盧春生,廖福琴,林蕓
(福建省龍巖市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,福建 龍巖 364000)
花生屬于無(wú)限開(kāi)花結(jié)實(shí)的作物,生育期較長(zhǎng),大多數(shù)經(jīng)濟(jì)性狀都是數(shù)量性狀,受多基因控制,遺傳基礎(chǔ)比較狹窄, 缺乏相關(guān)的抗性基因[1]。其栽培種在長(zhǎng)期的種植過(guò)程中,往往由于機(jī)械混雜、生物學(xué)混雜(天然雜交)、不同自然條件和栽培條件的影響、多種病蟲(chóng)害的侵入、品種本身遺傳性發(fā)生變化和自然雜交以及干旱等災(zāi)害的影響[2], 引起基因重組而產(chǎn)生變異,造成品種混雜,種性退化,豐產(chǎn)性變劣,嚴(yán)重影響其產(chǎn)量和品質(zhì)[3]。目前在花生的種性保持中,基本采用株選、莢選、仁選等措施,而且都是在室外或田間進(jìn)行,極易受客觀條件的限制引起再次混雜,因此為了保持品種的固有特性,充分發(fā)揮品種的優(yōu)良特性,根據(jù)雷萍萍等以花生組織培養(yǎng)及高頻率植株再生成功的報(bào)道[4,5],開(kāi)展了利用種仁中的子葉作為外植體,采用不同的培養(yǎng)基進(jìn)行離體組織培養(yǎng)獲得再生植株,再用不同的基質(zhì)種植幼苗移到室外煉苗,使花生幼苗生長(zhǎng)適應(yīng)外界的環(huán)境條件后再定植,從而不受外界條件的影響,以保持品種的遺傳性狀和農(nóng)藝性狀的一致性,延長(zhǎng)優(yōu)良品種的使用壽命,一般可增產(chǎn)10%左右[6]。
咸酥花生加工型花生品種“龍花163”的種仁(該品種于2007年通過(guò)福建省認(rèn)定)。
采用MS基本培養(yǎng)基,附加不同種類(lèi)和濃度的激素。培養(yǎng)溫度為25±3℃,光照強(qiáng)度為1500~2000 LX。光照時(shí)間14 h·d-1,蔗糖用量為30 g·L-1,瓊脂7 g·L-1,pH值為5.4~5.8。
1.3.1 愈傷組織的誘導(dǎo)
選取飽滿(mǎn),無(wú)病蟲(chóng)害,無(wú)萌芽破皮的種仁,將種仁浸泡1~2 h,置于光照培養(yǎng)箱進(jìn)行催芽。2 d后取出催芽后的種子,放在超凈工作臺(tái),經(jīng)體積濃度為70%酒精中浸泡15 s,再置0.1% HgCl2溶液消毒15 min后,用無(wú)菌水沖洗5~7次,剝?nèi)シN皮去掉胚軸、胚葉留下子葉,將子葉節(jié)端插入5種處理進(jìn)行愈傷組織的誘導(dǎo)培養(yǎng)。
處理1:MS+6-BA 4 mg·L-1+2,4-D 1 mg·L-1;
處理2:MS+6-BA 4 mg·L-1+2,4-D 2 mg·L-1;
處理3:MS+6-BA 4 mg·L-1+NAA 0.5 mg·L-1;
處理4:MS+6-BA 4 mg·L-1+NAA 1 mg·L-1;
處理5:MS+6-BA 4 mg·L-1+NAA 0.5 mg·L-1+2,4-D 1 mg·L-1.
1.3.2 愈傷組織的分化
當(dāng)愈傷組織生長(zhǎng)50 d左右,從外植體上切下,轉(zhuǎn)至分化培養(yǎng)基進(jìn)行分化試驗(yàn)。
處理1:MS+6-BA 1 mg·L-1+NAA 0.2 mg·L-1;
處理2:MS+6-BA 1 mg·L-1+NAA 0.5 mg·L-1;
處理3:MS+6-BA 1 mg·L-1+NAA 1 mg·L-1;
處理4:MS+6-BA 0.5 mg·L-1+NAA 0.2 mg·L-1;
處理5:MS+6-BA 1.5 mg·L-1+NAA 0.2 mg·L-1;
處理6:MS+6-BA 2 mg·L-1+NAA 0.2 mg·L-1.
1.3.3 根的誘導(dǎo)
當(dāng)分化長(zhǎng)至數(shù)片真葉約3 cm后,從愈傷組織上切下,轉(zhuǎn)移到生根培養(yǎng)基:
(1) 1/2MS;
(2)1/2MS+IBA 0.5 mg·L-1;
(3)1/2MS+IBA 1 mg·L-1;
(4)1/2MS+IBA 1.5 mg·L-1;
(5)1/2MS+NAA 0.5mg·L-1;
(6)1/2MS+NAA 1mg·L-1上;
(7)1/2MS+NAA 1.5 mg·L-1,誘導(dǎo)生根。
1.3.4 組培苗移栽
將已生根的組培苗搬到室外進(jìn)行煉苗。7 d后洗去瓊脂,在2‰托布津溶液浸泡20 min,晾干后,種植于事先滅過(guò)菌的基質(zhì)上?;|(zhì)采用:(1)腐質(zhì)土;(2)珍珠巖;(3)蛭石;(4)蛭石∶腐質(zhì)土=1∶1。溫度保持25±2℃,濕度>80%,植株成活后大約15 d左右,將組培苗移栽到大田定植。
從表1可以看出,5種培養(yǎng)基都能成功誘導(dǎo)愈傷組織發(fā)生,這說(shuō)明愈傷組織的誘導(dǎo)不受生長(zhǎng)素種類(lèi)的限制[6],但處理1培養(yǎng)基中的愈傷組織較松散,透明;處理2培養(yǎng)基中愈傷組織半透明,基部已經(jīng)褐化變黑;處理3培養(yǎng)基中的愈傷組織緊密,較硬;處理4處理中愈傷組織褐化,堅(jiān)硬;處理5培養(yǎng)基呈淡綠色疏松,說(shuō)明NAA和2,4-D對(duì)花生愈傷組織的誘導(dǎo)效果較單一,同時(shí)添加NAA和2,4-D效果較好。
表1不同激素濃度對(duì)花生愈傷組織誘導(dǎo)的影響
Table1 Effects of different hormone concentration on induction of the peanut callus
處理Treatment外植體數(shù)/個(gè)Numbersof explant誘導(dǎo)率Inductionrate/%愈傷組織形態(tài)Callus morphology14060愈傷組織松散,透明24073愈傷組織半透明,基部已經(jīng)褐化變黑33571愈傷組織緊密,較硬44076愈傷組織褐化,堅(jiān)硬54081愈傷組織淡綠色,疏松
愈傷組織轉(zhuǎn)至分化培養(yǎng)基,經(jīng)過(guò)15 d后,愈傷組織開(kāi)始變綠,30 d后愈傷組織增多,綠色加深,表面變粗,長(zhǎng)出許多小突起,最初為一小綠點(diǎn)進(jìn)而長(zhǎng)成小芽點(diǎn),再生長(zhǎng)成芽,有單芽,也有叢生芽,有的芽多達(dá)5個(gè)以上,70 d后,大部分的小植株出現(xiàn)一對(duì)復(fù)葉,主莖也開(kāi)始伸長(zhǎng),也有個(gè)別只生根,沒(méi)長(zhǎng)芽。從表2可見(jiàn),愈傷組織的誘導(dǎo)不隨著6-BA和NAA的質(zhì)量濃度的提高而提高,較低濃度的6-BA、NAA有利于愈傷組織的分化[7]。
表2不同激素配比對(duì)花生愈傷組織分化的影響
Table2 Effects of different hormone combinations on differentiation of the peanut callus
處理Treatment接種愈傷組織質(zhì)量Weight of inoculatecallus /g分化芽數(shù)Numbers ofdifferentiated bud/個(gè)分化率Differentiationrate/%1234565050505050501598687301816121614
經(jīng)誘導(dǎo)的無(wú)根苗,去黃葉和基部后,單棵接入
誘根培養(yǎng)基培養(yǎng),10 d后,部分外植體切口處有白色根點(diǎn)出現(xiàn),以處理5較明顯(圖1)。20 d后,部分外植體有較粗的根長(zhǎng)出,40 d后,不同培養(yǎng)基的生根率有顯著差異。從表3可見(jiàn),低濃度的NAA有利于根的生長(zhǎng),NAA比IBA效果好[8]。
圖1 培養(yǎng)基上形成的不定芽Fig.1 Adventitious sprouts on medium
處理Treatment接種苗Inoculatedseedling生長(zhǎng)素AuxinIBA/mg·L-1NAA/mg·L-1生根率Rooting rate/%根的形態(tài)Root morpholog130003.3細(xì)小2300.5023.3細(xì)小3301.0033.3細(xì)小4301.5036.7細(xì)小53000.583.3粗壯,側(cè)根多6300163.3粗壯,側(cè)根多73000.563.3粗壯,側(cè)根多
對(duì)已生根的花生組培苗搬到室外進(jìn)行煉苗,其幼苗見(jiàn)圖2。從表4可見(jiàn),以蛭石∶腐殖土=1∶1基質(zhì)的成活率最高,達(dá)90%。植株成活后大約15 d左右,將組培苗移栽到大田。組培苗室外移栽的最佳時(shí)期是3月份,4月上旬即可移栽田間,讓其有充分的緩苗時(shí)期,不誤農(nóng)季。
圖2 培養(yǎng)基上的再生植株Fig.2 Plant regeneration on medium
Table4 Effects of culture medium on the survival rate of peanut seedlings
處理Treatment 基質(zhì)Matrix 移栽苗/株Transplantedseedling成活率Survivalrate/%1234腐質(zhì)土珍珠巖蛭石蛭石∶腐殖土=1∶15050555071677690
本實(shí)驗(yàn)采用的花生品種龍花163是由粵油256經(jīng)250GyCo-γ射線(xiàn)照射干種子選育而成的品種,其種仁顆粒大,分泌色素多,種子萌發(fā)時(shí)間相對(duì)長(zhǎng),污染率高。消毒殺菌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)極易影響胚的萌動(dòng)能力,造成發(fā)芽率低,不利于下一步工作的開(kāi)展。
花生愈傷組織的誘導(dǎo)較容易,但愈傷組織的分化較困難,分化率較低,這與前人的試驗(yàn)結(jié)果一致[9,10]。
花生組培苗移栽較困難,經(jīng)過(guò)多種基質(zhì)的反復(fù)試驗(yàn)得出:健壯、高3 cm以上組培苗成活率高,弱小苗成活率低。試管苗在3月份進(jìn)行移栽,用塑料薄膜罩住,以免水分喪失過(guò)快,10 d后揭去塑料薄膜,成活率達(dá)90%。
本試驗(yàn)采用單一的NAA和2,4-D對(duì)花生愈傷組織的誘導(dǎo)效果較差,混合NAA和2,4-D更有利于愈傷組織的分化、不定芽的形成,效果較好。對(duì)已生根的花生組培苗搬到室外進(jìn)行煉苗,以蛭石∶腐殖土=1∶1基質(zhì)的成活率最高,達(dá)90%。
若組培苗定植時(shí)間晚,開(kāi)花生育期較晚,所結(jié)的果莢數(shù)、飽果率、鮮果重、分枝數(shù)等不如直播花生多。
本試驗(yàn)以花生種仁的子葉為外植體獲得了組培苗的高成活率,每個(gè)愈傷組織再生不定芽數(shù)較多,以種子為供試材料,可以不受季節(jié)限制,可為花生遺傳轉(zhuǎn)化、體細(xì)胞雜交及花生種性保持的應(yīng)用提供有效的培養(yǎng)方法。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]孫大榮.花生育種學(xué)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,1998:130-131.
[2]萬(wàn)書(shū)波.中國(guó)花生栽培學(xué)[M].上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,2003:163-165.
[3]王在序,蓋樹(shù)人.山東花生[M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,1999:136-139.
[4]雷萍萍,李美芹,張力凡,等.花生組織培養(yǎng)及高頻率植株再生[J].中國(guó)油料作物學(xué)報(bào),2009,31(2):163-166.
[5]任艷.花生組織培養(yǎng)技術(shù)的優(yōu)化研究[D].青島:中國(guó)海洋大學(xué),2012:5-8.
[6]郝世俊,隋炯明,喬利仙,等.花生組培苗嫁接技術(shù)的研究[J].青島農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2010,27(2):110-113.
[7]朱統(tǒng)國(guó),宋傳雪,趙長(zhǎng)星,等.不同類(lèi)型花生嫁接對(duì)植株幼苗生長(zhǎng)的影響[J].農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào),2012,2(10):5-8.
[8]曹孜義,劉國(guó)民.實(shí)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)教程[M].蘭州:甘肅科學(xué)技術(shù)出版社,2002:58-63.
[9]李長(zhǎng)生,夏晗,盧金東,等.利用嫁接提高花生離體再生或轉(zhuǎn)基因苗成活率的研究[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2009,25(20):63-67.
[10]王允.花生子葉再生體系及轉(zhuǎn)化體系的建立與優(yōu)化[D].鄭州:河南農(nóng)業(yè)大學(xué),2012.