不结球白菜游离小孢子培养及再生植株的倍性鉴定
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从表2可以看出,在不同开花时期进行培养, 小孢子胚诱导率差异显著。第l朵花蕾开花后6~ 10 d培养,胚诱导率最高可达3.08爪/蕾,l 1一 15 d次之。在开花后不到5 d和16—20 d两个时期
培养,胚诱导率分别为1.17爪/蕾和1.50似蕾。
开花前(小于0 d)和大于20 d接种胚诱导率较 低。这可能由于在开花初期和末期,同一花蕾中小 孢子发育的同步性较差,单核靠边期的小孢子占的 比例较小,相应小孢子胚诱导率也较低。
不结球白菜(口麟5池c口碑聊£巾ssp.c^i聊瑚厶Makino)原产中国,是长江中、下游地区人们喜食的 蔬菜。在蔬菜周年供应上,尤其是淡季供应上占有重要的地位。不结球白菜是异花授粉植物,天然杂交 率高,在育种上获得一个纯系需要5~6年的时间。游离小孢子培养可以获得双单倍体植株,大大节省 纯化时间和工作量。小孢子还是一种优良的转化受体,它具备了单细胞和单倍体两个特性,不会获得杂 合体或嵌合体,因此是突变体筛选和基因工程研究的理想材料。曹鸣庆等…首次报道不结球白菜游离 小孢子培养获得成功。李岩等口]、卢钢等旧】、蒋武生等H1和耿建峰等”o获得不结球白菜小孢子再生植 株,并对影响培养的基本因素进行了分析。但与结球白菜、甘蓝、花椰菜、甘蓝型油菜等作物相比,不 结球白菜游离小孢子培养研究起步较晚,技术还不完善,可重复性不高。本研究以10份不结球白菜品 种为材料,在前人研究基础上,对在不同开花时期取样和不同质量浓度琼脂上培养的小孢子胚再生进行 研究,获得了大量子叶形胚状体和再生植株,并分析其倍性组成,为不结球白菜小孢子培养及其应用提 供依据。
centration f而m 8 g-L一1 to 12 g·L-。coIIld signific明tly promote tlle regenemtion 0f efIlbry∞. B踞ed on the now cytomen了彻d
identification of tlIe morPhoIo百cal char跚teristics,a hjgIl level of tIle spontaII鲫us doubling e硒ciency如m microspore-derived plants
showed
that tIle gen呻,I)e w∞theⅡ啪limponant fhc£or册tlle induciIlg mte 0f IIIicrospo陀-derived embry∞,卸d no si印ific鲫t d赶brence
w够ob∞nred between reciprocal cmss.The b∞t innore卵ence age of tIle donor plallts w∞6—10 d妇er bloom. Higher ag盯con—
Isolated IIliCrospore culture and ploidy identi6cation of
血crospore·deriVed plants in曰,扭ss如口c口朋pPs历叠ssp.c,t切P乃s豇
ce鹏tics蚰d咖lasm CHENG Y加,BAN Qing·yll,WANG Qi粕,HOU xi·lin’
CA DFC290显微镜下观察游离小孢子的发育情况。25 d后统计子叶形胚数。于7个不同开花时期(开花 前、开花1—5 d、6一lO d、ll—15 d、16—20 d、2l~27 d、>28 d)取样,单株开第l朵花为第l天。 1.3小孢子胚的再生成苗
子叶形胚转绿后转移到固体培养基上(B5+O.2 mg·L-1 6一BA+O.02 mg·L。1 NAA+30 g·L一蔗 糖+琼脂(8、lO、12 g·L一))进行分化培养。每处理接种15瓶。4周后,统计小孢子胚的成苗率。
2结果与分析
2.1小孢子离体培养的发育情况 刚分离_}l:的小孢子形状为圆球形,有3条明显的萌发沟,正处于单核靠边期(图1一A),高温热激
后细胞膨大并启动分裂(图1一B),培养5 d时分裂成多细胞团(图1一C),lO d后肉眼可见到圆球形 胚形成(图l—D),继nli发育成心形胚(图1一E)、鱼雷形胚(图1一F)、子叶形胚(图l—G)。将生 长良好的小孢子胚转移到固体培养基中(图l—H),部分胚玻璃化、褐化死亡(图l—I),多数胚开始 直立生长,子叶膨大,生长点萌动,逐渐长出真叶(图l—J)。经过多次继代诱导生根后进行驯化移栽 (图1一K),最后将小孢子植株移人人阳乍长(图1一L),
将生根良好的再生植株炼苗l周左右,移栽到基质中(y(草炭):y(蛭石):y(珍珠岩)= 3:3:1)。2周后移栽到大田,管理措施同普通植株。 1.4小孢子再生植株的倍性鉴定
在试管苗移栽2周后,选取暑绿和黄帮小孢子再生植株各30株参照张振超等∞!的测定方法,采用 美国Beckman Coulter公司生产的Epics xL型流式细胞仪测定DNA含量,以普通二倍体材料作为对照。 开花期对所有再生植株进行形态鉴定。
成妍,班青宇,王倩,侯喜林+
(南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室,江苏南京210095)
摘要:对影响不结球白菜小孢子培养和植株再生的几个因素及再生植株的倍性进行分析。结果表明:基因型是影响小孢
子胚诱导率的最重要因子,正反交材料的胚诱导率无显著差异;供体植株开花后6一10 d培养可获得高的胚诱导率;琼
对再生植株用流式细胞仪进行倍性检测(图2为流式直方图),二倍体对照与双单倍体的分离峰都
矿
19
O 0
万方数据
200
4∞
枷800
荧光强度 nuo坤s伸nPP int帅Bity
荧光强度
Fl山Ⅱt卵enPP m啮ity
图2不同倍性植株的DNA含量峰值
pI蛐 n孚2 DNA∞咄nt of m岫b啪山dim阳nt
图l不结球白菜小孢子在离体培养中的发育过程
n蛋l Dlevdopment proce鲻of lIlicr惦pore of non.h∞mng Chine∞cabbage如p咖
A.刚游离的小孢子(x400)Fresh micm8I,‘,”;B.膨大的小饱子(x400)Swelling mirnHpore;C.分裂成细胞团(×200)Divid. ing 10 cell agf;lomPm旧;D.圆球形胚(×40)G10bulⅡembryo;E.心形胚(×20)Hean sIage embryo;F.鱼雷形胚(×20)Torpedo sla矿 embryo;C.子叶形胚(×6.3)Cotyledo”ary embryos;H.小孢子胚再生Embry∞regenerating;1.再生中玻璃化V“6ca60n;J.再,£植 株Regeneraled planIlPl‘;K.移栽成陌PlantlPh anPrlran5plantation;L田问生长状况Plant gr0诵ng in neld
南京农业大学学报2009,32(2):25—29
J0u舢f矿№咖增船廊础u划‰i眦s毋
hnp://nauxb.11jau.edu.cn
成妍,班青宇,王倩,等.不结球白菜游离小孢子培养及再生植株的倍性鉴定[J].南京农业大学学报,2009,32(2):25—29
不结球白菜游离小孢子培养及再生植株的倍性鉴定
收稿日期:2007一11—05 基金项目:国家863计划项目(2006AAI∞l嬲, 作者简介:成妍,博士研究生。‘通讯作者:侯喜林,教授,从事蔬菜遗传育种及分子生物学研究,E一毗il:hxl@nj毗edlL蜘。
万方数据
南京农业大学学报
第32卷
1.2小孢子的分离和培养 小孢f分离参照耿建峰等’5。的方法。每皿接4个花蕾:33℃培养24 h后转入25℃黑暗培养。在LEI-
28
南京农业大学学报
第32卷
出现在荧光强度为140处(图2一A),单倍体的分离峰都出现在荧光强度为70处(图2一B);若分离 峰出现在其他位置则为其他倍性的材料,若出现多个分离峰则为混倍体。追踪这些植株于抽薹开花时进 行形态鉴定,单倍体植株矮小细弱、分枝多、叶片细长、无花粉或败蕾;双单倍体植株同二倍体对照, 生长发育良好、有花粉。两种倍性分析方法结果一致,表明通过流式细胞仪可以准确鉴别小孢子再生植 株的倍性。由表4可知,获得的再生株大多数为双单倍体,说明不结球白菜在小孢子培养过程中自然加 倍率较高,其中暑绿的双单倍体比率高达90%。这町能是由于单倍体植株忍受田间不利环境的能力较 差,死苗率高,而双倍体植株相对健壮,存活率高。基因型差异在再生株的自然加倍率上也有体现,在 相同的培养与生长条件下,黄帮比暑绿的双单倍体比率低很多(表4)。本试验中没有发现混倍体或其 他倍性较高的植株。
脂在8一12 g·L“范围内,随着质量浓度的提高可显著提高小孢子胚再生率。结合流式细胞仪和植株形态鉴定,不结球
白菜小孢子再生植株自然加倍率总体水平较高,有的高达90%,但不同基因型间有明显差异。
关键词:不结球白菜;小孢子培养;再生植株;倍性鉴定
中图分类号:S634.3
文献标志码:A
文章编号:1000一2030(2009)02—0025—05
E融t TaMe 3
of a韵r concent均ti仙on regenera廿on 0f
microspore embry惦
2.4琼脂质量浓度对小孢子胚再生植株的影响 从表3可以看出,在不同质量浓度琼脂的培养基上,小孢子胚再生率差异显著。当琼脂为8 g·L一
时,多数小孢子胚玻璃化,有些甚至褐化死亡,只有少数胚能直接成苗,大多数胚产生愈伤后才分化成 苗。接种在琼脂为lO g·L。1和12 g·L’1的培养基上,2种材料小孢子胚的再生率都明显提高。相同条 件下黄帮的小孢子胚再生率低于暑绿。黄帮在琼脂浓度为10 g·L‘1和12 g·L一时,小孢子胚再生率没 有显著差异。 2.5小孢子再生植株的倍性分析
1材料与方法
1.1材料 供试不结球白菜材料为暑绿、寒笑、矮抗五号、矮抗六号、黄邦、N14一17×N29一168、N29一168×
N14一17、苏州青、二青、N30一25。于2005年10月上旬育苗,11月上旬移栽于南京农业大学园艺学 院江浦试验站,2006年3月上旬进人花期,栽培管理措施同一般大田。
(State Ke)r Iabo阳tory 0f Crop
Enh锄cement,NanjiIIg A鲥culturaI Ullive嵋时,№njiIlg 210095,Cllim)
C}Iine∞cabbage唧studied.The瑚ult8 Ah缸act:Several fjcto略a船cting i∞I砷ed fnjc瑚P0忧cIIltllM of n∞-heading
2.2不同基因型小孢子胚诱导率的差异比较 从表1可以看出,供试的10个基因型都获得了胚状体,但不同基因型小孢子胚胎发生能力差异很
万方数据
第2期
成妍,等:不结球白菜游离小孢子培养及再生植株的倍性鉴定
27
大,出胚率最高的基因型N29—168×N14一17 (27.5个/蕾)是苏州青(0.14个/蕾)的近200 倍。方差分析显示,正反杂交组合基因型N14— 17×N29—168、N29一168×N14一17问小孢子胚诱 导率无显著差异。 2.3不同开花时期对小孢子胚诱导率的影响
表2 开花时期对小孢子胚诱导率的影响 Thbk 2 h田uence of innore虻ence a鸯e on induce瑚哪毗r砒e
of IIIicrospore embry惦
表l 不同基因型小孢子胚诱导率的比较
Thble 1 Compari鲫n of inducement门te of IIIicmsp0M哪-
bry惦in di仃erent genotyp鹤
注:不同J二标字母表示在O.05水平差异显著。 Note:111e di雎rent supeMripIlette舟indicate 8i和雠∞l diIX眦me
at O.05 l“e1.The 8ame∞follaw8.
表3琼脂质量浓度对小孢子胚再生的影响
ge肿呻幅. w晒obsenred in non-heading Chinese cabbage,even lo 90%,柚d there were obvious di仃erences between 蛋沁y words:蜀_0黯缸D c口删螂tr厶Bsp.c^洫w厶;Inicr∞pore cllltu阳;mgenerated pl锄t8;p10idy identification
培养,胚诱导率分别为1.17爪/蕾和1.50似蕾。
开花前(小于0 d)和大于20 d接种胚诱导率较 低。这可能由于在开花初期和末期,同一花蕾中小 孢子发育的同步性较差,单核靠边期的小孢子占的 比例较小,相应小孢子胚诱导率也较低。
不结球白菜(口麟5池c口碑聊£巾ssp.c^i聊瑚厶Makino)原产中国,是长江中、下游地区人们喜食的 蔬菜。在蔬菜周年供应上,尤其是淡季供应上占有重要的地位。不结球白菜是异花授粉植物,天然杂交 率高,在育种上获得一个纯系需要5~6年的时间。游离小孢子培养可以获得双单倍体植株,大大节省 纯化时间和工作量。小孢子还是一种优良的转化受体,它具备了单细胞和单倍体两个特性,不会获得杂 合体或嵌合体,因此是突变体筛选和基因工程研究的理想材料。曹鸣庆等…首次报道不结球白菜游离 小孢子培养获得成功。李岩等口]、卢钢等旧】、蒋武生等H1和耿建峰等”o获得不结球白菜小孢子再生植 株,并对影响培养的基本因素进行了分析。但与结球白菜、甘蓝、花椰菜、甘蓝型油菜等作物相比,不 结球白菜游离小孢子培养研究起步较晚,技术还不完善,可重复性不高。本研究以10份不结球白菜品 种为材料,在前人研究基础上,对在不同开花时期取样和不同质量浓度琼脂上培养的小孢子胚再生进行 研究,获得了大量子叶形胚状体和再生植株,并分析其倍性组成,为不结球白菜小孢子培养及其应用提 供依据。
centration f而m 8 g-L一1 to 12 g·L-。coIIld signific明tly promote tlle regenemtion 0f efIlbry∞. B踞ed on the now cytomen了彻d
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子叶形胚转绿后转移到固体培养基上(B5+O.2 mg·L-1 6一BA+O.02 mg·L。1 NAA+30 g·L一蔗 糖+琼脂(8、lO、12 g·L一))进行分化培养。每处理接种15瓶。4周后,统计小孢子胚的成苗率。
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2.1小孢子离体培养的发育情况 刚分离_}l:的小孢子形状为圆球形,有3条明显的萌发沟,正处于单核靠边期(图1一A),高温热激
后细胞膨大并启动分裂(图1一B),培养5 d时分裂成多细胞团(图1一C),lO d后肉眼可见到圆球形 胚形成(图l—D),继nli发育成心形胚(图1一E)、鱼雷形胚(图1一F)、子叶形胚(图l—G)。将生 长良好的小孢子胚转移到固体培养基中(图l—H),部分胚玻璃化、褐化死亡(图l—I),多数胚开始 直立生长,子叶膨大,生长点萌动,逐渐长出真叶(图l—J)。经过多次继代诱导生根后进行驯化移栽 (图1一K),最后将小孢子植株移人人阳乍长(图1一L),
将生根良好的再生植株炼苗l周左右,移栽到基质中(y(草炭):y(蛭石):y(珍珠岩)= 3:3:1)。2周后移栽到大田,管理措施同普通植株。 1.4小孢子再生植株的倍性鉴定
在试管苗移栽2周后,选取暑绿和黄帮小孢子再生植株各30株参照张振超等∞!的测定方法,采用 美国Beckman Coulter公司生产的Epics xL型流式细胞仪测定DNA含量,以普通二倍体材料作为对照。 开花期对所有再生植株进行形态鉴定。
成妍,班青宇,王倩,侯喜林+
(南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室,江苏南京210095)
摘要:对影响不结球白菜小孢子培养和植株再生的几个因素及再生植株的倍性进行分析。结果表明:基因型是影响小孢
子胚诱导率的最重要因子,正反交材料的胚诱导率无显著差异;供体植株开花后6一10 d培养可获得高的胚诱导率;琼
对再生植株用流式细胞仪进行倍性检测(图2为流式直方图),二倍体对照与双单倍体的分离峰都
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图l不结球白菜小孢子在离体培养中的发育过程
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A.刚游离的小孢子(x400)Fresh micm8I,‘,”;B.膨大的小饱子(x400)Swelling mirnHpore;C.分裂成细胞团(×200)Divid. ing 10 cell agf;lomPm旧;D.圆球形胚(×40)G10bulⅡembryo;E.心形胚(×20)Hean sIage embryo;F.鱼雷形胚(×20)Torpedo sla矿 embryo;C.子叶形胚(×6.3)Cotyledo”ary embryos;H.小孢子胚再生Embry∞regenerating;1.再生中玻璃化V“6ca60n;J.再,£植 株Regeneraled planIlPl‘;K.移栽成陌PlantlPh anPrlran5plantation;L田问生长状况Plant gr0诵ng in neld
南京农业大学学报2009,32(2):25—29
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成妍,班青宇,王倩,等.不结球白菜游离小孢子培养及再生植株的倍性鉴定[J].南京农业大学学报,2009,32(2):25—29
不结球白菜游离小孢子培养及再生植株的倍性鉴定
收稿日期:2007一11—05 基金项目:国家863计划项目(2006AAI∞l嬲, 作者简介:成妍,博士研究生。‘通讯作者:侯喜林,教授,从事蔬菜遗传育种及分子生物学研究,E一毗il:hxl@nj毗edlL蜘。
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南京农业大学学报
第32卷
1.2小孢子的分离和培养 小孢f分离参照耿建峰等’5。的方法。每皿接4个花蕾:33℃培养24 h后转入25℃黑暗培养。在LEI-
28
南京农业大学学报
第32卷
出现在荧光强度为140处(图2一A),单倍体的分离峰都出现在荧光强度为70处(图2一B);若分离 峰出现在其他位置则为其他倍性的材料,若出现多个分离峰则为混倍体。追踪这些植株于抽薹开花时进 行形态鉴定,单倍体植株矮小细弱、分枝多、叶片细长、无花粉或败蕾;双单倍体植株同二倍体对照, 生长发育良好、有花粉。两种倍性分析方法结果一致,表明通过流式细胞仪可以准确鉴别小孢子再生植 株的倍性。由表4可知,获得的再生株大多数为双单倍体,说明不结球白菜在小孢子培养过程中自然加 倍率较高,其中暑绿的双单倍体比率高达90%。这町能是由于单倍体植株忍受田间不利环境的能力较 差,死苗率高,而双倍体植株相对健壮,存活率高。基因型差异在再生株的自然加倍率上也有体现,在 相同的培养与生长条件下,黄帮比暑绿的双单倍体比率低很多(表4)。本试验中没有发现混倍体或其 他倍性较高的植株。
脂在8一12 g·L“范围内,随着质量浓度的提高可显著提高小孢子胚再生率。结合流式细胞仪和植株形态鉴定,不结球
白菜小孢子再生植株自然加倍率总体水平较高,有的高达90%,但不同基因型间有明显差异。
关键词:不结球白菜;小孢子培养;再生植株;倍性鉴定
中图分类号:S634.3
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2.4琼脂质量浓度对小孢子胚再生植株的影响 从表3可以看出,在不同质量浓度琼脂的培养基上,小孢子胚再生率差异显著。当琼脂为8 g·L一
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1材料与方法
1.1材料 供试不结球白菜材料为暑绿、寒笑、矮抗五号、矮抗六号、黄邦、N14一17×N29一168、N29一168×
N14一17、苏州青、二青、N30一25。于2005年10月上旬育苗,11月上旬移栽于南京农业大学园艺学 院江浦试验站,2006年3月上旬进人花期,栽培管理措施同一般大田。
(State Ke)r Iabo阳tory 0f Crop
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C}Iine∞cabbage唧studied.The瑚ult8 Ah缸act:Several fjcto略a船cting i∞I砷ed fnjc瑚P0忧cIIltllM of n∞-heading
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万方数据
第2期
成妍,等:不结球白菜游离小孢子培养及再生植株的倍性鉴定
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大,出胚率最高的基因型N29—168×N14一17 (27.5个/蕾)是苏州青(0.14个/蕾)的近200 倍。方差分析显示,正反杂交组合基因型N14— 17×N29—168、N29一168×N14一17问小孢子胚诱 导率无显著差异。 2.3不同开花时期对小孢子胚诱导率的影响
表2 开花时期对小孢子胚诱导率的影响 Thbk 2 h田uence of innore虻ence a鸯e on induce瑚哪毗r砒e
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表l 不同基因型小孢子胚诱导率的比较
Thble 1 Compari鲫n of inducement门te of IIIicmsp0M哪-
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注:不同J二标字母表示在O.05水平差异显著。 Note:111e di雎rent supeMripIlette舟indicate 8i和雠∞l diIX眦me
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表3琼脂质量浓度对小孢子胚再生的影响
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