玉米组织培养及再生体系的建立

玉米组织培养及再生体系的建立

作者：于妍胡楠楠侯杰尤丽新唐敬仙

来源：《乡村科技》2017年第32期

[摘要] 本文以玉米种子成熟胚为外植体进行组织培养，通过对外植体不同切割方式、不同碳源、不同培养基及不同激素的对比分析，建立一套最优的再生遗传转化体系，最终成功诱导出二倍体愈伤组织，并长成为二倍体植株。

[关键词] 玉米；组织培养；再生体系；愈伤组织

[中图分类号] S513 [文献标识码] A [文章编号] 1674-7909（2017）32-68-2

玉米是主要的粮食和饲用作物，在食品和化工行业占有重要地位。随着转基因技术的飞速发展，人们欲利用转基因技术获得高产量、高品质、抗虫害的玉米新品种。用玉米成熟胚为外植体诱导的愈伤组织，不受季节影响，获得植株快速，取材方便，而且外植体大小合适，是适合于玉米遗传转化的再生体系[1]。

本文以玉米种子成熟胚为外植体进行组织培养，通过对外植体不同切割方式、不同碳源、不同培养基及不同激素的对比分析，预建立一套玉米最优的再生遗传转化体系，为玉米转基因及基因功能的研究奠定良好基础[2]。

1 材料与方法

1.1 植物材料

选取玉米种子成熟胚为外植体。

1.2 试验方法

1.2.1 实验材料处理。一是浸泡处理，即在无菌水中浸泡3 d；二是种子处理，即种子切分成芽鞘和根鞘为外植体；三是温度处理，即先将种子置于低温4 ℃下存放36 h，而后转入高温34 ℃下诱导3 d。

1.2.2 外植体培养。将外植体置于诱导培养基上，无光、25 ℃培养20 d，随后取出进行继代培养，并记录。然后将愈伤组织转入分化培养基，25 ℃、光照2 700～3 000 l x下培养20 d 后进行统计；最后将再生植株移至壮苗培养基上，生根后移植即可。

1.2.3 种子切割方式。种子切割方式为横切和纵切。

1.2.4 碳源的选用。碳源选用麦芽糖和蔗糖。

1.2.5 激素的选用。试验中选用2，4-D和NAA 2种激素。

1.2.6 愈伤组织的继代、分化培养。将初代愈伤组织移至继代培养基培养15 d，3个周期后挑选最优愈伤组织置于分化培养基培养15 d。

2 结果与分析

2.1 切割方式对诱导愈伤组织的影响

种子横切和纵切，诱导率分别为69%和31%。可见，横切种子诱导不完全，不易形成愈伤组织，不易脱分化；而纵切种子诱导完全，易形成愈伤组织，容易脱分化。所以，种子纵切方式适合诱导愈伤组织。

2.2 碳源对诱导愈伤组织的结果

通过不同碳源对愈伤组织的诱导培养可见，N6M培养基出愈块数为32，胚性愈伤组织为17，胚愈率为53.1%；MS培养基出愈块数为35，胚性愈伤组织为19，胚愈率为54.2%；N6M 培养基出愈块数为29，胚性愈伤组织为13，胚愈率为44.8%；MSM培养基出愈块数为42，胚性愈伤组织为24，胚愈率为57.1%。说明N6M培养基对诱导胚性愈伤组织现象明显，胚愈率最低，同时也说明麦芽糖作为碳源更适合诱导愈伤组织。

2.3 培养基对诱导愈伤组织的结果

通过LS、MS、N6 3种培养基对比试验，结果显示：选用的85个全胚中，N6M培养基中出现42个胚性愈伤组织，出愈率为49.4%，愈伤组织生长迅速，胚性超强；MSM培养基中出现17个胚性愈伤组织，出愈率为20.0%，愈伤组织胚性强；N6培养基中出现33个胚性愈伤组织，出愈率为38.8%，愈伤组织慢速生长，胚性弱。所以，N6M培养基最适合诱导。

2.4 激素对诱导愈伤组织的结果

2.4.1 2，4-D诱导全胚愈伤组织分化的结果。在全胚数为24的情况下，2，4-D浓度在2.0 mg/L时，其胚性愈伤组织数最多7块，愈胚率为29.15%；当2，4-D浓度从2.0 mg/L增加到2.5 mg/L时，愈胚率为25%。说明不同浓度的2，4-D影响外植体愈伤组织继代培养，但各浓度间褐化率差别不大。本文选择浓度在2.0 mg/L的2，4-D，较适合全胚愈伤组织的继代培养，且浓度在0.0 mg/L时，愈伤组织的褐化率最高为75.0%，说明2，4-D浓度升高会抑制愈伤组织的褐化。

2.4.2 NAA诱导全胚愈伤组织分化的结果。本文将愈伤组织在NAA中诱导处理后，色泽变黄，呈现小粒状。在胚性愈伤块数为20的情况下，NAA浓度为0.4 mg/L时，全胚愈伤组织的分化率为15%；NAA浓度增加到0.5 mg/L时，其分化率为25%。说明分化率越大，愈伤组织分化培养的现象越好。所以；选用NAA的浓度为0.5 mg/L时，最适合分化培养。

3 结论

本文以玉米种子成熟胚作外植体进行组织培养，通过对外植体选用纵切的切割方式，用麦芽糖作为碳源，在N6M培养基中诱导培养，选用0.5 mg/L的NAA激素和2.0 mg/L的2，4-D 激素整合分析，建立出一套玉米最优的再生遗传转化体系，最终成功地诱导出二倍体愈伤组织，并长成为二倍体植株。本研究为玉米转基因及基因功能的研究奠定了良好的基础。

参考文献

[1]李慧芬，李芬，宋桂茹.玉米优良自交系E28愈伤组织继代及再生[J].吉林农业大学学报，1999（2）：10-12.

[2]付凤玲，张丽萍，朱桢.玉米自交系转基因受体系统建立及转化后筛选与再生[J].四川农业学报，2000（2）：97-108.