百合杂种系间杂交障碍的克服及3种幼胚离体培养方法的比较研究

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分离率=
胚、胚乳或胚珠分离数目 300 @ 膨大果实数目
( 1 西北农林科技大学 园艺学院, 陕西杨陵 712100; 2 西北农林科技大学 林学院, 陕西杨陵 712100)
摘 要: 分别以麝香百合( Lo ng iflor um, L) ö White F oxø 、亚洲百 合( Asiat ic, A ) ö Conneticut K ingø 、东 方百合( O rien-
蔗糖、0. 1 mg/ L NAA、4 g/ L 结冷胶和 2. 2 g/ L 含 维生素的 MS 培养基, pH 为 5. 8.
离体培养后置于 25 e 黑暗中. 每周检查胚的萌 发情况, 当胚萌发及生根后挑取幼苗到繁殖培养基 上[ 4 ] . 最后统计不同培养方式萌发个数, 并计算单个
果实离体培养数、不同培养方式所占比例、幼胚离体
¹ 收稿日期: 2010- 03-30; 修改稿收到日期: 2010-07-01 基金项目: 国家林业局项目( 2006-73) 作者简介: 谢松林( 1982- ) , 男, 在读博士研究生, 主要从事球根花卉育种研究. E- mail: xiesonglin0726@ hot mail. com * 通讯作者: 张延龙, 教授, 主要从事球根花卉资源及育种研究. E-mail: zzl l22@ 126. com
Abstract: Int er specific hybridizat ion w as undert aken betw een lily cult iv ar s fro m diff erent hybrid gr oups, viz. öW hit e F oxø fro m L ongif lorum, ö Connet icut Kingø f rom Asiat ic, ö Sorbonneø f rom Orient al and ö Ro yal Go denø fro m T rumpet , cut- st yle pol linat io n met ho d and embryo rescue t echnique w ere used t o overcom hybridizat ion barrier s, and the hy br ids w ere ident if ied by geno mic i n si tu hy bridization ( GISH ) . T he r esults show ed t hat cut- st yle pollinat ion significant ly incr eased t he cro ssing eff iciency ex cept t he L L @ T T comb-i nat io n, t he eff iciency of embry o, embry o sac and o vul e cult ure w ere 100% , 22% and 1% respect ively, and 9. 6% , 89. 9% and 0. 5% of t he progeny w ere f inally obt ained. Genom ic i n sit u hy br idizatio n indicat ed that all of t hem w ere t he real hy brids. It can be co ncluded t hat embr yo, embryo sac and o vule cult ure are eff-i cient m et hods f or overco ming interspecif ic hybridizat ion barr iers, w ithout false hy br id mix t ure. Embry o sac cult ure is t he predominant w ay t o o bt ain hybrids. Key words: lily ( L il ium) ; int erspecific hybridizat ion; embryo sac cult ure; em bry o cult ur e; ovule culture; g enom ic i n sit u hybridizat io n ( GISH )
1. 2 杂交方法 百合现蕾后放于 30 e 温室, 父母本隔离, 父本
花朵盛开时采集花粉于变色硅胶干燥器中阴干, 阴 干后立即置于花粉培养基上 25 e 培养, 24 h 后检测 其花粉活性. 花粉活性检测培养基配方 为 100 g / L 蔗糖、5 g / L 琼脂、20 mg / L 硼酸及 200 m g/ L 硝酸 钙, pH 为 5. 8. 母本于花朵开放前去雄, 30 e 左右杂 交. 切留母本柱头 5~ 10 mm, 棉签沾取少许柱头粘 液涂抹剩余柱头, 然后以足量阴干花粉授粉, 并用锡 箔纸包裹( 图版 Ñ , a) , 一周后移去锡箔纸. 杂交后记 录杂交花朵数, 进行离体培养 前, 统计 膨大果实数 ( 图版 Ñ , b) , 并计算坐果率.
乳培养; 当胚珠发育正常且胚珠内可见明显胚乳及 胚, 或胚明显而胚乳不明显时, 将胚剥出, 直接采用 胚培养. 统计不同外植体培养的幼胚数目.
不同外植体所采用的培养基不同, 胚培养及胚 乳培养培养基配方为: 含 60 g/ L 蔗 糖、4 g / L 结冷 胶( Gelr it e) 和 2. 2 g / L 含维生素的 M S 培养基, pH 为 5. 8; 胚珠培养所采用的培养基配方为: 含 50 g / L
培养比例、萌发率及杂种后代组成比例, 各指标计算
方法分别为:
单个果实离体培养数=
胚、胚乳或胚珠培养数目 膨大果实数目
离体培养幼胚组成=
胚、胚乳或胚珠培养数目 离体培养总数
@
100% ( 离体培养总数指胚、胚乳及胚珠培养数之和)
Байду номын сангаас
8期
谢松林, 等: 百合杂种系间杂交障碍的克服及 3 种幼胚离体培养方法的比较研究
tal, O )ö Sorbonneø 及喇叭百合( T r umpet, T )ö Roy al Go denø 为亲本, 用切割柱头法进行杂交, 采用离体培养技术对杂
种幼胚进行抢救, 并运用基因组原位杂交技术对 所得杂种 进行鉴 定. 结 果显示, 在 所选的 6 个杂交 组合中, 切割 柱
头授粉能不同程度地克服除 L L @ T T 之外的 5 个杂交组 合的受精前 障碍; 胚、胚 乳及胚 珠 3 种外 植体的 离体培 养
萌发率分别为 100% 、21. 5% 和 1% , 所得植株占所得杂种的比例分别为 9. 6% 、89. 9% 和 0. 5% ; 基因组原位杂交分
析显示, 所获植株均为真杂种. 结果证明, 胚、胚乳及胚珠培养是从幼胚获得百合杂 种植株的高 效途径, 且能有效 防
止伪杂种混杂, 胚乳培养是获得百合杂种一代的 主要方式.
XIE Song- lin1 , WA N G X ian- zhi2 , N IU L-i x in1 , ZH A N G Y an- long2*
( 1 Coll ege of H ort icult ure, N orth w est A & F U nivers ity, Y angling, S haanxi 712100, China; 2 Coll ege of Fores try, N ort h west A & F U nivers it y, Y angling, S haanxi 712100, Chin a)
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西北植物学报
30 卷
百合是一种重要的观赏植物, 具有较高的经济 价值. 百合属植物根据形态学及杂交亲和性可分为 7 个组, 而传统百合品种由百合属( L i li um, 2n= 2x = 24) 组内种间杂交而来, 由于组间杂交不亲和, 逐 渐形成了 9 个形态及特性差别明显的杂种系统, 其 中麝香百合( Lo ng iflo rum ) 、亚洲 百合( Asiat ic) 、东 方百合( Or iental ) 及喇叭百 合( T rumpet ) 是 商业上 最重要的四大杂种系, 各具有独特的优良性状[ 1] . 亚 洲百合花 色多样, 花期不一, 并对镰刀菌 ( Fusar ium) 及病毒具有较强的抗性, 而麝香百合花 型喇叭 形, 花姿优美, 具有宜人的香味并有很强的促成和抑 制栽培能力, 是育种中最常见的亲本材料; 东方百合 花大, 花色鲜艳并具有 浓郁的香味, 而且对灰 霉病 ( Botr y ti s) 有着很强的抗性; 喇叭百合花型喇叭形, 大部分野生亲本原产于中国, 对镰刀菌、病毒均具很 强的抗性.
西北植物学报, 2010, 30( 8) : 1573- 1578 Acta Bot. Boreal .-Occident . Sin .
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文章编号: 1000- 4025( 2010) 08- 1573- 06
百合杂种系间杂交障碍的克服及 3 种 幼胚离体培养方法的比较研究
谢松林1, 王仙芝2, 牛立新1, 张延龙2*
坐果率=
膨大果实数 杂交花朵数
@
100%
1. 3 幼胚的离体培养
杂交后 25~ 75 d 内, 选取膨大后稍微黄化、果 实上有不规则突起、手捏稍变软的果实进行幼胚离
体培养( 图版 Ñ, c) . 在超净工作台上用镊子夹取果 实浸入 75% 酒精中, 然后酒精灯外焰灭菌 5~ 10 s
至果实变色, 解剖显微镜下根据心皮结构将果实分 成 3 部分( 图版 Ñ , d) . 肉眼观察胚珠发育情况, 当胚 珠发育正常且颜色为绿色, 而内部胚乳不明显或无 法进行分离时可直接进行胚珠培养; 当胚乳发育正 常而胚在胚乳内不明显时剥离胚珠外层种皮采用胚
近年来, 综合不同杂种系间的优良性状已成为 百合育种中的一个重要目标[ 2] , 但是远缘杂交不亲 合阻碍了百合育种的进一步发展. 前人研究证明, 百 合远缘杂交存在受精前及受精后两种障碍, 受精前 障碍表现为由于不亲合而导致 的花粉与柱头 不识 别, 使得花粉无法完成受精[ 3] ; 受精后障碍表现为胚 败育及胚乳退化导致幼胚死亡. 柱头嫁接、切割柱头 等授粉方法及幼胚离体培养技术已成功用于百合远 缘杂交[ 4] , 切割柱头授粉法被证明在克服受精前障 碍中最为有效[ 5] . 关于受精后障碍的克服, 如子房培 养[ 4] 、子房切片培养[ 6] 、胚珠[ 7] 及胚( 乳) 培养[ 8] 等方 法均成功用于 百合远 缘杂 交, 得到一 系列 的新 品 种[ 2] , 商业上取得了巨大成功. 但是以上克服受精后 障碍的方法都是对杂交后的幼胚进行早期培养, 其 共同的不足是成功率低下[ 4, 9, 10] . 21 世纪以来, 胚珠 培养、胚乳培养及胚培养以其简便的程序及低廉的 成本在百合育种上得到越来越多地应用[ 11, 12] . 本研 究结合切割柱头授粉, 综合比较胚培养、胚乳培养及 胚珠培养等 3 种方法, 以期建立合适的杂种幼胚离 体培养体系, 为百合杂交育种提供技术参考.

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