摘要:不同培养基对小麦(Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｖｕｍ Ｌｉｎｎ．)花药愈伤组织诱导和分化的效果不同,以小麦花药为材料,对ＭＳ、Ｎ６、Ｃ１７和Ｋ ４种培养基在小麦花药离体培养中愈伤组织的诱导作用进行了比较。结果表明,小麦花药在４种培养基中愈伤组织诱导率大小顺序为Ｋ＞Ｃ１７＞Ｎ６＞ＭＳ。
关键词:培养基;小麦(Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｖｕｍ Ｌｉｎｎ．)花药;愈伤组织;诱导率
小麦(Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｖｕｍ Ｌｉｎｎ．)花药培养育种是小麦产生单倍体、快速稳定遗传变异的主要途径,具有克服后代分离、缩短育种年限、排除显隐性基因干扰、提高育种选择效率等优点。研究表明,小麦花药培养受亲本基因型、培养基、培养条件等多种因素的影响［１,２］。培养基是小麦花药离体培养的关键,通过对培养基成分的不断改进,可提高愈伤组织的诱导率,因此,不同培养基对小麦花药愈伤组织诱导率的影响不同。
目前,我国小麦单倍体育种中广泛使用的培养基主要有ＭＳ、Ｎ６和Ｃ１７。其中,ＭＳ培养基的无机盐和离子浓度较高,尤其是硝酸盐含量较其他培养基高,广泛用于植物器官、花药、细胞和原生质体培养,效果良好。Ｎ６培养基是１９７４年朱至清等［３］为水稻等禾谷类作物花药培养而设计的,其成分较简单,ＫＮＯ３和(ＮＨ４)２ＳＯ４含量高,在国内已广泛应用于小麦、水稻及其他植物的花药和其他组织培养［４］。Ｃ１７培养基主要适用于小麦的花药培养［５,６］。癸培养基(以下简称Ｋ)是河南省农作物新品种重点实验室筛选出来的适宜于黄淮麦区的小麦花药培养的脱分化培养基［７－１０］。本研究主要探讨了ＭＳ、Ｎ６、Ｃ１７和Ｋ ４种培养基对小麦花药愈伤组织诱导率的影响,为小麦花药培养脱分化培养基的选择提供理论依据。
１ 材料与方法
１．１ 试验材料
１．１．１ 供试材料 试验材料选自河南教育学院生命科学系小麦育种实验中心试验田,取自２０１０～２０１２年１５６个杂交组合的小麦花药。
１．１．２ 培养基 ＭＳ、Ｎ６、Ｃ１７、Ｋ ４种基本培养基,分别添加２．０ ｍｇ／Ｌ ２,４－Ｄ、１．０ ｍｇ／Ｌ ＫＴ,ｐＨ ５．８诱导。
１．２ 试验方法
１．２．１ 取材时期与材料处理 取大田种植经镜检小孢子发育到单核靠边期的小麦幼穗,置４ ℃冰箱内低温预处理２～３ ｄ,７５％乙醇消毒１０ ｓ后在无菌条件下取出小穗中的花药接种于培养基上。
１．２．２ 培养条件 接种后置于暗培养室中,温度控制在２８～２９ ℃,湿度５０％～６０％,培养２５～３０ ｄ后,待愈伤组织长到小米粒大小时统计花药愈伤组织诱导率,并进行了统计学分析。
２ 结果与分析
２．１ 培养基对小麦花药愈伤组织诱导率的影响
从表１可以看出,2012年4种培养基对供试小麦的花药愈伤组织诱导效果不同。２０１０～２０１２年,４种培养基中对小麦花药愈伤组织诱导率最大的为２０１１年Ｋ培养基(４．６６％),最小的为２０１２年ＭＳ培养基(０．２６％)。Ｋ和Ｃ１７培养基的诱导效果明显优于Ｎ６和ＭＳ培养基,且Ｋ培养基对愈伤组织的诱导效果最好,ＭＳ培养基对愈伤组织的诱导效果最差。
２．２ 培养基对小麦花药愈伤组织诱导率的统计分析
４种培养基中愈伤组织诱导率的变异系数总体表现为ＭＳ＞Ｋ＞Ｎ６＞Ｃ１７,说明Ｃ１７培养基诱导小麦花药愈伤组织的稳定性较好。方差分析结果(图1)显示,Ｋ培养基与Ｃ１７培养基的小麦花药愈伤组织诱导率之间的差异达到了显著水平(Ｐ＜０．０５),与Ｎ６、ＭＳ 2种培养基的小麦花药愈伤组织诱导率之间的差异达到了极显著水平(Ｐ＜０．０１)。综上所述,４种培养基的小麦花药愈伤组织诱导效果为Ｋ＞Ｃ１７＞Ｎ６＞ＭＳ,Ｃ１７培养基的诱导稳定性较好。
３ 小结与讨论
１)４种培养基的成分差异。Ｋ和Ｃ１７培养基对小麦花药愈伤组织的诱导效果明显优于Ｎ６和ＭＳ培养基。从培养基的成分来看,较之Ｎ６和ＭＳ,Ｋ和Ｃ１７培养基中均降低了氮素含量,添加了Ｄ－生物素,并且肌醇和蔗糖的含量均比Ｎ６和ＭＳ培养基高出许多,说明低氮、高糖、高肌醇以及Ｄ－生物素的添加对小麦花药愈伤组织诱导率的提高有促进作用。Ｃ１７培养基中氮源(ＮＨ４＋和ＮＯ３－的比例)和其他成分经调整和优化达到合适配比,适合小麦的花药培养,因而提高了小麦花药愈伤组织的诱导率［５－８］。Ｋ培养基是一个在黄淮麦区较适宜的小麦花药培养基。其ＮＯ３－和ＳＯ４２－的含量低于其他培养基,但提高了愈伤组织的诱导率。由此推断,黄淮麦区特殊的基因型和生态类型可能比较适合较低的离子浓度。
２)诱导率差异。４种培养基的小麦花药愈伤组织诱导率大小顺序为Ｋ＞Ｃ１７＞Ｎ６＞ＭＳ。其中,Ｋ培养基愈伤组织诱导率明显高于Ｃ１７培养基,该结果与海燕等［１０］的研究结果较为一致,即Ｋ培养基的愈伤组织平均诱导率比其他培养基都有所提高,且对不同的杂交组合都能表现出优越性,证实了Ｋ培养基是适合于黄淮麦区小麦花药培养的脱分化培养基。Ｃ１７培养基诱导小麦花药愈伤组织的稳定性较好,而海燕等［１０］的研究表明Ｋ培养基诱导愈伤组织的稳定性较好,表明小麦基因型不同,对培养基的适应性和选择性就不同。
参考文献:
［１］ 隋新霞,樊庆琦,李根英,等．小麦花药培养研究进展［Ｊ］．麦类作物学报,２００５,２５(４):１２７－１３１．
［２］ 张晓丽,魏俊杰．影响小麦花药培养的因素［Ｊ］．农业科技通报,２００７(４):１３８－１３９．
［３］ 朱至清,王敬驹,孙敬三．通过氮源比较试验建立一种较好的水稻花药培养基［Ｊ］．中国科学,１９７５,１９(５):４８４－４９０．
［４］ 裴翠娟,胡 含,刘成华．影响小麦花培诱导因素的研究［Ｊ］．作物学报,１９８８,１４(１):３６－３８．
［５］ 王 培,陈玉蓉．Ｃ１７培养基在花药培养中应用的研究［Ｊ］．植物学报,１９８６,２８(１):３８－４５．
［６］ 王 培,陈玉蓉．固体培养基上浸润培养提高花粉植株诱导率的研究［Ｊ］．华北农