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平潭野菊混合瓣型株系再生体系的建立
植物学报
2023, 58 (3):
449-460.
DOI: 10.11983/CBB22135
菊科植物因其丰富的舌状花变异类型而具有很高的观赏价值。野菊(Chrysanthemum indicum)作为栽培菊花(C. × morifolium)的近缘野生种之一, 其自然群体中常具有典型的平瓣、匙瓣及管瓣的舌状花变异类型, 是研究菊科植物瓣型变异的优异材料, 而目前缺乏对其再生体系的研究。在福建平潭岛分布的野菊中发现大量舌状花形态变异植株, 该研究以其混合瓣型株系茎间薄层和叶盘为外植体建立再生体系。结果表明, 以茎间薄层为外植体, 诱导愈伤组织和不定芽分化的最优培养基为MS+1.0 mg∙L-1 6-BA+0.5 mg∙L-1 NAA, 接种14天愈伤组织诱导率可达100%。不定芽平均分化时间为25天, 接种40天不定芽分化率可达82%。最佳生根培养基为1/2MS+0.5 mg∙L-1 NAA, 10天生根。移栽植株全部成活, 植株生长状态良好且均保留了混合瓣型的形态特征。该研究初步建立了平潭野菊混合瓣型株系茎间薄层的离体培养再生体系, 为进一步建立其遗传转化体系奠定了基础, 也为解析菊花瓣型变异机理提供了技术方法。  View image in article
图3
平潭野菊叶盘在不同培养基中的再生状况
(A) 叶盘在不同培养基中的生长状态; (B) 叶盘在含TDZ培养基中的生长状态。Y1-Y9和CK同
正文中引用本图/表的段落
以平潭野菊混合瓣型株系叶盘为外植体, 在含有6-BA和NAA的培养基中离体培养14天, 除Y9组和对照外, 各实验组愈伤组织诱导率均达100%; 培养20天, Y3组首先出现分化, 随后Y6和Y9组也出现分化芽点, 其它实验组均无分化现象(表4), 说明NAA浓度为2.0 mg?L-1时较适宜叶盘愈伤组织的分化。叶盘在培养基中培养10-14天出现褐化现象(图3A), 最终导致死亡(图4)。在NAA浓度为2.0 mg?L-1的实验组中添加不同浓度的TDZ, 发现0.1-0.2 mg?L-1 TDZ可有效促进叶盘愈伤组织形成, 与不添加TDZ相比, 形成愈伤组织时间平均缩短7天。此外, 与不添加TDZ相比, 添加适宜浓度的TDZ使褐化时间延缓了10天, 以T1和T2组褐化程度较轻(图3B), 褐化率较低(表5), 且愈伤组织诱导率均为100% (表4)。考虑到愈伤组织状态和褐化情况, T1组是实验组合中较适合的叶盘愈伤组织诱导培养基。但T1培养基中叶盘无分化, Y9培养基中叶盘不定芽分化率较高, 将T1培养基中的叶盘转移至Y9培养基, 仍然不能分化。综上, 表明叶盘不适宜作为平潭野菊混合瓣型株系高效再生体系的外植体。
植物生长调节剂在菊科植物愈伤组织诱导和分化过程中发挥重要作用。通常选择6-BA和NAA组合用于愈伤组织诱导和不定芽分化培养基(晨卉等, 2009; 陈鹏彦, 2010; 李娜, 2018; 王想, 2018; 武晓云等, 2018; 曲晓慧, 2020; 任江珊等, 2021)。TDZ可用于多种植物外植体诱导愈伤组织和形成不定芽(徐晓峰和黄学林, 2003; 罗虹等, 2020)。在本研究中, 与空白对照相比, 6-BA和NAA组合有利于促进茎间薄层愈伤组织形成, 平潭野菊混合瓣型株系茎间薄层在培养14天后愈伤组织诱导率均较高。在添加0.1-0.2 mg?L-1 TDZ的培养基中, 叶盘愈伤组织形成时间缩短, 与罗虹等(2020)的研究结果一致。但添加TDZ后, 叶盘愈伤组织诱导率降低, 无分化迹象, 原因可能是TDZ通过单独或与其它生长调节剂共同对植物细胞发挥作用(徐晓峰和黄学林, 2003)。TDZ浓度过高易导致愈伤组织褐化(肖政, 2009), 且6-BA在野菊丛生芽的诱导中单独作用和与其它植物生长调节剂组合作用的最适浓度不同(郑芳昊, 2012)。本研究中, 在MS+1.0 mg?L-1 6-BA+2.0 mg?L-1 NAA中添加0.1或0.2 mg?L-1 TDZ, 或在MS+2.0 mg?L-1 6-BA+2.0 mg?L-1 NAA中添加0.4 mg?L-1 TDZ均可延缓叶盘褐化, 而其它实验组褐化现象较严重(图3B; 表5), 说明在选择TDZ和6-BA的浓度时应考虑培养基中其它植物生长调节剂的浓度以及组合后的浓度。本研究中平潭野菊混合瓣型株系在MS培养基中可长出不定根, 但根系较细, 这与郑芳昊(2012)和李娜(2018)的实验结果一致。在1/2MS培养基中添加NAA对生根率无明显影响, 但植株状态明显优于不添加NAA的1/2MS培养基(图6), 这与李娜(2018)和周婷等(2019)的生根诱导实验结果相似, 但与罗虹等(2020)生根诱导中NAA抑制植株生长的实验结果不同。
本文的其它图/表
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