无核种质材料创制岗位
张剑侠 张朝红 刘国甜 徐炎 王跃进
胚挽救技术成苗过程中是发育成熟的胚经过形态建成形成根茎叶,最后成苗。在离体胚萌发成苗过程中会形成正常苗和畸形苗两种。一般情况下,将离体发育成熟的胚株剥离为裸胚,接种在成苗培养基后迅速膨大,萌动并逐步萌发成苗,从胚萌发到成苗的离体发育过程中观察,发现大多数的胚都能萌发形成完整的正常苗,正常苗就是胚萌发后上胚轴出现 2 片子叶,下胚轴形成主根或者没有主根,子叶转绿,继而发育成具有正常的根、茎、真叶及明显节和节间的正常小苗。
但是,有时候在植物胚胎发生过程中外部形态上的畸形是由于内部组织分化的异常引起的。有些胚萌发后不能形成正常小苗,而是呈现畸形。这些畸形苗可大致归纳为6种情况:(1)胚发育,在试管苗形成白化的畸形苗,称为白化苗;(2)胚发育,在试管苗呈现玻璃化,称为玻璃化苗;(3)胚发育萌发胚虽可见上、下胚轴明显伸长,但萌发后形成的试管小苗生长势弱,在发育过程中很容易夭亡,称为徒长苗;(4)胚发育子叶呈扭曲褶皱状或者仅有一片子叶增厚,胚轴矮缩的畸形小苗;(5)胚发育胚轴伸长,子叶狭小皱缩或者无子叶的畸形小苗;(6)胚发育增生很多胚状体聚集,不能伸展出正常真叶的畸形小苗。畸形苗的发生对后期炼苗成活有影响。
因此,在离体胚萌发培养过程中,胚的发育程度越高,对外源激素的要求越简单,甚至在无激素的情况下也可发育成熟,胚发育正常萌发成苗。在胚萌发和成苗阶段选择适宜的培养基,并添加一定的附加物对于提高萌发率和成苗率作用很大,另外可以减少畸形胚萌发成苗率。
我们前期研究发现在胚发育培养基中添加一定量的锌元素或硒元素后,促进了剥离的裸胚的发育,从而有效地降低了畸形苗比率。一般选用的胚萌发培养基为WPM+6-BA0.2mg/L+蔗糖 20g/L+活性炭1g/L的固体胚萌发培养基上,每只试管接1个胚。胚的子叶、胚根有伸长的视为萌发胚。萌发的畸形苗用细胞分裂素BA 浓度较高的培养基MS+BA 2.0 mg/L + IBA 0.5 mg/L+蔗糖 30 g/L的芽丛生培养基,能较快的诱导无核葡萄胚萌发的畸形苗,进一步诱导形成正常茎叶,也可将畸形苗放入2MS+6-BA0.4mg/L +IBA0.1mg/L +香蕉泥500mg/L 转化培养基中,对单子叶畸形苗和子叶扭曲褶皱状畸形苗进行正常植株的转化的成功率较高,一般在裸胚萌发4周后转化是比较适当的时期,转化成功之后再将已经转化好的正常苗,转入生根培养基,促其发育,就可获得完整的正常幼苗。
无核葡萄萌发成苗后,一般为了增加每个杂交种子的基因型的成活率,都会在萌发成苗后对每个杂交单株进行扩繁。选择离体条件下长势良好的胚挽救苗,在1/2×MS+0.3 mg/L IAA培养基上,在这个培养基上诱导生根效果较好,进行继代和扩繁,每100ml三角瓶接种1 个单芽茎段,单芽茎段最好选取植株中间部位,扩繁后能得到较健壮的植株,每株可扩繁3个单芽茎段,培养40天左右,待成苗的根长大于4cm、株高大于5cm以及至少5片叶子时再进行炼苗效果较好。练苗的环境条件控制为培养条件为温度25℃左右,三角瓶中培养基的相对湿度保持为60~70%,光照一般为16小时光照与8小时黑暗交替进行较好。