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利用染色体工程培育多倍体西番莲(Passiflora edulis)的技术研究

张琴  
【摘要】: 本试验利用染色体工程,结合组织培养技术,对培育多倍体西番莲(Passiflora edulis)类型的技术方法进行了研究。利用西番莲种子实生苗各器官和三个西番莲品种 (紫果西番莲、黄果西番莲、台农一号)的成熟茎段建立了高频的离体再生体系,通过 培养成熟种子的胚乳获得了纯合的三倍体植株,利用秋水仙素处理种子、愈伤组织、不 定芽诱导产生了四倍体植株。对胚乳培养中愈伤组织的诱导、植株再生进行了系统的研 究,也对秋水仙素诱导多倍体的方法进行了探讨。结果表明: 建立了西番莲高频的离体再生体系,为西番莲的快繁及进一步诱变育种奠定了基 础。西番莲种子实生苗各器官中以上胚轴和茎段作为外植体诱导不定芽分化效果好,出 芽快,诱导频率高;以苗龄20d最为适合,上胚轴和茎段的诱导频率均达到最高;诱 导不定芽的产生以培养基MS+BA3.0mg/L+NAA0.2mg/l+蔗糖3.0%为佳,上胚轴的诱导频 率高达96.7%;不定芽的增殖在培养基1/2MS+BA2.0mg/L+IAA0.2mg/L+蔗糖2.0%上,效 果好,增殖系数最高,达7.7,不定芽生长旺盛,芽形态正常;增殖培养以间隔30-40d 继代一次,多次继代仍保持较高的增殖系数;诱导生根以培养基1/2MS+IBA2.0mg/L+蔗 糖2.0%的效果好,生根率达到100%,根系发达,有利于植株的生长。对再生植株进行 染色体倍性鉴定,染色体数目均为2n=18,是二倍体,证明遗传性稳定。 首次进行西番莲胚乳培养并再生出三倍体植株。胚乳愈伤组织诱导以培养基 MS+BA3.0mg/L+NAA1.0mg/L+蔗糖3.0%的效果好,诱导频率达94%,愈伤组织绿色,结构 致密,生长旺盛,多次继代仍保持较好的生长势和较高的分化频率;愈伤组织接种在培 养基MS+BA2.0mg/L+NAA0.2mg/L+蔗糖3.0%上,先形成绿色芽点,进一步分化出不定芽, 分化频率达80%,分化的芽形态正常;细弱的胚乳植株在培养基 1/2MS+BA2.0mg/L+IBA0.4mg/L上壮苗后,取茎尖、叶片和茎段在培养基 1/2MS+BA2.0mg/L+NAA0.2mg/L进行营养繁殖,短期内获得了大量的胚乳植株;选择生长 健壮的胚乳再生植株诱导生根,用50mg/L的IBA溶液处理植株基部3.5h,然后转入 1/2MS+蔗糖1.5%培养基中,形成了良好的根系,生根率达85%;三倍体植株移栽成功, 成活率达100%。胚乳植株经染色体倍性鉴定后,确认为三倍体,染色体数目为2n=3x=27, 无混倍体或非整倍体产生。胚乳培养直接获得三倍体植株,是西番莲三倍体育种的高效、 经济、快捷、方便的途径。 — —8—————— 利用秋水仙素,通过各种方法诱导西番莲四倍体产生。选择了西番莲萌发种子、带 绿色芽点的愈伤组织和不定芽作为处理材料,用浸泡、混培等方法。其中,以处理愈伤 组织和不定芽的效果好,诱变频串高,嵌合体少,获得了纯合的四倍体植株,而处理种 子获得的变异株均为嵌合体:其中以浸泡法最为直接、有效,诱变频率高,达63兄 以 含200mg几秋水仙素的分化培养基处理不定芽获得了67%的诱变频率。秋水仙素诱导产 生的变异植株染色体数目为Zn二36,证明是四倍体植株。 本试验还对嵌合体进行了分离,以获得稳定的四倍体植株。方法是:将秋水仙素诱 导产生的嵌合体叶片和茎尖切下来,接种到培养基 MS叼A3.omg/L州.Zing几上诱导不 定芽产生或芽丛形成,再分离各个芽培养成苗,这样反复多次的进行,最后获得了四倍 体细胞占很大比例的多倍体植株。弥补了秋水仙素诱导多倍体的不足。 西番莲四倍体的继代培养与增殖:驭四倍体植株的茎尖、叶片和茎段培养在 MS+BA3.oms/L+NAAO.Zms*上分化不定芽或诱导腋芽伸 长,增殖效果好,分化频率达 82.5%,增殖系数达4.6,短期内获得了较大数量的四倍体植株。 对西番莲不同倍性的植株进行了形态观察与分析。发现多倍体植株叶色深绿,叶片 卷曲,叶厚,茎粗,节间短,二倍体植株叶片平展,叶表面光滑,茎细长,茎节间长。 三倍体植株形态介于二倍体与四倍体之间,叶片圆形,卷曲,植株矮小,生长缓馒;四 倍体植株形态各异,株间差异大。


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