基于小孢子培養(yǎng)的芥藍(lán)單倍體育種技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-12-11 11:30
【目的】為提高芥藍(lán)育種效率,對(duì)基于小孢子培養(yǎng)的芥藍(lán)單倍體育種技術(shù)流程進(jìn)行研究。【方法】利用離心管進(jìn)行機(jī)械破碎替代手工研磨提取芥藍(lán)游離小孢子,采用秋水仙素處理芥藍(lán)再生苗,并對(duì)其他技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化!窘Y(jié)果】機(jī)械破碎提取芥藍(lán)小孢子的胚狀體誘導(dǎo)率(11.96%)與手工研磨的胚狀體誘導(dǎo)率(10.80%)無(wú)顯著差異,可用于批量處理樣品、提高芥藍(lán)小孢子提取效率;兩種方法采集芥藍(lán)小孢子進(jìn)行培養(yǎng),共誘導(dǎo)產(chǎn)生胚狀體255個(gè),經(jīng)繼代、生根培養(yǎng)獲得112個(gè)芥藍(lán)再生株系;再生植株大多為單倍體,秋水仙素處理使其存活率和染色體加倍頻率提高;再生株系單株自交獲得芥藍(lán)DH系41個(gè),其中秋水仙素處理的DH成系率達(dá)56.45%,是未處理的4.07倍!窘Y(jié)論】建立了一套較完整有效的芥藍(lán)單倍體育種技術(shù)流程,可在芥藍(lán)育種實(shí)踐中有推廣應(yīng)用,提高芥藍(lán)育種效率。
【文章來(lái)源】:廣東農(nóng)業(yè)科學(xué). 2020,47(03)
【文章頁(yè)數(shù)】:8 頁(yè)
【部分圖文】:
部分芥藍(lán)DH系植株的田間表現(xiàn)
表2 不同方法采集芥藍(lán)小孢子的培養(yǎng)效果Table 2 Culture results of Chinese kale microspores isolated with different methods 材料編號(hào)Material No. 研缽研磨Crushing with mortar 離心管機(jī)械研磨Mechanical crushing with centrifuge tube 采集花蕾數(shù)No. of buds 胚狀體數(shù)No. of embryoid 胚狀體誘導(dǎo)率(%)Embryoid induction rate 采集花蕾數(shù)No. of buds 胚狀體數(shù)No. of embryoid 胚狀體誘導(dǎo)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 合計(jì)Total 1120 121 1120 134 平均Average 80 8.64 10.80 80 9.57 11.96田間觀察發(fā)現(xiàn),未經(jīng)秋水仙素處理的芥藍(lán)再生植株,移栽后絕大多數(shù)生長(zhǎng)緩慢而瘦小,部分提早衰亡,約一半植株能存活并開(kāi)花,但植株普遍較細(xì)小,只有少數(shù)株系能產(chǎn)生花蕾(圖2A)。反觀經(jīng)過(guò)秋水仙素處理的芥藍(lán)植株,移栽后長(zhǎng)勢(shì)更好,大多數(shù)單株存活至開(kāi)花,而且在多數(shù)株系中出現(xiàn)明顯變大的植株(圖2 B、C)。對(duì)芥藍(lán)再生植株的花器官進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)存在多種不同類型的花(圖2D)。其中,未經(jīng)秋水仙素處理的株系,花普遍很小且花藥發(fā)育異常,表現(xiàn)為典型的單倍體(圖2D第1朵花);經(jīng)秋水仙素處理的株系,從花的大小、花瓣和花藥數(shù)量等來(lái)看,其種類多樣,但單倍體花的比例明顯更少,與二倍體對(duì)照類似的花(圖2D第3朵花)明顯增多。此外,秋水仙素處理的芥藍(lán)再生植株,相對(duì)更容易發(fā)現(xiàn)嵌合體,即不同部位葉片和花大小明顯不同植株。上述結(jié)果說(shuō)明,秋水仙素處理提高了芥藍(lán)再生植株的存活率和形成嵌合體的頻率。
表3 不同芥藍(lán)再生株系處理及獲得的DH數(shù)量Table 3 Treatment of regeneration lines derived from different Chinese kale and DH lines obtained 材料編號(hào)Material No. 胚狀體數(shù)No. of embryoid 秋水仙素處理Treated with colchicine 清水對(duì)照Water-control(CK) 再生株系數(shù)量No. of regenerated lines DH系數(shù)量No. of DH lines 再生株系數(shù)量No. of regenerated lines DH系數(shù)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 合計(jì) 255 62 35 50 6注:材料1~5為自交純系,僅保留3個(gè)再生株系用于后續(xù)處理,以減少工作量;每個(gè)再生株系均至少5個(gè)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.圖3 部分芥藍(lán)DH系植株的田間表現(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]植物單倍體的產(chǎn)生、鑒定、形成機(jī)理及應(yīng)用[J]. 殷麗琴,付紹紅,楊進(jìn),李云,王繼勝,王茂林. 遺傳. 2016(11)
[2]芥藍(lán)小孢子培養(yǎng)研究初報(bào)[J]. 李桂花,王亭亭,劉凱,陳漢才,張艷,黎庭耀,藍(lán)華生. 熱帶作物學(xué)報(bào). 2016(08)
[3]秋水仙堿對(duì)油菜小孢子產(chǎn)胚率和再生植株二倍體率的影響[J]. 曾柳,胡承偉,張學(xué)昆,程勇,陸光遠(yuǎn),鄒錫玲. 中國(guó)油料作物學(xué)報(bào). 2016(02)
[4]幾個(gè)芥藍(lán)品種農(nóng)藝性狀及菜薹品質(zhì)比較[J]. 謝景,李智軍,盧文佳,曾晶,索海翠. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào). 2015(22)
[5]大白菜游離小孢子培養(yǎng)技術(shù)高效體系的研究[J]. 李菲,張淑江,章時(shí)蕃,張慧,孫日飛,張振賢. 中國(guó)蔬菜. 2014(08)
[6]芥蘭游離小孢子培養(yǎng)研究[J]. 謝映忠,蔣武生,黃邦海,張曉偉. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué). 2010(10)
[7]芥藍(lán)游離小孢子培養(yǎng)及植株再生研究[J]. 趙前程,李素文,文正華,孫德嶺. 北方園藝. 2007(09)
[8]芥藍(lán)游離小孢子培養(yǎng)初報(bào)[J]. 何杭軍,王曉武,汪炳良. 園藝學(xué)報(bào). 2004(02)
本文編號(hào):3534600
【文章來(lái)源】:廣東農(nóng)業(yè)科學(xué). 2020,47(03)
【文章頁(yè)數(shù)】:8 頁(yè)
【部分圖文】:
部分芥藍(lán)DH系植株的田間表現(xiàn)
表2 不同方法采集芥藍(lán)小孢子的培養(yǎng)效果Table 2 Culture results of Chinese kale microspores isolated with different methods 材料編號(hào)Material No. 研缽研磨Crushing with mortar 離心管機(jī)械研磨Mechanical crushing with centrifuge tube 采集花蕾數(shù)No. of buds 胚狀體數(shù)No. of embryoid 胚狀體誘導(dǎo)率(%)Embryoid induction rate 采集花蕾數(shù)No. of buds 胚狀體數(shù)No. of embryoid 胚狀體誘導(dǎo)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 合計(jì)Total 1120 121 1120 134 平均Average 80 8.64 10.80 80 9.57 11.96田間觀察發(fā)現(xiàn),未經(jīng)秋水仙素處理的芥藍(lán)再生植株,移栽后絕大多數(shù)生長(zhǎng)緩慢而瘦小,部分提早衰亡,約一半植株能存活并開(kāi)花,但植株普遍較細(xì)小,只有少數(shù)株系能產(chǎn)生花蕾(圖2A)。反觀經(jīng)過(guò)秋水仙素處理的芥藍(lán)植株,移栽后長(zhǎng)勢(shì)更好,大多數(shù)單株存活至開(kāi)花,而且在多數(shù)株系中出現(xiàn)明顯變大的植株(圖2 B、C)。對(duì)芥藍(lán)再生植株的花器官進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)存在多種不同類型的花(圖2D)。其中,未經(jīng)秋水仙素處理的株系,花普遍很小且花藥發(fā)育異常,表現(xiàn)為典型的單倍體(圖2D第1朵花);經(jīng)秋水仙素處理的株系,從花的大小、花瓣和花藥數(shù)量等來(lái)看,其種類多樣,但單倍體花的比例明顯更少,與二倍體對(duì)照類似的花(圖2D第3朵花)明顯增多。此外,秋水仙素處理的芥藍(lán)再生植株,相對(duì)更容易發(fā)現(xiàn)嵌合體,即不同部位葉片和花大小明顯不同植株。上述結(jié)果說(shuō)明,秋水仙素處理提高了芥藍(lán)再生植株的存活率和形成嵌合體的頻率。
表3 不同芥藍(lán)再生株系處理及獲得的DH數(shù)量Table 3 Treatment of regeneration lines derived from different Chinese kale and DH lines obtained 材料編號(hào)Material No. 胚狀體數(shù)No. of embryoid 秋水仙素處理Treated with colchicine 清水對(duì)照Water-control(CK) 再生株系數(shù)量No. of regenerated lines DH系數(shù)量No. of DH lines 再生株系數(shù)量No. of regenerated lines DH系數(shù)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 合計(jì) 255 62 35 50 6注:材料1~5為自交純系,僅保留3個(gè)再生株系用于后續(xù)處理,以減少工作量;每個(gè)再生株系均至少5個(gè)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.圖3 部分芥藍(lán)DH系植株的田間表現(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]植物單倍體的產(chǎn)生、鑒定、形成機(jī)理及應(yīng)用[J]. 殷麗琴,付紹紅,楊進(jìn),李云,王繼勝,王茂林. 遺傳. 2016(11)
[2]芥藍(lán)小孢子培養(yǎng)研究初報(bào)[J]. 李桂花,王亭亭,劉凱,陳漢才,張艷,黎庭耀,藍(lán)華生. 熱帶作物學(xué)報(bào). 2016(08)
[3]秋水仙堿對(duì)油菜小孢子產(chǎn)胚率和再生植株二倍體率的影響[J]. 曾柳,胡承偉,張學(xué)昆,程勇,陸光遠(yuǎn),鄒錫玲. 中國(guó)油料作物學(xué)報(bào). 2016(02)
[4]幾個(gè)芥藍(lán)品種農(nóng)藝性狀及菜薹品質(zhì)比較[J]. 謝景,李智軍,盧文佳,曾晶,索海翠. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào). 2015(22)
[5]大白菜游離小孢子培養(yǎng)技術(shù)高效體系的研究[J]. 李菲,張淑江,章時(shí)蕃,張慧,孫日飛,張振賢. 中國(guó)蔬菜. 2014(08)
[6]芥蘭游離小孢子培養(yǎng)研究[J]. 謝映忠,蔣武生,黃邦海,張曉偉. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué). 2010(10)
[7]芥藍(lán)游離小孢子培養(yǎng)及植株再生研究[J]. 趙前程,李素文,文正華,孫德嶺. 北方園藝. 2007(09)
[8]芥藍(lán)游離小孢子培養(yǎng)初報(bào)[J]. 何杭軍,王曉武,汪炳良. 園藝學(xué)報(bào). 2004(02)
本文編號(hào):3534600
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