菊花组织培养技术在育种上的应用研究X
王海燕1,何小弟2,黄永高2
(11江苏省扬州市园林局,江苏扬州225001;
21扬州大学农学院园艺系,江苏扬州225009)
摘要:菊花花瓣组织培养,其主要观赏性状的变异特征为:花瓣数减少、花瓣宽度增加、花朵直径变小、花色变异幅度有限,可作为新品种选育的辅助手段。菊花试管苗的辐射诱变,以60Co-C射线3000~4000伦琴为宜,至6000伦琴时,移栽苗无成活。辐射对试管苗生根培养有显著影响,故以先行生根培养处理为宜,或对试管苗基部进行铅屏保护。菊花杂交种子在试管内培养基上发芽,不仅有助于提高出苗率,且对迟瘦种子的利用有积极作用,可有效扩大杂交育种效果。
关键词:菊花;组织培养;育种
中图分类号:Q94311;S682111文献标识码:A
Studying for breed using of Chrysanthmum tissue
cultural technique
W ANG Ha-i yan1,HE Xiao-di2,H UANG Yong-gao2
(1.Yangzhou City Garden Bureau in Jiangsu Province,Yangzhou225001,China;
2.Departmen t of Horticulture,Agriculture College of Yangzhou University,Yangzhou225009,China)
Abstract:The character variations of Chrysanthemum petal as explant in tissue culture covered the cases with the petal number re-duced,the petal widened,the flower diameter lessend and the flower colour not changed so much.The60Co-C radiation dose to Chrysanthemu m plantlets was fi t in3000~4000R.When the dose rose to6000R all plantlets died.The plantlets should be rad-i ated after rooting culture because of radiation effect on rooting,or being provided with lead screen at the base of them.Germinating hybrid seeds incubated on media helped not only to raise the germination percentage,but also to exploit achievement in breeding, especially in the use of those retardan t and thin seed s.
Key words:Chrysanthemum;Tissue culture;Breed
菊花(Chrysanthemum morifolium Ramat.)为多年生宿根草本植物,是我国的传统名花之一,与梅、兰、竹合誉为/四君子0。在国际切花市场上,它又以占切花总销量的30%而位居前列,与香石竹、月季、唐菖蒲合称为/四大切花0。
组织培养技术在菊花上的成功应用,使得工厂化育苗成为可能,为菊花的周年生产提供了必要的基础条件。此外,在菊花新品种的选育过程中,组织培养技术也日益显示出独特的优势。1菊花组织培养的基本技术要素
菊花组织培养选用MS培养基为基本培养基,添加的细胞激动素类物质为6-BA、生长素类物质为NAA。蔗糖用量,除生根培养外,均为30g/L;pH518 ~610。40W日光灯(2盏)照明,光照度2000lx,光照时间每天10~12h;培养室温度为24~25e。
菊花生根培养1周后即可见根的发生,12d的生根率可达9614%,平均每苗发根数为4条以上。
第30卷第4期江苏林业科技Vol.30No.4 2003年8月Journal of Jiangsu Forestry Science&Technology Aug12003 X收稿日期:2003-04-15
作者简介:王海燕(1968-),女,江苏扬州人,园林工程师,大学毕业,主要从事城市园林绿化管理工作。
生根培养基为1/4MS+NAA011mg/L。
菊花试管苗的移栽成活率较高,超过84%;具根原基的试管苗移栽成活率亦可达67%左右。移栽基质一般为过筛处理的表层园土。移栽后1~2周内,需注意保温和叶面保湿,待见有新叶发生时,可逐步转入常规护理。移栽在初春进行,其成活率较高,且管理较方便。夏季移栽要注意遮荫、降温。
2菊花组织培养技术在育种上的应用
211花蕾与花瓣培养
菊花的花蕾与花瓣培养,具有取材容易、繁殖系数高的特点,但这2类外植体的试管苗,其主要观赏性状的劣变趋势严重,不能用作无性系快速繁殖途径,但可作为新品种选育的一种手段。
花蕾培养主要选用1cm大小的侧蕾,以去除萼片及未发育小花后的花托为外植体;花瓣培养则采用刚展开花朵的稍内层部分。考虑到花蕾、花瓣外植体采用常规灭菌处理易发生褐变现象,故消毒方法改良为70%乙醇30s+011%升汞10min(分2次进行)或5%的次氯酸钠20min。接种培养基为MS +6-BA2mg/L+NAA0101mg/L。
接种时,将花托截切成均匀的4份;花瓣则剪切成015~1cm2(管瓣花为015cm长),正面向上接种于培养基表面。
花接种培养3d后,外植体开始膨大、转绿,12d 后表面出现突起并开始分化出芽,30d后芽分化基本停止。但品种间的培养效应差异较大,以/山色晴岗0品种为例,其外植体的分化率为83%,芽分化系数为20;但/翠羽0品种却分别为14%和1。
花瓣外植体培养3~6d即可见明显膨大、边缘增厚,10d后分化产生愈伤组织,培养20~30d后即可见芽的发生;但芽的分化系数要较花蕾低,品种间的诱芽效应也同样表现出明显的差异性。对那些不易分化出幼芽的品种材料,可适当提高培养基中激素的添加量,如采用MS+6-B A3mg/L+NAA1 mg/L的培养基。此外,花瓣经低温预处理后再接种培养,可大大提高诱芽百分率,诱芽系数亦比对照增加1倍。暗培养预处理的效果更为突出,诱芽系数可增加4倍多。
花瓣苗的性状变异,以传统复色品种/金背大红0为例,试验中出现3种类型:(1)黄色,平瓣,舌状花尖部微红;荷型;花径小于原品种。(2)花色、花型同原品种,但瓣宽略增大,花径变小。(3)舌状花匙平瓣,花瓣前部的匙形部分为红色,后部的管状部分为黄色,全花序呈外红内黄的复色结构,观赏价值较高,为优变类型。
经对8个品种、5个花色的花瓣组织培养苗连续2a的试验观察,发现:(1)在花色选择方面,试材以选用复色品种为宜,培养群体中可获较宽的花色变异幅度。而单色花的瓣培苗,花色变异极少。(2)瓣形变异有展宽倾向,即管瓣向匙瓣变化,平瓣向阔平瓣发展。这在切花菊的新品种选育中不失为一种简便有效的途径。(3)花径及瓣层数一般表现为回归变异,较原供试品种为差。(4)变异属稳定性遗传变异,无分离或回复现象。因此,菊花花瓣组织培养在育种上的应用,主要是选材要恰当。
212杂交种子试管发芽
目前,在菊花的新品种选育中,杂交育种仍然是主要的育种手段。菊花杂交育种的工作量大,且因其自花结实率低、杂交种籽收获不易,故提高杂交种籽的发芽率、力争全苗,是提高育种效率的先决条件。但菊花种子十分细小,用土壤播种发芽的常规方法,出苗率最高达50%;而采用组织培养技术在试管内发芽,出苗率达80%~90%以上。此外,为防止杂种苗后期栽培的丢失,可在其真叶发育后取用叶片培养,先行实现单株的快速繁殖,可有效保存杂交基因组合的个体。即使某些发育不太成熟的迟瘦种子,在培养基提供的丰富营养条件下,也可提高成苗的机率。具体应用方法如下:先去除外果皮,灭菌方法同茎节处理,然需备一纱布漏斗过滤,以防冲失。灭菌后的种籽,接种于不含激素的MS培养基上,每试管1粒,接种后置于培养室内暗处理。15d 后始见种籽萌发,即可转光处理下培养,培养条件同茎节处理。经1个月左右,待苗高3~5cm以上、具真叶5~8片以上时,即可移栽入土,在温室内培养成苗。
213试管苗的辐射诱变处理
辐射育种技术在菊花新品种选育中成效卓著。据联合国粮农组织的统计资料,1985年通过辐变技术共选育出观赏植物新品种259个,其中菊花为99个,占3812%。组织培养苗具有繁殖系数高、易携带的优点,可大批量提供辐变用试材。若能将组织培养技术与辐射育种技术结合起来,可大大提高育种效率。
用菊花试管苗进行60Co-C射线辐照,其剂量以
(下转第30页)层山脊以内或平地1000m范围内的森林、林木和林地划为国家公益林。
江苏交通发达,道路密集,铁路、国道、高速公路纵横交错,形成四通八达的现代化路网。境内有104,204,205,206,310,311,312,318,327,328等/4纵6横010条国道,里程合计2071km;有沪宁、京沪、南京机场、广靖、宁高、宁合、宁宿徐、雍六、宁连、宁通等高速公路1(段),里程合计108815km,有陇海、京沪、新长等三条铁路主干线,里程852km。其两旁符合条件的国家公益林面积3329719hm2。其中沪宁高速公路江苏段两侧符合条件的国家公益林面积186817hm2,京沪(沂淮江)高速公路两侧国家公益林面积76117hm2,312国道两侧国家公益林面积30916hm2,204国道两侧国家公益林面积132116hm2。
315国家级自然保护区
将国家级自然保护区及其他有重点保护一级、二级野生动植物及其栖息地的森林和野生动物类型自然保护区的森林、林木和林地划为国家公益林。其中大丰麋鹿保护区占地面积266617hm2,国家公益林114617hm2;盐城丹顶鹤自然保护区占地面积453000hm2,国家公益林701518hm2;此外,句容宝华山自然保护区内有国家二级保护植物宝华玉兰及珍稀濒危保护植物野生榉、琅琊榆等,宜兴龙池山自然保护区还有珍稀濒危保护植物天目木兰,宜兴林场有野生小叶银缕梅分布,溧阳龙潭林场有野生金钱松分布,南京老山林场有野生青檀分布等,其符合条件的国家公益林面积492913hm2。
316自然与人文遗产地
将批准的自然与人文遗产地和具有特殊保护意义地区的森林、林木和林地划为国家公益林。
江苏自然人文遗产地和具有特殊保护意义的地区众多,大多依林而立,符合条件的国家公益林面积0611hm2,如地处南京城区东部的中山陵,面积31 km2,内有伟大的民主先行者孙中山先生陵墓)))中山陵以及明孝陵、灵谷寺等文物古迹200余处,其范围内国家公益林面积190812hm2。另外还有雨花台、淮海战役烈士纪念塔、栖霞寺、金山寺、茅山道院、花果山等。
317国境线及国防军事营区
将沿国境线20km范围内及国防军事营区内的森林、林木和林地划为国家公益林。
江苏为东南沿海省份,境内驻军及军事设施较多,国境线及军事禁区内的森林,发挥了重要的屏障和保护作用,此类林地较为分散,全省此类国家公益林面积约214016hm2,主要分布在南京、镇江等市。318山体坡度
将山体坡度在36b以上土层瘠薄、岩石裸露、森林采伐后难以更新或森林生态环境难以恢复的森林、林木和林地划为国家公益林。
本省徐州市山地多为石灰岩石质山地、土层瘠薄或几乎无土层,岩石裸露率多为60%以上,自然更新极难,此类国家公益林面积3185114hm2,主要分布在铜山、贾汪以及淮安市的盱眙等地。
(上接第26页)
3000~4000伦琴为宜。较高的剂量虽能产生较强的辐照效应(见表1),但移栽成活率明显下降,至6000伦琴以上处理时已无一幸存。因射线对发根有明显的抑制作用,不利于移栽成活,故供辐变用的试管苗应先经生根处理,并将发根部位用铅屏遮蔽,以达到既产生辐变效应又不损伤根部发育的目的,提高育种效率。
此外,愈伤组织亦可作为辐变的材料,且供试的群体数量较试管苗大得多;但辐照后的愈伤组织分化幼苗的能力也明显降低,这种降低可通过继代培养和改变培养基中激素水平配比等技术加以缓解与恢复。
表1辐射剂量对试管苗的生长、发根效应
处理
品种
日胭日本雪青
处理
/千伦琴
苗长增长率
/%
发根数
/根
处理
/千伦琴
苗长增长率
/%
发根数
/根1869117133151010 277816711319611 38451741181417419 47101001771010414 CK1411515101614158191017辐照后各处理培养时间为1个月。辐照剂量率为8519R/mi n。下载本文
