芍药花药愈伤组织诱导及体细胞胚发生
收稿日期: 2020-12-01
录用日期: 2021-05-27
网络出版日期: 2021-05-27
基金资助
河南省农业科学院自主创新项目(2021ZC20);河南省科技攻关计划(192102110148);河南省农业科学院科技创新创意项目(2020CX13);河南省农业科学院优秀青年基金(2020YQ17)
Callus Induction and Somatic Embryogenesis in Anther Culture of Paeonia lactiflora
Received date: 2020-12-01
Accepted date: 2021-05-27
Online published: 2021-05-27
以芍药(Paeonia lactiflora)品种粉玉奴花药为外植体, 研究不同浓度2,4-D对愈伤组织诱导、体胚发生及植株再生的影响, 采用组织细胞学方法观察愈伤组织以及体细胞胚发育过程, 采用根尖染色体法鉴定再生植株倍性。结果表明, 芍药花药愈伤组织诱导的最适培养基为MS+1 mg·L-12,4-D+1 mg·L-1 NAA+0.1 mg·L-1 KT+30 g·L-1蔗糖+6.5 g·L-1琼脂, 愈伤组织诱导率为14.7%。转入体细胞胚诱导培养基上, 历经球形胚、心形胚、鱼雷胚和子叶胚阶段, 体胚诱导率为52.1%; 在成苗培养基中能够长出真叶并得到完整植株, 成苗率为47.1%。经根尖染色体法鉴定出单倍体和二倍体植株。该研究初步建立了通过体细胞胚间接发生途径实现植株再生的培养体系, 可为芍药属其它品种的花药培养提供借鉴, 获得的再生植株是芍药遗传学研究和育种工作的重要材料。
李艳敏, 蒋卉, 符真珠, 张晶, 袁欣, 王慧娟, 高杰, 董晓宇, 王利民, 张和臣 . 芍药花药愈伤组织诱导及体细胞胚发生[J]. 植物学报, 2021 , 56(4) : 443 -450 . DOI: 10.11983/CBB20195
The anthers of Paeonia lactiflora cv. ‘Fenyunu’ were used as explants to study the effects of different concentrations of 2,4-D on callus induction, somatic embryogenesis and plant regeneration. The cell composition of callus and the development process of somatic embryos were observed with cytohistological method, and the ploidy of regenerated plants was identified using root tip squash method. The results showed that the suitable medium for callus induction of P. lactiflora anther was MS+1 mg·L-12,4-D+1 mg·L-1NAA+0.1 mg·L-1KT+30 g·L-1sucrose+6.5 g·L-1agar, and the callus induction rate was 14.7%. The callus was transferred to somatic embryo induction medium and underwent stages of spherical embryo, heart-shaped embryo, torpedo embryo and cotyledon embryo, and the somatic embryo induction rate was 52.1%. Genuine leaves germinated in seedling medium and complete plants were obtained, and the seedling rate was 47.1%. Haploid and diploid plants were identified using root tip squash method. The study preliminarily established a culture system to implement plant regeneration through somatic embryogenesis, which also provided reference protocol for anther culture of other varieties of Paeonia. Regenerated plants are important materials for genetic research and haploid breeding of P. lactiflora.
Key words: Paeonia lactiflora; anther culture; callus; somatic embryos; regenerated plants
[1] | 卜华虎, 任志强, 王晓清, 肖建红 (2017). 植物单倍体育种研究进展. 山西农业科学 45, 2032-2037. |
[2] | 陈怡平, 丁兰, 赵敏桂 (2001). 用紫斑牡丹不同外植体诱导愈伤组织的研究. 西北师范大学学报(自然科学版) 37(3), 66-69. |
[3] | 成仿云, 陈德忠 (1998). 紫斑牡丹新品种选育及牡丹品种分类研究. 北京林业大学学报 20(2), 27-32. |
[4] | 褚云霞, 陈龙清, 黄燕文, 张永春 (2001). 百合的花药培养研究. 园艺学报 32, 472-474. |
[5] | 崔凯荣, 邢更生, 周功克, 刘新民, 王亚馥 (2000). 植物激素对体细胞胚胎发生的诱导与调节. 遗传 22, 349-354. |
[6] | 冯大领, 李伟, 张洁, 李鹏涛, 李明, 赵书岗, 史宝胜, 彭伟秀 (2009). 黄山栾树体细胞胚的发生和组织学观察. 植物生理学通讯 45, 855-858. |
[7] | 何业华, 方少秋, 马均, 胡中沂, 卢敏, 彭兵 (2010). 菠萝愈伤组织中体细胞胚起源过程的组织细胞学观察. 园艺学报 37, 689-696. |
[8] | 金飚, 丁玲, 何小弟, 贾妮, 李娜, 向其柏 (2006). 芍药种子露地播种和低温贮藏过程中内源激素含量的变化. 南京林业大学学报(自然科学版) 30, 45-48. |
[9] | 荆茹月, 霍坤, 李志辉 (2020). 香樟胚性与非胚性愈伤组织间的差异研究. 中南林业科技大学学报 40(10), 70-78. |
[10] | 李懋学, 陈定慧 (1980). 栽培芍药染色体的Giemsa C-带及体细胞染色体联合的观察. 遗传学报 7, 271-275. |
[11] | 李杉, 邢更妹, 崔凯荣, 王亚馥 (2001). 植物体细胞胚发生中ATP酶活性时空分布动态与内源激素的变化. 植物学通报 18, 308-317. |
[12] | 李允菲, 孙宇涵, 李云 (2016). 植物单倍体育种及其在林木育种中的应用. 世界林业研究 26, 41-46. |
[13] | 卢洁, 徐金光, 杲承荣, 窦霄, 于华冰, 姜楠南 (2017). 芍药切花优良品种筛选. 山东林业科技 47(3), 13-17. |
[14] | 田丹青, 葛亚英, 潘晓韵, 金亮, 周媛, 朱强, 万晓 (2020). 红掌花药培养及单倍体植株的鉴定. 分子植物育种 18, 7149-7154. |
[15] | 魏冬霞, 张滕, 郑严仪, 于晓南 (2018). 芍药愈伤组织中体细胞胚发育过程的组织细胞学观察. 植物研究 38, 56-63. |
[16] | 文书生, 何绒绒, 郑佳康, 田如男 (2018). 牡丹组织培养技术研究进展. 林业科学 54(10), 143-155. |
[17] | 吴健, 王鸿昌, 罗弦, 钟雄辉, 高明伟, 吴泽, 义鸣放 (2012). 唐菖蒲体细胞胚起源、发育的形态与组织细胞学观察. 园艺学报 39, 2413-2420. |
[18] | 苑庆磊 (2011). 中国芍药花文化研究. 硕士论文. 北京: 北京林业大学. pp. 7-11. |
[19] | 张建军, 陈莉祺, 李建光, 孙苗, 范永明, 于晓南 (2020). 芍药根茎解剖结构特征及生长轮分析. 北京林业大学学报 42(5), 124-134. |
[20] | 张捷, 谢军, 孙辑凯, 沙伟 (2018). 芍药播种繁殖中种子破眠技术的研究进展. 分子植物育种 16, 4380-4386. |
[21] | 张文婷, 何燕红, 舒宁, 邢景景, 刘宝骏, 包满珠, 刘国锋 (2019). 金黄花滇百合植株再生与离体快繁技术体系的建立. 植物学报 54, 773-778. |
[22] | 郑相穆, 周阮宝, 谷丽萍, 茆敦俊, 周嘉槐 (1995). 凤丹种子的休眠和萌发特性. 植物生理学通讯 31, 260-262. |
[23] | 周秀梅, 成仿云, 钟原, 齐力旺 (2009). 紫斑牡丹‘书生捧墨’的体胚诱导与发生. 北京林业大学学报 31, 151-154. |
[24] | 朱向涛, 王雁, 彭镇华, 律春燕 (2010a). 牡丹花药诱导愈伤组织. 东北林业大学学报 38, 34-36. |
[25] | 朱向涛, 王雁, 彭镇华, 律春燕, 郑宝强, 高云瑞 (2010b). 牡丹花蕾大小对花药组培诱导率的影响. 湖南农业科学 (11), 102-104. |
[26] | Buchheim JAT, Burkhart LF, Meyer MM Jr (1994). Effect of exogenous gibberellic acid, abscisic acid, and benzylaminopurine on epicotyl dormancy of cultured herbaceous peony embryos. Plant Cell Tissue Organ Cult 36, 35-43. |
[27] | Roberts M, Sunderland N (1977). Pollen culture in Paeonia. John Innes Annu Rep 68, 60-61. |
[28] | Sunderland N, Dunwell JM, Robert M (1975). Anther culture in the genus Paeonia. John Innes Annu Rep 66, 57-60. |
[29] | von Arnold S, Sabala I, Bozhkov P, Dyachok J, Filonova L (2002). Developmental pathways of somatic embryogenesis. Plant Cell Tissue Organ Cult 69, 233-249. |
[30] | Yang Y, Sun M, Li SS, Chen QH, da Silva JAT, Wang AJ, Yu XN, Wang LS (2020). Germplasm resources and genetic breeding of Paeonia: a systematic review. Hortic Res 7, 107. |
/
〈 |
|
〉 |