制干鲜食兼用品种改良岗位
李玉玲 王勇 孙锋 苏来曼·艾则孜 伍国红
葡萄是世界上栽培面积最大的水果,也是我国的一种重要经济作物。而无核葡萄因为食用方便深受广大消费者的喜爱。因而选育品质优良的无核葡萄新品种是国内外育种的一个重要目标。胚挽救技术的出现,使得无核葡萄做母本成为可能,缩短了无核育种年限、扩展了母本选择范围,成为了无核葡萄育种新手段手段[1-2]。葡萄胚挽救效率的高低与亲本基因型、取样时期、培养基、外源物质种类等[3-5]影响因子密切相关。其中,母本类型是影响胚挽救效率的一个关键因素[6]。
对幼胚成苗率的影响因素进行研究,提高育种效率,是胚挽救育种工作的重中之重。本研究以二倍体种子败育型无核品种SP715、SP790、爱神玫瑰、无核玫瑰、瑞都无核怡、苏67、黑奇无核、早康宝、雪蜜无核、中国红玫瑰、奇妙无核、金星无核、碧香无核等21种无核葡萄自然授粉所得胚珠为试材,分析亲本选择、取样时期、及培养基添加物对离体胚珠培养生长发育的影响。本试验旨在探索亲本选择、取样时间对胚挽救效果的影响,为无核葡萄胚挽救育种提供更多的的亲本选择。
1.材料与方法
1.1 供试材料
试验于2021-2023年5-12月在新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所葡萄试验基地、组培实验室进行。供试材料为SP715、SP1345、SP910、SP1153、SP321、SP427、SP721、SP440、SP1216、SP790、爱神玫瑰、无核玫瑰、瑞都无核怡、苏67、黑奇无核、早康宝、雪蜜无核、中国红玫瑰、奇妙无核、金星无核、碧香无核等21种无核葡萄(见表1)。
1.2 试验方法
1.2.1 不同母本基因型对胚挽救效果的影响
在不同无核葡萄品种(系)果实开始变软时将自然授粉葡萄果穗取回实验室,先用流水冲洗果实15min,用 75%酒精消毒30 s 用无菌水冲洗1 次,再用0.5% NaClO消毒 15 min,摇晃数次后用无菌水漂洗 3次。取出胚珠,接种在ER培养基中+60 g/L蔗糖+50 mg·L-1水解酪蛋白+1.211 6 mg · L- 1半胱氨酸+5 g/L琼脂+3 g/L活性炭培养基(pH=5.8),每瓶接种25个胚珠,进行胚发育培养。
1.2.2 不同培养基和激素添加对胚挽救效果的影响
选取早康宝和SP715的胚珠,在发育培养基ER和1/2MS中添加IBA和6-BA,筛选适宜的激素和培养基种类。
1.2.3 不同取样时间对胚挽救效果的影响
选取SP715、雪蜜无核、瑞都无核怡、早康宝、SP790、爱神玫瑰、苏67共6个品种(系),盛花后35d开始,每7d采集一次自交幼果,共采摘4次。
1.2.4 胚萌发阶段胚培养
培养60 d后,在超净工作台上剥取裸胚,然后接种到胚萌发培养基WPM+0.2 mg/L 6-BA+30 g/L蔗糖+5 g/L琼脂+3g/L活性炭(pH=5.8)中培养,120 d后调查发芽率。
剥胚率%=(裸胚数/接种胚珠数)×100;
成苗率%=(试管苗数/接种胚珠数)×100。
2.结果与分析
2.1.筛选新的无核亲本
选取自交组合21个,拓宽胚挽救母本选择范围(见表1)。从成苗率来看(见表2)雪蜜无核、SP790、瑞都无核怡、SP312、SP427、早康宝这6个品种(系)可以考虑作为胚挽救的母本。 特别是雪蜜无核剥胚率和成苗率都较高,可作为无核葡萄胚挽救骨干亲本。
2.2 不同取样时间对剥胚率及出苗率的影响
不同取样时间对胚挽救影响见表3。分析了SP715、雪蜜无核、早康宝、SP790、瑞都无核怡、爱神玫瑰、苏67共7个品种(系),其幼果分别在不同时间采集,将胚珠离体培养后,比较剥胚率和成苗率。在花后35-56d时采集SP715幼果进行胚挽救,在花后56d培养的杂交胚的成苗率最高10.33%,SP715为母本的最适取样时间为花后56 d左右。在花后35-56d时采集雪蜜无核幼果进行胚挽救,在花后56d时剥胚率和成苗率最高,可以达到46.76%、21.53%。早康宝在花后42d时成苗率最高为10.71%,SP790在花后42d时成苗率最高可以达到12.8%,瑞都无核怡在花后49d时成苗率最高,爱神玫瑰和苏67成苗率在49d时最高。
2.3在胚珠培养基中添加6-BA及IBA对剥胚率及出苗率的影响
从表4可以看出,影响无核葡萄胚挽救的最主要因素是母本的基因型,ER培养基和1/2MS培养基对剥胚率和出苗率的影响不大,添加6-BA和IBA均能提高剥胚率和成苗率,只添加6-BA和IBA的效果优于两种激素一起添加。
3.讨论
通过胚挽救技术使种子败育型无核葡萄作母本成为可能,但合子胚的形成能力和发育进程受基因型的调控,因而作为母本无核品种的选择对提高胚挽救效率极其重要。母本材料胚的可挽救性是无核葡萄能否成功胚挽救的关键因素[2,6]。现有的研究结果表明,红宝石无核[7-9]、火焰无核[7-8]、昆香无核[7]、奥迪亚无核[9]、底来特[11] 可挽救性比较好,适宜做母本。无核白[12]、希姆劳特[12]、克瑞森无核[13]等品种胚可挽救性差不适宜做胚挽救的母本。本研究以碧香无核、早康宝等21个无核葡萄自然授粉胚珠为试材,在相同的培养基和处理方式下,以雪蜜无核、瑞都无核怡、SP427、SP790、SP715、SP312为母本的胚挽救的成苗率在8.00-21.25%,高于其他为母本的胚挽救成苗率,说明这6个品种(系)可以作为胚挽救的母本选材。
胚珠内胚的发育程度跟取样时间密切相关,取样过早胚珠发育不良,取样过晚,胚败育[14-15]。有结果表明胚发育至心形胚或更高程度时进行胚挽救,更利于成功[16]。本实验研究表明早康宝和SP790在花后42d,雪蜜无核和SP715在花后56d,瑞都无核怡、苏67和爱神玫瑰在花后49d取样时成苗率最高。也有研究表明相同的品种会因植株的长势,当年的气候因素等影响最佳取样时间。