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摘要:研究诱导香蕉花蕾愈伤组织再生的最佳外植体部位、TDZ(噻苯隆)浓度和光照条件等因素。以2个不同品种的香蕉(桂蕉六号和矮蕉)花蕾的不同部位作为外植体,通过诱导花蕾形成愈伤组织等过程进行研究。试验获得了较高的愈伤组织诱导率,试验中TDZ对花蕾愈伤组织的诱导效果表现出较大差异,桂蕉六号花蕾的顶端和矮蕉花蕾的中部最容易诱导产生愈伤组织,不同外植体对TDZ和光照的敏感程度不同。
关键词:香蕉 花蕾 愈伤组织 TDZ 光照条件
中国的香蕉栽种历史悠久,可追述到2000多年以前。但如今,香蕉的栽种品种较为单一且香蕉多为三倍体,难以通过传统的育种手段对其进行改良。为了提高香蕉品种的多样性、抗病抗寒能力等,通过生物技术手段对香蕉进行品种选育成为必然。将体细胞胚胎研究应用于新品种选育,是一种有效的技术手段,众多学者出于不同的目的,对香蕉体细胞胚胎再生体系进行了系列研究,逐渐形成了以未成熟雄花为外植体诱导获得愈伤组织的方法。由于香蕉的三倍体特性,使得其胚性愈伤组织的诱导困难。试验中普遍采用的外植体多为香蕉花蕾的最顶端部位,因为对大多数植物而言,器官的最顶端往往具有分化能力强、容易被诱导再生等特点。在前期试验的基础上,本试验将不同品种的香蕉花蕾从顶端向下均分成2等分,利用TDZ的强细胞分裂素活性以及不同的光照条件处理来对其进行诱导,通过胚性愈伤组织的诱导率来判断香蕉花蕾作为外植体的最佳部位、最适TDZ浓度以及最佳光照条件等。
1材料和方法
1.1试验品种
试验所选取香蕉花蕾均来自广西大学农学院试验田,品种为桂蕉六号和矮蕉。
1.2试验方法
将各品种香蕉的花蕾苞叶剥离,至10 cm大小,转入超净工作台,备用。在超净工作台进一步将蕉蕾剥离,至大小为4~5 cm,用75%酒精消毒10min后,无菌水清洗干净,备用。以0.2 cm为单位自顶端向下分为顶端、中部两部分。将各部分进一步切割成0.05 cmx0.05 cmx0.1 cm大小的块状外植体,接种于设定好的培养基中(见表1),培养基pH6.0。各配方培养皿接种5皿,每皿接种10块外植体,每个处理重复3次。光照条件分为2种方式:A为直接光暗交替培养(光照12h,暗培养12h交替);B为纯暗培养3 d后再进行光暗交替培养。光照强度为1500~2000 1x;培养室温度(27±a)℃。接种50 d后观察并统计愈伤组织诱导率。愈伤组织诱导率=胚性愈伤组织块数/接种的外植体总数*100%。
2结果与分析
桂蕉六号和矮蕉花蕾愈伤组织的诱导情况分别见表2和表3。
2.1最佳条件的选择
表2结果表明,桂蕉六号花蕾最适宜作为外植体的部位为花蕾的顶端,最适宜条件为光暗交替培养,最适宜培养基为M1。表3结果表明,矮蕉花蕾最适宜作为外植体的部位为花蕾中部,最适宜条件为暗培养3 d后再进行光暗交替培养,最适宜培养基为M3。对2个品种花蕾不同部位外植体的诱导培养,都获得了较高的诱导率。其中桂蕉六号的诱导率最高为43.8%,矮蕉为30.0%。
2.2不同因素的影响
外植体部位的不同,其愈伤组织诱导率的差异也较大。桂蕉六号的花蕾顶端诱导率最高,而矮蕉的花蕾中部诱导率最高。
对于桂蕉六号花蕾,当TDZ浓度为0时,其顶端愈伤组织诱导率最高,为43.8%;其中部愈伤组织诱导率在TDZ浓度为1mg/L时达到最高,为31.3%;对于矮蕉花蕾,TDZ浓度为0时,花蕾顶端的愈伤组织诱导率最高达25.0%,当加入TDZ时,其顶端的愈伤组织诱导反而受到抑制;花蕾中部的愈伤组织诱导率在TDZ浓度达到2 mg/L时达到最大值,30.0%。
暗培养的目的主要是为了提高愈伤组织的诱导率。而在试验中,桂蕉六号花蕾的顶端和中部未进行暗培养处理其愈伤组织诱导率均达到最高,分别为43.8%和31.3%。而矮蕉花蕾的顶端为未进行暗培养处理则达到诱导率最高,中部则为暗培养3 d处理后达到诱导率最高。说明不同品种的香蕉花蕾,其不同的部位对光照条件的敏感度不同。
3小结与讨论
外植体的品种以及选取部位的不同可能会导致愈伤组织诱导的难易程度不同。多数试验选取植株的外植体多为顶端,而在本试验中,矮蕉花蕾最容易诱导产生愈伤组织的外植体部位为其中部,而非顶端。
不同的香蕉花蕾品种以及花蕾的不同部位对TDZ浓度变化的敏感性不同,随着TDZ浓度的上升,桂蕉六号花蕾顶端的愈伤组织诱导率总体呈现下降趋势,尤其是在B条件下;而花蕾中部愈伤组织的诱导率呈现一定的上升。同样的,对于矮蕉花蕾,TDZ浓度为0时,花蕾顶端的愈伤组织诱导率最高,当TDZ浓度达到1mg/L时,其顶端的愈伤组织诱导则完全受到抑制;花蕾中部的愈伤组织诱导率在TDZ浓度达到2 mg/L时,在A、B条件下均达到最大值。由此可以看出,虽然TDZ具有很强的细胞分裂素活性,但并非适用于任何外植体。
光照是组织培养的重要条件之一,但有关光照条件对香蕉愈伤组织的诱导影响方面的文章较少。试验初步研究了2种光照条件对2种香蕉不同部位外植体愈伤组织诱导的影响,结果表明,不同香蕉品种不同部位的外植体对光照的反应不同。相比较而言,同等条件下,桂蕉六号和矮蕉花蕾的中部对光照的敏感性较大。
由于香蕉的三倍体特征,使得香蕉的胚性愈伤组织诱导较为困难,通常其诱导率低于1%。本试验通过对TDZ浓度和光照条件的调控,外植体的选择等成功的获得了较高的诱导率,对今后的试验开展提供了一定的参考价值,但进一步的实验机理研究仍然有待展开。
关键词:香蕉 花蕾 愈伤组织 TDZ 光照条件
中国的香蕉栽种历史悠久,可追述到2000多年以前。但如今,香蕉的栽种品种较为单一且香蕉多为三倍体,难以通过传统的育种手段对其进行改良。为了提高香蕉品种的多样性、抗病抗寒能力等,通过生物技术手段对香蕉进行品种选育成为必然。将体细胞胚胎研究应用于新品种选育,是一种有效的技术手段,众多学者出于不同的目的,对香蕉体细胞胚胎再生体系进行了系列研究,逐渐形成了以未成熟雄花为外植体诱导获得愈伤组织的方法。由于香蕉的三倍体特性,使得其胚性愈伤组织的诱导困难。试验中普遍采用的外植体多为香蕉花蕾的最顶端部位,因为对大多数植物而言,器官的最顶端往往具有分化能力强、容易被诱导再生等特点。在前期试验的基础上,本试验将不同品种的香蕉花蕾从顶端向下均分成2等分,利用TDZ的强细胞分裂素活性以及不同的光照条件处理来对其进行诱导,通过胚性愈伤组织的诱导率来判断香蕉花蕾作为外植体的最佳部位、最适TDZ浓度以及最佳光照条件等。
1材料和方法
1.1试验品种
试验所选取香蕉花蕾均来自广西大学农学院试验田,品种为桂蕉六号和矮蕉。
1.2试验方法
将各品种香蕉的花蕾苞叶剥离,至10 cm大小,转入超净工作台,备用。在超净工作台进一步将蕉蕾剥离,至大小为4~5 cm,用75%酒精消毒10min后,无菌水清洗干净,备用。以0.2 cm为单位自顶端向下分为顶端、中部两部分。将各部分进一步切割成0.05 cmx0.05 cmx0.1 cm大小的块状外植体,接种于设定好的培养基中(见表1),培养基pH6.0。各配方培养皿接种5皿,每皿接种10块外植体,每个处理重复3次。光照条件分为2种方式:A为直接光暗交替培养(光照12h,暗培养12h交替);B为纯暗培养3 d后再进行光暗交替培养。光照强度为1500~2000 1x;培养室温度(27±a)℃。接种50 d后观察并统计愈伤组织诱导率。愈伤组织诱导率=胚性愈伤组织块数/接种的外植体总数*100%。
2结果与分析
桂蕉六号和矮蕉花蕾愈伤组织的诱导情况分别见表2和表3。
2.1最佳条件的选择
表2结果表明,桂蕉六号花蕾最适宜作为外植体的部位为花蕾的顶端,最适宜条件为光暗交替培养,最适宜培养基为M1。表3结果表明,矮蕉花蕾最适宜作为外植体的部位为花蕾中部,最适宜条件为暗培养3 d后再进行光暗交替培养,最适宜培养基为M3。对2个品种花蕾不同部位外植体的诱导培养,都获得了较高的诱导率。其中桂蕉六号的诱导率最高为43.8%,矮蕉为30.0%。
2.2不同因素的影响
外植体部位的不同,其愈伤组织诱导率的差异也较大。桂蕉六号的花蕾顶端诱导率最高,而矮蕉的花蕾中部诱导率最高。
对于桂蕉六号花蕾,当TDZ浓度为0时,其顶端愈伤组织诱导率最高,为43.8%;其中部愈伤组织诱导率在TDZ浓度为1mg/L时达到最高,为31.3%;对于矮蕉花蕾,TDZ浓度为0时,花蕾顶端的愈伤组织诱导率最高达25.0%,当加入TDZ时,其顶端的愈伤组织诱导反而受到抑制;花蕾中部的愈伤组织诱导率在TDZ浓度达到2 mg/L时达到最大值,30.0%。
暗培养的目的主要是为了提高愈伤组织的诱导率。而在试验中,桂蕉六号花蕾的顶端和中部未进行暗培养处理其愈伤组织诱导率均达到最高,分别为43.8%和31.3%。而矮蕉花蕾的顶端为未进行暗培养处理则达到诱导率最高,中部则为暗培养3 d处理后达到诱导率最高。说明不同品种的香蕉花蕾,其不同的部位对光照条件的敏感度不同。
3小结与讨论
外植体的品种以及选取部位的不同可能会导致愈伤组织诱导的难易程度不同。多数试验选取植株的外植体多为顶端,而在本试验中,矮蕉花蕾最容易诱导产生愈伤组织的外植体部位为其中部,而非顶端。
不同的香蕉花蕾品种以及花蕾的不同部位对TDZ浓度变化的敏感性不同,随着TDZ浓度的上升,桂蕉六号花蕾顶端的愈伤组织诱导率总体呈现下降趋势,尤其是在B条件下;而花蕾中部愈伤组织的诱导率呈现一定的上升。同样的,对于矮蕉花蕾,TDZ浓度为0时,花蕾顶端的愈伤组织诱导率最高,当TDZ浓度达到1mg/L时,其顶端的愈伤组织诱导则完全受到抑制;花蕾中部的愈伤组织诱导率在TDZ浓度达到2 mg/L时,在A、B条件下均达到最大值。由此可以看出,虽然TDZ具有很强的细胞分裂素活性,但并非适用于任何外植体。
光照是组织培养的重要条件之一,但有关光照条件对香蕉愈伤组织的诱导影响方面的文章较少。试验初步研究了2种光照条件对2种香蕉不同部位外植体愈伤组织诱导的影响,结果表明,不同香蕉品种不同部位的外植体对光照的反应不同。相比较而言,同等条件下,桂蕉六号和矮蕉花蕾的中部对光照的敏感性较大。
由于香蕉的三倍体特征,使得香蕉的胚性愈伤组织诱导较为困难,通常其诱导率低于1%。本试验通过对TDZ浓度和光照条件的调控,外植体的选择等成功的获得了较高的诱导率,对今后的试验开展提供了一定的参考价值,但进一步的实验机理研究仍然有待展开。