低溫預處理和聚乙二醇處理對小麥花藥出愈率的影響

河南農業(yè)科學(xué),2015 ,44(4) :49-51Journal of Henan A gricultural Sciencesdoi:10. 15933/j. cnki. 1004 -3268.2015. 04. 011低溫預處理和聚乙二醇處理對小麥花藥出愈率的影響楊雪,劉春雷,王丁,張麗琴”,王世杰,?；燮?邢文會(huì ),付瑞敏(河南教育學(xué)院生命科學(xué)系,河南鄭州450046)摘要:以河南教育學(xué)院小麥育種研究中心培育的小麥新品系為供試材料,選用C，為基本培養基,分別研究了低溫預處理1.2.3.4、5、6、7 d,添加0(CK). .80、100、 120 mg/L的聚乙二醇(PEG)對小麥花藥出愈率的影響。結果表明:低溫預處理4 d的小麥花藥出愈率最高(2.108% ),且穩定性較好(變異系數0.067),與低溫預處理2 d的小麥花藥出愈率差異顯著(zhù)(P <0.05),與其他5個(gè)處理之間的差異極顯著(zhù)(P<0.01)。在培養基中加入80、100、120 mg/L PEG可顯著(zhù)提高小麥花藥出愈率,尤其以100 mg/L PEG效果最佳。關(guān)鍵詞:低溫預處理;聚乙二醇;小麥花藥;出愈率中圖分類(lèi)號: S512.1文獻標志碼: A文章編號: 1004 - 3268(2015)04 - 0049 -03Effects of Low Temperature Pretreatment and PEG on CallusInduction Rate of W heat AntherYANG Xue ,LIU Chunlei , W ANG Ding,ZHANG Liqin * ,WANG Shijie ,CHANG Huiping , XING Wenhui,FU Ruimin( Department of Life Science , Henan Institute of Education , Zhengzhou 450046 , China)Abstract: Taking the wheat lines bred by Henan Institute of Education as tested materials and Ci, as thebasic culture medium, the influence of different low temperature pretreatment times and different PEGconcentrations added in the medium on wheat anther callus rate was studied. The results showed that thecallus rate of wheat anther was the highest(2. 108% ) when it was pretreated by low temperature for4 d,which had good stability( CV =0.067). On the other hand , adding 80- -120 mg/L of PEG in the mediumcould significantly increase the callus rate of wheat anther, the effect of 100 mg/L PEG being the best.Key words: low temperature pretreatment; PEG; wheat anther; callus induction rate小麥為愈傷組織誘導頻率偏低的材料[”,雖然植物上進(jìn)行研究,并從不同角度探討了低溫預處理小麥單倍體培養技術(shù)已經(jīng)有了長(cháng)足的發(fā)展,但進(jìn)一的作用機制。但對小麥花藥低溫預處理最佳時(shí)間的步優(yōu)化各種培養條件,大幅度提高小麥的花藥培養研究較少,且結果不一。自從Kao等[7]發(fā)現聚乙二效率,仍然是小麥花藥離體培養和花培育種研究的醇(PEG)可以作為植物原生質(zhì)體的促融合劑以來(lái),重要內容[23]。而單倍體植株的誘導頻率與很多因PEG日益受到人們的關(guān)注。目前,很多研究者應用素有關(guān),其中對花藥的預處理是一個(gè)重要的環(huán)PEG作為誘導劑和篩選劑,已有報道以PEG為誘導節[4]。在預處理中，低溫預處理是-種簡(jiǎn)便和廣泛劑獲得抗旱植株[89]。但PEG在小麥花藥培養方面應用的措施[5]。低溫處理的效應是Nitsch等[6]在的應用報道不多。為此,研究不同低溫預處理時(shí)間、研究毛葉曼陀羅(Daturainnoxia)的花藥培養中首不同質(zhì)量濃度PEG對小麥花藥脫分化效果的影響,先發(fā)現的。其后,國內外學(xué)者在煙草、大麥、水稻等旨在“出中出苗培范畢條件、提高小麥花藥的中國煤化工TY HCNMHG收稿日期:2014-09- 16基金項目:國家自然科學(xué)基金項目(31071413);河南省科技攻關(guān)重點(diǎn)項目(122102110189);河南省自然科學(xué)研究項目(2011B210002) ;河南省高等學(xué)校重點(diǎn)科研項目(15A210020)作者簡(jiǎn)介:楊雪(1983-),女 ,河南?？h人,講師,碩士,主要從事植物系統分類(lèi)及組織培養研究。E - mail :sws211@ 163. com*通訊作者:張麗琴( 1962 - ),女,河南安陽(yáng)人,副教授,主要從事植物學(xué)及組織培養研究。E - mail:1 zhlq@ 163. com5(河南農業(yè)科學(xué)第44卷培養效率提供依據。表1不同低溫預處理時(shí)間的小麥花藥出愈率預處理1材料和方法時(shí)間/d出愈率/%標準差.變異系數0. 801 bedB0.3740. 4681.1材料1. 290bAB0. 458.0. 355供試小麥新品系材料為王世杰教授提供的12-0. 850bedB0.0870. 1021D292~12- 1D418 ,2012年10月20日播種于河南2. 108aA0. 1410. 0671. 156bcB0. 6160. 533教育學(xué)院小麥育種研究中心試驗田,2013年4月腫0. 592cdB0. 3250. 550旬采摘幼穗,預處理及接種培養在河南教育學(xué)院生0. 398dB0. 2330. 585命科學(xué)系實(shí)驗室完成。注:同列大、小寫(xiě)字母分別表示在0.01 0. 05水平差異顯著(zhù),下同。1.2 方法2.2不同質(zhì)量濃度PEG對小麥花藥出愈率的影響1.2.1 低溫預處理 在大田選取花藥處于單核靠由表2可知,不同質(zhì)量濃度的PEG對小麥花藥邊期[8]的材料并均分成7份,將材料用浸濕的塑料愈傷組織誘導效果不同。在培養基中分別加入80、袋包好,置4 C冰箱分別低溫預處理1.2.3.4、5.6、100、120mg/LPEG,小麥花藥出愈率分別較CK提7d,共7個(gè)處理,重復3次?；ㄋ幦〕龊蠼臃N在高6.79、28.89.5.98倍。其中以100 mg/L PEG效C, +2,4-D 2.0 mg/L+ KT0.5 mg/L 培養基上，果最佳。方差分析結果顯示,100mg/LPEG處理的pH值5.8 ~6.0。小麥花藥出愈率與其他質(zhì)量濃度處理之間的差異極1.2.2PEG處理將大田采來(lái)的單核靠邊期的材顯著(zhù)(P<0.01)。料置4 C冰箱中低溫預處理2 ~3 d。接種前在75%乙醇中均勻蘸濕備用。選取幼穗中間部位小穗表2不同質(zhì)量濃度 PEG對小麥花藥出愈率的影響PEG質(zhì)量濃度/( mg/L) .較CK提高的倍數基部小花的花藥接種在分別添加0(CK)、80、1000. 095cC120 mg/L PEG的C1培養基上,共4個(gè)處理，重復800. 740bB6.793次002. 840aA28.891.2.3培養在溫度28~30C、濕度60%~80%.200. 663bB5. 98條件下暗室培養30 d。1.2.4 數據統計與分析 統計小麥花藥出愈率并3結論與討論作方差分析。小麥花藥出愈率=花藥愈傷組織數/本試驗結果顯示,小麥花藥出愈率隨著(zhù)低溫預接種花藥數x 100%。處理時(shí)間的延長(cháng)呈先升后降再升再降的趨勢。低溫2結果與分析預處理2d的小麥花藥出愈率呈小幅度上升,可能與低溫降低花粉代謝，提高有機物的積累有關(guān)。而2.1不同低溫預處理時(shí)間對小麥花藥出愈率的低溫預處理3d的出愈率較2d的下降,可能是植物影響在此低溫處理時(shí)已達到應對極限,但尚未適應緩沖由表1可知,不同低溫預處理時(shí)間對小麥花藥反應。處理4 d的出愈率最高(2.108% ),達到7個(gè)出愈率影響不同?？傮w來(lái)說(shuō),小麥花藥出愈率隨著(zhù)處理中的峰值,且穩定性較好。這可能是由于隨著(zhù)低溫預處理時(shí)間的延長(cháng)呈現出先升后降再升再降的低溫預處理時(shí)間的延長(cháng),花粉代謝與積累達到一個(gè)趨勢。低溫預處理2d的小麥花藥出愈率呈現出小平衡點(diǎn),在此平衡點(diǎn)小麥花藥處于最有利于提高出幅度上升,處理3 d的出愈率下降，處理4 d的出愈愈率的生理狀態(tài)。過(guò)了此平衡點(diǎn)，小麥花藥的激素率最高(2.108%),隨后則隨處理時(shí)間的延長(cháng)出愈水平等生理條件不再適合愈傷組織的誘導,所以低率逐漸下降,處理7d的出愈率最低(0.398%)。溫預處理5 6.7 d的花藥出愈率顯著(zhù)下降。由表1可知,低溫預處理4 d的出愈率變異系中國煤化工，許多學(xué)者做了相應的數最小(0.067),說(shuō)明該處理誘導小麥花藥愈傷組研;YHCNMHG作用是引起花藥內源激織的穩定性最好。單因素方差分析結果顯示,低溫素發(fā)生變化,從而影響花粉發(fā)育^[0];有的認為低溫預處理4d的小麥花藥出愈率與低溫預處理2d的處理會(huì )造成小孢子的孤立化,結果改變這些細胞的差異顯著(zhù)(P<0.05),與其他5種處理差異極顯著(zhù)發(fā)育途徑"];還有報道顯示,低溫處理后花藥和花(P<0.01)。粉內氨基酸發(fā)生變化,從而對誘導花粉植株產(chǎn)生作第4期楊雪等:低溫預處理和聚乙二醇處理對小麥 花藥出愈率的影響51用[12]?？傊?低溫使得植物體內的新陳代謝活動(dòng)速生理學(xué)通訊, 1988(1) :64 68.率減慢,有利于干物質(zhì)的積累,這就使得提高出愈率[5]Genovest A D, Magill C w. Improved rate of callus and成為可能[13]。green plant production from rice anther culture fllowingcold shock[J]. Crop Sci, 1979 , 19 :662-664.本試驗結果表明,小麥花藥出愈率隨著(zhù)PEG質(zhì)[6] Nitsch C, Noreel B. Effet d'un choc thermique sur le pou-量濃度的增加呈現先升后降的趨勢,在100mg/L時(shí)vior embryogene du pollen de Datura innoxia cultive dans達到最大值(2.840% )。說(shuō)明在培養基中加人80~'anthere ou isole de I'anthere[J].C R Acad Sci, 1973,120 mg/L的PEG可提高小麥花藥出愈率, PEG的27(6) :303-306.質(zhì)量濃度為100mg/L時(shí),小麥花藥出愈率顯著(zhù)[7]Kao K N, Michayluk M R. A method for high-frequency提高。inter generic funsion of plant protoplasts [J ]. Planta,小麥花藥愈傷組織誘導率的高低受多種因素的1974,115(4) :355-367.影響,比如小麥品種、KT濃度、培養基類(lèi)型等。除本[8] Smith R H, Bhaskaran s, Miller F R. Screening for drought身的基因型存在差異,在采摘試驗材料時(shí)也存在個(gè)tolerance in sorghum using cell cultures in vitro[J]. Cell體差異[14]。由于接種量比較大,材料低溫預處理的Dev Biol, 1985 ,21 :541.時(shí)間也存在差異。接種過(guò)程中人為操作的差異,以[9]Hsissal D , Bouharmont J. In vitro selection and character-及操作過(guò)程是否嚴謹對小麥花藥的出愈情況影響也ization of drought-tolerant plants of durum wheat( Triticumdurum Desf. )[J]. Agronomic, 1994 , 14(2) :65-70.很大。暗培養室的溫度、濕度等均對花藥出愈率有[10]徐武,李鳴,張敬,等.低溫預處理過(guò)程中大麥花藥內影響。關(guān)于PEG單一變量對于小麥愈傷組織出愈源激素的變化[J].遺傳學(xué)報, 1997 ,24(2):165-169.率的影響相關(guān)機制有待進(jìn)--步研究。[11]鐘華鑫,方國偉梁海曼.低溫預處理影響秈稻花藥培育效率的研究[J].植物生理學(xué)報, 1987,13(2):參考文獻:144-153.[1]曾君祉,歐陽(yáng)俊聞.在常溫和低溫條件下離體培養的[12]黃劍華 ,陸端菊,王亦菲,等.低溫預處理對大麥花藥小麥花藥中小孢子的早期發(fā)育[J].遺傳學(xué)報, 1980,7內源游離氨基酸和多胺水平的影響[J].中國農業(yè)科(2) :165-172.學(xué),2001 ,34(6) :626-631.[2]海燕,康明輝,郭景戰,等.稀土和基因型對小麥花培[13]朱曉花,孫吉雄,梁慧敏,等.低溫預處理與植物生長(cháng)綠苗分化率的影響[J].華北農學(xué)報, 2006,21(2):調節劑對結縷草愈傷組織誘導的影響[J].草業(yè)科34-36.學(xué),2009 ,26(4):121-126.3] 董艷輝,于宇鳳,趙興華,等.小麥單倍體誘導技術(shù)及 [14] 韓曉峰,陶麗莉,殷桂香, 等.基因型和環(huán)境條件對小其應用[J].山西農業(yè)科學(xué),2014 ,42(7) :764-767.麥花藥培養效果的影響[J].作物學(xué)報,2010,36(7):[4] 許智宏,衛志明.花藥培養中的幾個(gè)生理問(wèn)題[J].植物1209-1215.中國煤化工YHCNMHG