基于小孢子培养的芥蓝单倍体育种技术研究

发布时间：2021-12-11 11:30

　　【目的】为提高芥蓝育种效率,对基于小孢子培养的芥蓝单倍体育种技术流程进行研究。【方法】利用离心管进行机械破碎替代手工研磨提取芥蓝游离小孢子,采用秋水仙素处理芥蓝再生苗,并对其他技术环节进行优化。【结果】机械破碎提取芥蓝小孢子的胚状体诱导率（11.96%）与手工研磨的胚状体诱导率（10.80%）无显著差异,可用于批量处理样品、提高芥蓝小孢子提取效率;两种方法采集芥蓝小孢子进行培养,共诱导产生胚状体255个,经继代、生根培养获得112个芥蓝再生株系;再生植株大多为单倍体,秋水仙素处理使其存活率和染色体加倍频率提高;再生株系单株自交获得芥蓝DH系41个,其中秋水仙素处理的DH成系率达56.45%,是未处理的4.07倍。【结论】建立了一套较完整有效的芥蓝单倍体育种技术流程,可在芥蓝育种实践中有推广应用,提高芥蓝育种效率。 

【文章来源】：广东农业科学. 2020,47(03)

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

部分芥蓝DH系植株的田间表现

表2 不同方法采集芥蓝小孢子的培养效果Table 2 Culture results of Chinese kale microspores isolated with different methods 材料编号Material No. 研钵研磨Crushing with mortar 离心管机械研磨Mechanical crushing with centrifuge tube 采集花蕾数No. of buds 胚状体数No. of embryoid 胚状体诱导率(%)Embryoid induction rate 采集花蕾数No. of buds 胚状体数No. of embryoid 胚状体诱导率(%)Embryoid induction rate 1 80 19 23.75 80 15 18.75 2 80 17 21.25 80 14 17.50 3 80 3 3.75 80 4 5.00 4 80 5 6.25 80 3 3.75 5 80 1 1.25 80 3 3.75 6 80 22 27.50 80 25 31.25 7 80 16 20.00 80 11 13.75 8 80 10 12.50 80 13 16.25 9 80 5 6.25 80 10 12.50 10 80 8 10.00 80 7 8.75 11 80 3 3.75 80 8 10.00 12 80 3 3.75 80 9 11.25 13 80 5 6.25 80 7 8.75 14 80 4 5.00 80 5 6.25 合计Total 1120 121 1120 134 平均Average 80 8.64 10.80 80 9.57 11.96田间观察发现,未经秋水仙素处理的芥蓝再生植株,移栽后绝大多数生长缓慢而瘦小,部分提早衰亡,约一半植株能存活并开花,但植株普遍较细小,只有少数株系能产生花蕾(图2A)。反观经过秋水仙素处理的芥蓝植株,移栽后长势更好,大多数单株存活至开花,而且在多数株系中出现明显变大的植株(图2 B、C)。对芥蓝再生植株的花器官进行观察,发现存在多种不同类型的花(图2D)。其中,未经秋水仙素处理的株系,花普遍很小且花药发育异常,表现为典型的单倍体(图2D第1朵花);经秋水仙素处理的株系,从花的大小、花瓣和花药数量等来看,其种类多样,但单倍体花的比例明显更少,与二倍体对照类似的花(图2D第3朵花)明显增多。此外,秋水仙素处理的芥蓝再生植株,相对更容易发现嵌合体,即不同部位叶片和花大小明显不同植株。上述结果说明,秋水仙素处理提高了芥蓝再生植株的存活率和形成嵌合体的频率。

表3 不同芥蓝再生株系处理及获得的DH数量Table 3 Treatment of regeneration lines derived from different Chinese kale and DH lines obtained 材料编号Material No. 胚状体数No. of embryoid 秋水仙素处理Treated with colchicine 清水对照Water-control(CK) 再生株系数量No. of regenerated lines DH系数量No. of DH lines 再生株系数量No. of regenerated lines DH系数量No. of DH lines 1 34 2 1 1 0 2 31 2 1 1 0 3 7 2 0 1 0 4 8 2 0 1 0 5 4 2 1 1 0 6 47 12 6 8 2 7 27 10 5 10 3 8 23 10 6 6 1 9 15 4 3 4 0 10 15 3 3 4 0 11 11 3 3 4 0 12 12 5 3 4 0 13 12 3 2 3 0 14 9 2 1 2 0 合计 255 62 35 50 6注:材料1～5为自交纯系,仅保留3个再生株系用于后续处理,以减少工作量;每个再生株系均至少5个植株。Note: Material No.1 to No.5 were inbred lines, only 3 regenerated lines of each accession were used in subsequent processing to reduce work load; every regenerated line contains at least 5 individual plants.图3 部分芥蓝DH系植株的田间表现

【参考文献】：
期刊论文
[1]植物单倍体的产生、鉴定、形成机理及应用[J]. 殷丽琴,付绍红,杨进,李云,王继胜,王茂林.  遗传. 2016(11)
[2]芥蓝小孢子培养研究初报[J]. 李桂花,王亭亭,刘凯,陈汉才,张艳,黎庭耀,蓝华生.  热带作物学报. 2016(08)
[3]秋水仙碱对油菜小孢子产胚率和再生植株二倍体率的影响[J]. 曾柳,胡承伟,张学昆,程勇,陆光远,邹锡玲.  中国油料作物学报. 2016(02)
[4]几个芥蓝品种农艺性状及菜薹品质比较[J]. 谢景,李智军,卢文佳,曾晶,索海翠.  中国农学通报. 2015(22)
[5]大白菜游离小孢子培养技术高效体系的研究[J]. 李菲,张淑江,章时蕃,张慧,孙日飞,张振贤.  中国蔬菜. 2014(08)
[6]芥兰游离小孢子培养研究[J]. 谢映忠,蒋武生,黄邦海,张晓伟.  广东农业科学. 2010(10)
[7]芥蓝游离小孢子培养及植株再生研究[J]. 赵前程,李素文,文正华,孙德岭.  北方园艺. 2007(09)
[8]芥蓝游离小孢子培养初报[J]. 何杭军,王晓武,汪炳良.  园艺学报. 2004(02)



本文编号：3534600