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菊花品种万代风光再生及遗传转化体系的建立

李晶晶, 李艳飞, 王安琪, 王佳颖, 邓成燕, 卢敏, 马剑英, 戴思兰

植物学报 2025, 60 (4): 597-610. DOI: 10.11983/CBB24151

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菊花品种万代风光(Chrysanthemum × morifolium ‘Wandai Fengguang’)的色素背景适宜利用分子育种技术调控花瓣铁离子浓度进而培育蓝色花, 且其在夏秋两季均可开花, 是研究菊花开花期分子调控机理的重要材料, 但缺少高效的再生体系和遗传转化体系。以该品种为实验材料, 研究不同外植体类型和植物生长调节剂组合对其再生的影响, 并探讨农杆菌介导的遗传转化方法中相关因素对遗传转化效率的影响。结果表明, 适宜菊花万代风光再生的最适外植体为茎间薄层, 最适培养基为MS+1.5 mg∙L^-16-BA+0.6 mg∙L^-1NAA, 分化率为70.06%, 不定芽生成系数为3.37; 实验确定茎间薄层分化和不定芽生根的卡那霉素选择压分别为7.5 mg∙L^-1和5.0 mg∙L^-1。预培养1天、OD₆₀₀=0.8、处理5分钟及黑暗条件下共培养3天为最佳遗传转化体系。经过卡那霉素筛选共获得抗性苗15株, PCR鉴定发现2株阳性苗, 转化效率为13.33%。研究结果为利用这一独特品种资源解析菊花基因功能和进行定向改良的分子育种奠定了基础, 也为其它菊花品种的再生和转化体系建立提供参考。

Treatments	Callus formation rate (%)	Differentiation rate (%)	Coefficient of adventitious bud production	Browning rate (%)
1	80.91±10.48 bc	3.33±5.77 c	0.33±0.58 b	0.00±0.00 c
2	94.84±4.51 a	0.00±0.00 c	0.00±0.00 b	0.00±0.00 c
3	86.96±5.54 b	1.85±3.21 c	0.33±0.58 b	0.00±0.00 c
4	71.11±7.70 cd	0.00±0.00 c	0.00±0.00 b	0.00±0.00 c
5	79.55±9.91 bc	8.84±0.44 bc	1.33±0.58 a	0.00±0.00 c
6	64.07±7.56 d	14.44±6.76 ab	1.83±1.04 a	28.52±5.70 a
7	81.85±3.61 bc	0.00±0.00 c	0.00±0.00 b	18.15±3.61 b
8	95.96±3.51 a	21.00±9.78 a	1.38±0.40 a	0.00±0.00 c
9	96.08±6.79 a	1.96±3.40 c	0.33±0.58 b	0.00±0.00 c

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表6 不同转化条件对菊花万代风光抗性芽生长的影响

正文中引用本图/表的段落

预培养时间、菌液浓度、侵染时间和共培养时间是影响植物遗传转化的重要因素。本研究通过正交试验进行筛选, 培养30天后统计出愈率、分化率、不定芽生成系数和褐化率(表6; 图5)。

植物生长调节剂的种类和浓度对外植体的再生效果有显著影响。适宜的生长素能够较好地诱导愈伤组织,细胞分裂素则有利于愈伤组织的芽诱导和芽分化。通常以较高浓度的细胞分裂素和较低浓度的生长素进行组合, 有利于先形成愈伤组织后分化出芽(李辛雷等, 2004; 罗虹等, 2020; Bernula et al., 2020; Long et al., 2022; 廖敏凌等, 2023; 武晓云等, 2024)。菊花再生过程中, 6-BA和NAA是最常用的植物生长调节剂, 此外还有2,4-D、KT及IAA等(Renou et al.,1993; 时颂等, 2013; Adedeji et al., 2020)。滕如萍等(2025)对切花菊神马(C. × morifolium ‘Jimba’)的叶片再生体系进行优化, 发现在愈伤组织分化过程中6-BA和NAA组合效果优于6-BA和2,4-D组合。Naing等(2016)发现6-BA和NAA组合能获得更好的再生芽, 显著优于6-BA和IAA组合。本研究中, 6-BA和NAA组合是诱导再生芽的最佳植物生长调节剂组合, 其次是KT和NAA组合。本研究表明, 在菊花再生体系的建立中, 6-BA和NAA组合更有利于愈伤组织诱导和芽分化。

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