不同培养基对水稻胚性愈伤组织诱导及分化的影响

节限制, 且操作简便, 但不同的水稻品种的愈 伤诱导率 有很 大差异, 因此提高 主要栽 培品种成 熟胚的 培养力 和植株再生能力是一项关键因素。
在基本培养基方面, 朱根发 等认 为, N 6- M S 培养 基交替继代能使粳稻愈 伤组织 分化能力 提高 [ 1- 4] 。植 物组织培养中, 影响培养力的因素是多方面 的, 而植物 激素是愈伤 组织 诱导 和绿 苗分 化的 关键 性 因素 [ 5- 8]。 杨跃 生等进 一步证实 了培养 基、激素等 条件对 水稻种 胚愈伤组织的形成和再生植株有很大影响 [ 9- 14] 。本实 验选取籼稻 龙特普 及粳稻 日本晴 为试验 材料, 系 统地进行了水 稻成熟 胚诱 导愈伤、继代、分 化实 验, 分 析不同基本培养基及培养物中外源激素的含 量和比例 对培养力高低的影响, 找出其规律性, 以期探 索不同培
( 1. Sh ijiazhu ang V ocat iona l College for S cien tific and Techn ical Engineering, Fra Baidu bibliotekh ijiazhuang 050800;
2. Co llege o f L ife S ciences, H eb ei Norm al U n ivers ity, Sh ijiazhu ang 050016, Ch ina)
中图分类号: Q943. 1
文献标识码: A
文章编号: 2095- 1736( 2011) 04- 0054- 03
R ice callus induction and regeneration rate in different m edia
L IU Shu m ei1, 2, W ANG Shan shan2, X IN X iao yun2, W ANG L ing ling2, ZHU Zheng ge2
的添加能明显增加日 本晴愈 伤组织 的分化 率 (数 据未 显示 )。
55
第 28卷第 4期 2011年 8月
生 物学 杂志 JOURNAL OF B IOLOGY
V o.l 28 N o. 4 Aug, 2011
研究还表 明, 诱导 培 养基 不 同, 分化 培 养 基相 同 时, 愈伤组织的分化率也 有差异, 对 日本晴 来讲, NB > M S> LS, 而 对龙特 普来 说, M S > NB> LS。由此 可见, NB更适合日本晴愈伤组 织的诱导 及分化, 而 M S更适 合龙特谱愈伤组织的诱导及分化。 3 讨论 3 1 培养基种类 对水稻 成熟胚 诱导 愈伤及 分化 率的 影响
3 )愈伤组织在继代培养基 上培养到 第 4 d, 接种至 相应分化培养基 上, 24 ~ 26 , 14 h ( L ) / 10 h ( D ) 培养。为了统计预分化对两种水稻愈伤组织 分化率的 影响, 我们把 转到分 化培养基 的部分 愈伤组织 首先进 行 3d的暗培养, 然后再光照培养。
4 )水稻愈伤 组织 在分 化培 养基 上 培养 25d, 统计 其分化率。 1 2 观察与统计方法
水稻愈伤组织的诱导, 常用的外植体 是未成熟胚、 原生质体和成熟胚。由未成熟胚获得的愈伤 组织绿苗 分化 率高, 但 由于未 成熟胚材 料来源 受时间和 空间上 的限制, 消弱了它的实用性; 以原生质体作为 水稻遗传 转化的受体, 转 化效率 较高, 但 培养 过程比 较繁 琐, 且 培养周期长; 而以成熟胚诱导胚性愈伤, 不受 时间和季
第 28卷第 4期 2011年 8月
生 物学 杂志 JOURNAL OF B IOLOGY
do i 10. 3969 / j issn 2095 - 1736. 2011 04 054
V o.l 28 N o. 4 Aug, 2011
不同培养基对水稻胚性愈伤组织诱导及分化的影响
刘书梅 1, 2, 王姗姗 2, 辛晓云2, 王玲玲 2, 朱正歌2
诱导继 代培 养 基为 N B( N 6培 养基 的 大 量 元素, B5培 养基 的微 量元 素和 有机 物 )、M S 和 LS 基本 培养 基, 辅加 2, 4 - D ( 2 5mg /L ), 6- BA ( 0 5mg /L ), 30 g / L蔗糖, 10 g / L琼脂 或 3 g / L 植物胶。分化培养基以 NB培养基为基本培养基, 辅加 300 mg /L 水解酪蛋白, 500 mg /L 脯 氨 酸, 500 m g /L 谷 氨 酰 胺, 0 5 mg /L NAA, 2 mg /L 6- BA, 12 g / L 琼脂粉, 30 g / L蔗糖 (粳 稻 )或 10 g / L 山梨醇和 20 g / L 蔗糖 ( 籼稻 ) 。所有培 养基 pH 值均调至 5 8, 高压灭菌处理后备用。 1 1 愈伤组织的培养
1)选取饱满的成熟水稻种子, 除去颖壳, 选取干净 而完整的稻米粒作为水稻成熟胚愈伤组织诱 导的起始 材料。 70% 乙醇浸泡 1m in, 2 5% 次 氯酸钠 浸泡 25 ~ 30m in, 无菌水冲洗 4 ~ 5 次。接种 于相 应的 愈伤 诱导 培养基上, 于 26 ~ 28 暗培养。
2)两周后, 统计出愈率, 并将愈伤组织转移至相应 的新鲜继代培养基上继续暗培养。
A 龙特普; B 日本晴。
图 1 水稻愈伤组织的诱导
F ig 1 The induction of rice callu s
2 2 愈伤组织的分化
2 2 1 愈伤组织暗培养 3d的绿苗分化率 将诱导出的胚性愈伤组织置于相应的分 化培养基
上进行分化培养。其中一部分先进行 3d的 暗培养, 然
后转入光培养; 另一部分直接进行光照培养, 其它条件
M S培养基对籼稻种胚愈伤的诱导培养效果较好, NB培养基则更适合粳稻 种胚愈伤的诱导培养; 诱导继代培养基中
加入多种氨基酸组合可有效提高出愈率 和分化率, 特别是粳稻 的愈伤组 织的诱导和 分化需要 多种氨基酸 的共同作
用; 不同基因型水稻材料对激素和氨基酸组合的需求不同。
关键词: 水稻; 成熟胚; 愈伤组织; 愈伤诱导率; 绿苗分化率
收稿日期: 2010- 11- 25; 修回日期: 2010- 12- 24 基金项目: 河北省教育厅基金项目 ( 2007469) ; 河北师范大学博士基金项目 ( L2001B01) 资助 作者简介: 刘书梅 ( 1965- ) , 女, 汉, 副教授, 学士, 研究方向: 植物学; 通讯作者: 朱正歌 ( 1965- ) , 女, 汉, 教授, 博士, 研究方向: 植物分子生物学。
( 1. 石家庄科技工程职业学院, 石家庄 050800; 2. 河北师范大学生命科学院, 石家庄 050016)
摘 要: 以水稻成熟胚为材料诱导愈伤组织, 统计 在不同基本培养基 上的愈伤 诱导率以及 绿苗分化 率, 分析 不同基
本培养基及外源激素的含量和比例对愈伤组织生 长及分化的影响。结果表明, 试验材料对基本培养基具有选 择性,
54
第 28卷第 4期 2011年 8月
生 物学 杂志 JOURNAL OF B IOLOGY
V o.l 28 N o. 4 Aug, 2011
养基成分对不同基因型水稻品种的影响。 1 材料与方法
以龙特普 ( Oryza Sa tiva L. ind ica)和 日本晴 ( O ry za Sa tiva L. japon ica)为本研究的实验材料。
平均分化率
平均分化率
水稻品种 培养基
标准差
(光 )
(暗 + 光)
LS
34 1% 0 023679 37 2%
日本晴 MS
38 5% 0 013172 47 1%
标准差
0 011235 0 028714
NB LS 龙特普 MS
37 3% 91 5% 96 4%
0 016211 0 036281 0 057382
植物基因工程 及分 子生物 学技术 的发 展, 为 作物 遗传育种 开辟 了一 条崭 新的 途径。水 稻 ( O ryza sa tiva L. )是世界上最重要的粮食作物之一, 培育优质高产抗 逆的 水稻品 种是育种 学家的 追求, 遗 传转化技 术为实 现这一愿望提供了可能性。水稻遗传转化的 基础是获 得优 良的水 稻愈伤组 织, 愈伤 组织状 态直接决 定了遗 传转化的效率。
Abstrac t: R ice calli o f two subspec ies we re induced from m ature seeds, callus induction and reg eneration rate were analyzed in this experim ent. T he result show ed that NB m edium w asm ost suitable for N ipponbare (O ryza sativa L. subsp. Japonica); M S, N B and LS m ed ium w ere all appropr ia te fo r L ongtepu (O ryza sativa L. subsp. Ind ica). Som e k inds o f am ino acids and horm one we re necessary fo r N ippobare call.i It ind ica ted that the rice ca lli induc tion and regeneration rate w as re lated to r ice var ie ty. K eywords: r ice ca llus; induction; regenera tion; ca llus induction rate; regeneration rate
基本
龙特普
日本晴
培养基 接种数 愈伤数 出愈率 标准差 接种数 愈伤数 出愈率 标准差
NB
442 414 93 6% 0 001062 228 206 90 2% 0 008181
MS
211 203 96 2% 0 001551 236 191 80 9% 0 012366
LS
236 220 93 2% 0 008269 253 220 80 7% 0 027029
可见, 对龙特普来说, M S、NB 和 LS 培养基 都是适 合的 成熟胚 愈伤组织 诱导继 代培养基, 而对日 本晴来
说, NB培养基更为适合。
表 1 不同水稻品种在不同培养基上出愈率的比较 Tab le 1 R ice callus indu ct ion rate in d ifferent m edia
55 0% 97 4% 97 5%
0 029681 0 056981 0 086254
NB
92 5% 0 038264 97 2%
0 012593
结果表明, 水稻品种不同, 愈伤组织分化 率差异较
大, 龙特谱的适应性 较强, 3种基本 培养基都 适合。暗
培养 3 d对日本晴愈伤组织的分化率有一定 的提高, 尤
相同, 经过 25 d的分化培养, 比较 其绿苗分化 率 ( 结果
见表 2, 表中数据均为 3次平行试验的平均值 )。
表 2 不同培养基愈伤组织分化率的比较
Tab le 2 R ice callus regeneration rate in differen t m ed ium
under d if feren t cond it ion s
其是 NB培养基, 能使分化率提高 18% ; 但对 龙特谱的
愈伤组织分化率却基本没有影响。
2 2 2 氨基酸对 不同 水稻品 种愈 伤组 织分 化率 的影
响
在分化培养基 里添加 了甘 氨酸、谷 氨酰 胺和 天冬
酰胺 等氨基 酸, 以比较 氨基酸 对愈伤组 织分化 率的影
响。结果表明, 龙特谱对氨基酸的依赖较小, 而氨基酸
出 愈率 ( % ) = ( 产生 愈伤 组织 的种 胚数 /接 种的 种胚数 ) 100%
绿 苗分 化率 ( % ) = ( 分化 绿苗 的愈 伤块 数 /转移 的愈伤块数 ) 100% 2 结果与分析 2 1 胚性愈伤组织的诱导
将籼稻品种龙特普和粳稻品种日本晴的 成熟胚接 种到诱导培养基上, 诱导培养两周后, 可观察 到从盾片 部位长出的愈 伤组织 呈淡 黄色, 瘤 状, 结构 致密, 并可 看到龙特普的愈伤组织较日本晴的愈伤组织 结构更致 密, 颜色更鲜黄 (图 1)。愈伤组织出愈率的统计见表 1 (表中接种数、愈伤数和出愈率均为 3 次平行试验的平 均值 )。