無法獲得令人滿意的結果8210。而矮叢藍莓(美登)品種風味非常獨特、Blomidon并具有抵御-40的抗寒能力,適宜中國大興安嶺、小興安嶺和它條件同培養(yǎng)基篩選實驗。1.2.3選用,ZT、aceticacid)、IBA(In2)進行配比,其它條件同培養(yǎng)基篩選1.2.4適宜轉接時間研究選擇質(zhì)地較好的愈傷組織,分別在其形成20

11、、50d后將所選的愈傷組織切成約5mm2的小塊,轉接到WPM培養(yǎng)基中培養(yǎng),ZT0.3mgL-1,每瓶轉接愈傷組織3塊。其它條件同培養(yǎng)基篩選實驗,培養(yǎng)40d后進行觀察。1.2.5適宜轉接方式研究在形成愈傷組織50d后將質(zhì)地好的愈傷組織切成約5mm2的小塊,一部分轉接到固體培養(yǎng)基WPM中,一部分轉接到懸浮培養(yǎng)液中,懸浮培養(yǎng)3d后換入新鮮的培養(yǎng)液,再培養(yǎng)3d后用去離子水洗凈轉接到固體培養(yǎng)基中培養(yǎng)。加入ZT0.3mgL-1,蔗糖20gL-1,固體培養(yǎng)基加入瓊脂8gL-1,懸浮培養(yǎng)液不加瓊脂,pH為5.2,懸浮培養(yǎng)條件同光照培養(yǎng)。每個處理10瓶,每瓶轉接愈傷組織3塊。40d后進行觀察。1.3分析統(tǒng)計方法

12、數(shù)據(jù)統(tǒng)計按下列公式:愈傷組織誘導率(%)=(形成愈傷組織的外植體數(shù)/接種外植體數(shù))100%愈傷組織褐化率(%)=(愈傷組織褐化數(shù)/接種的愈傷組織數(shù))100%平均分化芽數(shù)=分化不定芽總數(shù)/分化不定芽的愈傷組織數(shù)所得數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS軟件處理分析。長白山等高寒地區(qū)種植,也是目前出口與加工最理想的品種之一18。為此,本試驗以矮叢藍莓Blo2midon品種為試材,系統(tǒng)研究培養(yǎng)基、激素、轉接時間及轉接方式對葉片愈傷組織形成和植株再生的影響,擬初步建立矮叢藍莓美登品種葉片再生體系,以期為矮叢藍莓品種的快速繁殖、種質(zhì)資源保護、遺傳轉化與種質(zhì)創(chuàng)新等提供理論依據(jù)和技術支持。1材料和方法1.1材料以矮叢

13、藍莓(Vacciniumangustifolium)Blo2(美登)品種試管苗的成熟葉片為外植體,近midon軸面向上,遠軸面向下接入瓶內(nèi)培養(yǎng)基中。在沈陽農(nóng)業(yè)大學設施園藝重點實驗室組培室內(nèi)進行培養(yǎng),光照強度2500lx,光照時間12hd-1,溫度(251)。 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 3期韓婷婷,等:矮叢藍莓葉片的愈傷組織誘導及植株再生6172結果與分析2.1不同培養(yǎng)基對離體葉片愈傷組織誘導的影響2.3不同細胞分裂素和生長素配比對離體葉片愈表1為5種不同培

14、養(yǎng)基對離體葉片愈傷組織誘導的影響。從表1可以看出,B5、MS、WPM培養(yǎng)基不適合藍莓品種Blomidon葉片再生。而隨著WPM培養(yǎng)基所含離子濃度的降低,離體葉片愈傷傷組織誘導的影響由表3可知,ZT、CPPU與IAA配比中,愈傷組織易褐化,IAA濃度的增加降低了愈傷組織誘導率。ZT濃度增加有效減緩了褐化,CPPU對愈傷量影響明顯,且隨著CPPU濃度的增加愈傷量增加。ZT、CPPU與IBA配比中,多為葉柄處出愈,葉片被托起無愈傷組織形成(圖版,3)。ZT與IBA配比組織誘導率逐漸增加,這表明,WPM1/2為適宜培養(yǎng)基,愈傷組織誘導率達到了86.67%,差異顯著(P0.05)。表1不同培養(yǎng)基對離體葉

15、片愈傷組織誘導的影響Table1Effectofdifferentmediaonthecallusinductionofleaf培養(yǎng)基種類MediumB5MSWPM1/2WPMWPM1/2中,隨著IBA濃度增加愈傷組織顏色由淡黃綠色變?yōu)榫G色,誘導率有下降趨勢。CPPU與IBA配比中,隨著IBA濃度增加愈傷組織顏色由淡黃色變?yōu)辄S色,誘導率無明顯變化趨勢。IBA對形成的愈傷組織顏色有一定影響??傮w上看,隨著細胞分裂素濃度的增加,愈傷組織誘導率增加。但在細胞分裂素與生長素配比中愈傷組織量較少,且隨著生長素濃細胞分裂素與2.4接種數(shù)IncubateNo.1001001006060出愈數(shù)CallusNo

16、.0c0c0c14b52a誘導率Inductionrate/%0.00c0.00c0.00c23.33b86.67a,CPPU誘導的愈傷組織20d后轉,8.23個(圖版,4)。ZT誘導的愈傷組織50d后轉接,平均出芽數(shù)為8.87個(圖版,5)。TDZ誘導的愈傷組織轉接后易褐化、且分化形成不定芽的能力弱。0.5mgL-1CPPU+1.0mgL-1ZT+0.5mgL-1TDZ誘導的愈傷組織50d后轉接培養(yǎng)、褐化率最低,平均分化芽數(shù)最高,達10.26個,顯著高于其它處理(P0.05),芽呈綠色,質(zhì)量較好(圖版,6),為分化不定芽的最適愈傷組織。0.5mgL-1CPPU+0.5mgL-1ZT+1.0m

17、gL-1TDZ誘導的愈傷組織在兩個時期轉接培養(yǎng)后、分化芽數(shù)相差不大(圖版,7)。1.0mgL-1CPPU+0.5mgL-1ZT+0.5mgL-1TDZ誘導的愈傷組織宜20d后轉接,平均分化芽數(shù)分別為8.65個(圖版,8)。結果表明:CPPU及其注:表中不同小寫字母表示差異顯著(P0.05)。Note:DifferentnormallettersmeanatPel.Thesameasbelow.2.2織誘導的影響由表2可知,在WPM1/2培養(yǎng)基中各種細胞分裂素及其配比均誘導形成了愈傷組織,其中CPPU(圖版,1)和TDZ誘導的愈傷組織量較多,由配比結果可知,CPPU對愈傷量影響較大,且隨著CPP

18、U濃度的增加愈傷量也增加。配比0.5mgLCPPU+1.0mgL-1ZT+0.5mgL-1TDZ(圖版,2)和0.5mgL-1CPPU+0.5mgL-1ZT+1.0mgL-1TDZ愈傷組織誘導率均為100%,大于單一細胞分裂素誘導率。ZT誘導率低,且愈傷量少,但愈傷質(zhì)地較好、為濃綠色緊密愈傷。-1表2不同細胞分裂素及其配比對離體葉片愈傷組織誘導的影響Table2Effectofdifferentcytokininsandratioonthecallusinductionofleaf激素種類Hormone/(mgL-1)CPPU2.0ZT2.0TDZ2.0CPPU0.5+ZT1.0+TDZ0.5

19、CPPU0.5+ZT0.5+TDZ1.0CPPU1.0+ZT0.5+TDZ0.5誘導率Inductionrate/%90.00ab83.33b93.33ab100.00a100.00a90.00ab愈傷質(zhì)地Callustexture淡綠色緊密Lightgreenclose濃綠色緊密Concentratedgreen淡綠色緊密Lightgreenclose淡綠色緊密Lightgreenclose淡綠色緊密Lightgreenclose淡黃綠色緊密Lightyellow2greenclose愈傷量Calluscontent/g0.54a0.11c0.49a0.29b0.26b0.59a 1994-

20、2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 618西北植物學報30卷表3不同細胞分裂素和生長素配比對離體葉片愈傷組織誘導的影響Table3Effectofdifferentratioofcytokininsandauxinsonthecallusinductionofleaf激素種類Hormone/(mgL-1)誘導率Inductionrate/%65.00ef76.67cde55.00f70.00def78.34bcde85.00abcd90.00abcd78.34bcde80.0

21、0bcde86.67abcd86.67abcd76.67cde80.00bcde76.67bcde81.67bcde91.67abc96.67a91.67abc95.00ab95.00ab愈傷質(zhì)地Callustexture褐色顆粒狀Browngranular綠色顆粒狀Greengranular全部褐化AllBrowning大多褐化Mostofbrowning淡綠色顆粒狀Lightgreengranular淡綠色顆粒狀Lightgreengranular淡綠色顆粒狀Lightgreengranular綠色顆粒狀Greengranular綠色顆粒狀Greengranular綠色顆粒狀Greengr

22、anular淡褐色顆粒狀Lightbrowngranular淡褐色顆粒狀Lightbrowngranular淡褐色顆粒狀Lightbrowngranular淡褐色顆粒狀Lightbrowngranular淡黃綠色顆粒狀Lightyellow2greengranular淡黃綠色顆粒狀Lightyellow2greengranular淡黃綠色顆粒狀Light2green黃色顆粒狀黃色顆粒狀愈傷量Calluscontent/g0.14b0.16b0.11b0.13b0.09b0.12b0.13b0.14b0.11b0.12b0.22a0.26a0.28a0.26a0.11b0.11b0.14b11b

23、0.15b0.18bZT1.0+IAA2.0ZT2.0+IAA2.0ZT1.0+IAA5.0ZT2.0+IAA5.0ZT1.0+IBA0.5ZT2.0+IBA0.5ZT3.0+IBA0.5ZT1.0+IBA3.0ZT2.0+IBA3.0ZT3.0+IBA3.0CPPU3.0+IAA2.0CPPU3.0+IAA5.0CPPU5.0+IAA2.0CPPU5.0+IAA5.0CPPU1.0+IBA0.5CPPU3.0+IBA0.5CPPU5.0+IBA0.5CPPU1.0+IBA3.0CPPU3.0+IBA3.0CPPU5.0+IBA3.0表4Table4Effectofrateandthenumb

24、erofbudsunderdifferenttreatment20d50dCPPU2.0ZT2.0TDZ2.0CPPU0.5+ZT1.0+TDZ0.5CPPU0.5+ZT0.5+TDZ1.0CPPU1.0+ZT0.5+TDZ0.5褐化率Browningrate/%0.00d100.00a100.00a100.00a76.67b13.33c平均出芽數(shù)Averagenumberofbudding8.23a0.00c0.00c0.00c5.29b8.65a褐化率Browningrate/%100.00a50.00c90.00ab10.00d56.67c80.00b平均出芽數(shù)Averagenumber

25、ofbudding0.00e8.87b2.00e10.26a5.69c3.88d表5不同轉接方式對愈傷組織分化不定芽的影響Table5Effectoftransferingmethodsonadventitiousbudsofcallus轉接方式Transferingmethod愈傷變化Calluschange褐化率Browningrate/%73.33a0.00b平均分化芽數(shù)Averagenumberofbudding3.00b10.13a懸浮培養(yǎng)+固體培養(yǎng)Suspensionculture+Solidculture固體培養(yǎng)Solidculture形成水漬狀透明胚狀物Mizusawa2sha

26、pedtransparentembryo形成綠色簇狀芽Clusteredgreenbud濃度高的配比誘導的愈傷組織宜在20d后轉接,ZT及該激素濃度高的配比誘導的愈傷組織宜50d后轉接。2.5不同培養(yǎng)方式對愈傷組織分化不定芽的影響由表5可知,懸浮培養(yǎng)的愈傷組織呈水漬透明狀,有玻璃化現(xiàn)象,且形成的芽段粗而矮,葉片卷曲,愈傷組織褐化率達73.33%,平均出芽數(shù)低。懸浮培養(yǎng)形成的芽轉接到固體培養(yǎng)基后部分不定芽水漬狀現(xiàn)象減輕,逐漸正常生長。固體培養(yǎng)基培養(yǎng)形成正常的芽,愈傷組織無褐化現(xiàn)象,每塊愈傷組織平均出芽數(shù)高達10.13個,分離成單株培養(yǎng)后正常生長(圖版,9)。 1994-2010 China Ac

27、ademic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 3期韓婷婷,等:矮叢藍莓葉片的愈傷組織誘導及植株再生6193討論本文以矮叢藍莓Blomidon品種的試管苗葉片為外植體,通過對不同培養(yǎng)基、激素及其配比、轉接時間以及轉接方式對愈傷組織誘導及植株再生影響進行研究,建立了矮叢藍莓Blomidon品種植株葉片再生體系,為進一步研究奠定了基礎。在基本培養(yǎng)基方面,本研究結果表明,B5、MS、WPM培養(yǎng)基均不適宜矮叢藍莓Blomidon葉片愈傷組織的誘導及其植株再生,1/2WPM培養(yǎng)基愈傷誘導率為23.33%,WPM1/2愈傷誘

28、導率可達86.67%,說明降低培養(yǎng)基中總離子濃度、減少離子組織量較少,但等量愈傷組織上分化芽數(shù)較多,而且單一激素及該激素濃度高的配比都有此現(xiàn)象。TDZ也有增加愈傷量的作用,但由TDZ誘導的愈傷組織轉接培養(yǎng)后褐化率高,分化不定芽數(shù)少。這與James等20研究結果比較一致,他們對高叢藍莓離體葉片再生研究發(fā)現(xiàn),ZT在促進不定芽發(fā)生的過程中不經(jīng)歷愈傷組織階段,而TDZ在促進不定芽發(fā)生的過程中一般都經(jīng)歷愈傷組織階段,然后在愈傷組織中發(fā)生不定芽。而與馬懷宇等18在高叢藍莓離體葉片再生研究結果不同,他們研究認為,5.0mgL-1ZT和13.0mgL-1CPPU對藍莓離體葉片再生效果最好,再生率可達85%以上

29、,而加入TDZ只對個別品種的再生有效果,再生率為0%30%。一般研究認為,細胞分裂素和生長素共同控制著多種植物的愈傷組織生長與器官分化,但本實驗中CPPU、ZT與IAA、18研,采用固體培養(yǎng)誘導形成的愈傷組織20d后轉,而ZT誘導形成的愈傷組織50d后轉接較好,轉接天數(shù)可能與切割時愈傷組織大小及其內(nèi)部形態(tài)有關。采用液體懸浮培養(yǎng)會誘發(fā)芽形成,但大多數(shù)芽玻璃化嚴重,雖轉接后逐漸緩解,但畸形芽較多、轉接后易死亡。因此,有關轉接方式還有待進一步研究。滲透勢和壓力,有利于矮叢藍莓葉片愈傷組織誘導分化。這與陶建敏等1研究結果比較一致,他們研究認為,改良的1/2MS(1/2MS大量元素,2倍MS鐵鹽)培養(yǎng)基

30、適合高叢藍莓的培養(yǎng)。相反的,馬懷宇等18對高叢藍莓離體葉片再生研究卻表明,WPM培養(yǎng)基最適合高叢藍莓葉片再生,1/2WPM略次之。此外,James等20研究認為有些植物特別是木本植物適宜在B5培養(yǎng)基培養(yǎng),原因是B5有較低的銨。,0.5mgL-10-1ZT5mgL-1TDZ50d后轉接到固體培養(yǎng)基中,愈傷組織最佳。其中,CP2PU有增加愈傷量的作用,而使用ZT時產(chǎn)生的愈傷參考文獻:1TAOJM(陶建敏),GENGQF(耿其芳),ZHUANGZHM(莊智敏).Constructionofthehigh2efficiencyregenerationsystemofblueberrywithitsle

31、avesJ.ActaBot.Boreal.2Occident.Sin.(西北植物學報),2006,26(3):610-614(inChinese).2WUL(吳林),LIYD(李亞東),ZHANGZHD(張志東),YUQB(于強波).Studiesonthewinterinjuryofhighbush,half2highhigh2bushandlowbushblueberryJ.JournalofFruitScience(果樹學報),2004,21(4):341-345(inChinese).3NICKERSONNL.Invitroshootformationinlowbushblueberr

32、yseedlingexplantsJ.Hortscience,1978,13:698.4SHARONGB,CHEEKC,JELENKOVICG.RegenerationofblueberryplantletsfromleafsegmentsJ.Hortscience,1988,23:763-766.5CALLOWP,HAGHIGHIK,GIROUXM,HANCOCKJ.Invitroshootregenerationonleaftissuefrommicroprogatedhighbushblueber2ryJ.Hortscience,1989,24:373-375.6CHANDLERCK,D

33、RAPERAD.EffectonzeationandziponshootregenerationofthreehighbushblueberryclonesinvitroJ.Hort2science,1986,21:1065-1066.7WOLFDE,ECKP,CHINC.EvaluationofsevenmediaformicropropagationofhighbushblueberryJ.Hortscience,1983,18:703-705.8ROWLANDLJ,ELIZABEtHLO.Useofacytokininconjugateforefficientshootregenerat

34、ionfromleafsectionsofhighbushblueberryJ.Hortscience,1992,27(10):1127-1129.9FRETTJJ,SMAGULAJM.InvitroshootproductionoflowbushblueberryJ.Plantscience,1982,63:467-472.10GARLEYB,STUSHNOFFC,WILDUNGD,READPE.InvitromicropropagationofblueberryhybridsusingsinglebudstemsegmentsandstemtipsJ.Hortscience,1979,14

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