红麻耐盐体细胞变异体的诱导与植株再生研究
摘要
红麻(Hibiscus cannabinus L.)为锦葵科木槿属一年生草本作物，是重要的纺织和造纸原料。我国是世界上红麻种植面积最大的国家。红麻虽是耐盐力相对较强的作物，但盐分胁迫依然存在。而且，随着人均耕地面积的减少和粮、麻、棉争地矛盾日益突出，红麻种植势必转向更多的盐渍地，甚至转移到盐分更重的盐渍土壤。因而提高红麻耐盐性极为必要。
本研究首次以红麻主栽品种Q3和7804为材料，用无菌实生苗叶片为外植体诱导出愈伤组织瘤状体，并以NaCl为选择压力，利用体细胞无性系变异，筛选出耐盐变异体，为开展红麻耐盐种质创新与新品种选育奠定了良好基础。主要研究结果如下：
1．在盐胁迫和非盐胁迫条件下，红麻愈伤组织瘤状体诱导率与品种密切相关，Q3品种的诱导率始终要高于7804品种。
2．尽管无菌实生苗幼叶外植体在1％NaCl盐胁迫下诱导的愈伤组织频率比非盐胁迫下(对照)要低，但愈伤组织对盐胁迫适应能力得到加强，所形成的瘤状体以及再生苗频率成倍提高。
3．建立了红麻耐盐变异体的诱导、筛选及快速再生繁殖体系。
4．建立了红麻耐盐变异体试管苗移栽配套技术，试管苗在大田试种栽培成功。
Hibiscus canabinus, an annual nerbaceous bast crop, belongs to Hibiscus, mallowfamily. The kenaf bast is a kind of important raw material of textile, and the paperpulp of entire stem can substitute importing water pulp and is a kind of fine rawmaterial for papermaking. China is the most country of kenaf production. Althoughhaving a relative tolerance to salt, kenaf crops suffer from salt severely. Moreover,with the decrease of total cultivated land per cap and increasely contradiction forproduction area between kenaf and grain crops, cotton, kenaf crop certainly willturn its steps to more salted-soil, even more Severely salted areas. Therefore, it is verynecessary to improve its salt tolerance.
In the present paper, leaves of released kenaf cultivars Q3 and 7804 were used asthe explants to induce warty of leaf spheroid, then they differentiated and selected byNaCl in vitro to select salt-resistant mutant. The paper provided a fine fundament forHibiscus canabinus germplasm recreation and breeding for new cultivars. Here werethe main results:
1. The callus warty induce percentage of kenaf were highly related to the gene-type, the induce percentage of Q3 were higher than that of 7804 in NaC1 stress or noNaCl stress.
2. The callus warty induce percentage of kenaf in 1%NaCl stresses were lowerthan that in no NaCl stresses (CK), but its salt-tolerant ability of the callus warty were higher than that in no NaCl stresses (CK), its induce percentage of the callus wartyand seedling were doubly increased.
3. The system of induce, selection and high propagation coefficient of salt-resistant mutant in kenaf (Hibiscus cannabinus L.) in vitro were established.
4. The cultivated technology for the seedling of salt-resistant mutant in kenaf(Hibiscus cannabinus L.) in vitro were established. The seedlings of salt-resistantmutant were planted successfully in field.
本研究首次以红麻主栽品种Q3和7804为材料，用无菌实生苗叶片为外植体诱导出愈伤组织瘤状体，并以NaCl为选择压力，利用体细胞无性系变异，筛选出耐盐变异体，为开展红麻耐盐种质创新与新品种选育奠定了良好基础。主要研究结果如下：
1．在盐胁迫和非盐胁迫条件下，红麻愈伤组织瘤状体诱导率与品种密切相关，Q3品种的诱导率始终要高于7804品种。
2．尽管无菌实生苗幼叶外植体在1％NaCl盐胁迫下诱导的愈伤组织频率比非盐胁迫下(对照)要低，但愈伤组织对盐胁迫适应能力得到加强，所形成的瘤状体以及再生苗频率成倍提高。
3．建立了红麻耐盐变异体的诱导、筛选及快速再生繁殖体系。
4．建立了红麻耐盐变异体试管苗移栽配套技术，试管苗在大田试种栽培成功。
Hibiscus canabinus, an annual nerbaceous bast crop, belongs to Hibiscus, mallowfamily. The kenaf bast is a kind of important raw material of textile, and the paperpulp of entire stem can substitute importing water pulp and is a kind of fine rawmaterial for papermaking. China is the most country of kenaf production. Althoughhaving a relative tolerance to salt, kenaf crops suffer from salt severely. Moreover,with the decrease of total cultivated land per cap and increasely contradiction forproduction area between kenaf and grain crops, cotton, kenaf crop certainly willturn its steps to more salted-soil, even more Severely salted areas. Therefore, it is verynecessary to improve its salt tolerance.
In the present paper, leaves of released kenaf cultivars Q3 and 7804 were used asthe explants to induce warty of leaf spheroid, then they differentiated and selected byNaCl in vitro to select salt-resistant mutant. The paper provided a fine fundament forHibiscus canabinus germplasm recreation and breeding for new cultivars. Here werethe main results:
1. The callus warty induce percentage of kenaf were highly related to the gene-type, the induce percentage of Q3 were higher than that of 7804 in NaC1 stress or noNaCl stress.
2. The callus warty induce percentage of kenaf in 1%NaCl stresses were lowerthan that in no NaCl stresses (CK), but its salt-tolerant ability of the callus warty were higher than that in no NaCl stresses (CK), its induce percentage of the callus wartyand seedling were doubly increased.
3. The system of induce, selection and high propagation coefficient of salt-resistant mutant in kenaf (Hibiscus cannabinus L.) in vitro were established.
4. The cultivated technology for the seedling of salt-resistant mutant in kenaf(Hibiscus cannabinus L.) in vitro were established. The seedlings of salt-resistantmutant were planted successfully in field.
引文
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3、 中国农业科学院麻类研究所主编，中国麻类作物栽培学(M)，北京：农业出版社，1993，332-336．
4、 谢承陶，盐渍土改良原理与作物抗性(M]，北京：中国农业科技出版社，1992
5、 吴旭昌，北方盐碱地种植红麻的调查报告，中国农业科学，1975(1)
6、 张宪政主编，作物生理研究法，北京：农业出版社，1989，195-200
7、 张福锁主编，环境胁迫与植物育种，北京：农业出版社，1993，92-93
8、 陈壬生，淹水和盐份胁迫对红麻生长发育的影响，中国农业科学院研究生院硕士学位论文。
9、 吴旭昌，不同盐份对红麻种子发芽的影响，中国麻作，1982(1)
10、 陈壬生等，不同类型盐碱土对红麻生长的影响，中国麻作，1995(2)
11、 刘志生，土壤盐份和水份含量对麦苗生长的影响，盐碱地利用，1990(1)
12、 王连敏，植物耐盐的细胞学特征，盐碱地利用，1990(2)
13、 张建华，陈火英，庄王明，番茄耐盐体细胞变异体的离体筛选，西北植物学报，2002，22(2)：257-262．
14、 颜昌敬编著，植物组植培养手册(M)，上海：科学技术出版社，1990．
15、 10. KARP A, MADDOCK S E. Chromosome variation in wheat plants regenerated from cultured immature embryos [J]. Theor. App. Genet., 1984, 67:249-255.
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18、 刘选明，同源四倍体龙芽百合诱导及其形态发生的细胞学与生理生化特性的研究，湖南农业大学博士论文，1995．
19、 熊先耀，体细胞杂交研究，湖南农业大学博士论文，1998．
20、 孙勇如、安易培，植物原生质体培养[M]．北京：科学技术出版社，1991．
21、 禾谷类作物单倍体与作物改良[M]，《植物生物技术与作物改良》，北京：科学技术出版社，1990．
22、 孙敬三，陈维伦，植物生物技术与作物改良，北京：科学技术出版社，1990．
23、 李宗道编著，麻类生物工程进展，北京：中国农业出版社，1999，196-213．
24、 陈祥云，李树川，红麻子叶离体培养诱导再生植株，中国麻作，1982(3)
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27、 李宗道，麻作的理论与技术[M]，上海：上海科学技术出版社，1980，559-561
28、 王海波，组织培养中细胞状态的调控，作物杂志，1991(3)
29、 朱志清，体细胞无性系变异与植物改良，植物学导报，1991．VOL．8(增刊)
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31、 曾华宇，罗利军，植物抗旱、耐盐基因慨述，植物遗传学报，2003，4(3)：270-273
32、 张勇恩，李潮海，王群．植物抗旱相关功能基因研究进展．中国农学通报，2004，20(6)：85-88，113．
33、 郭卫东，沈向，李嘉瑞等．植物抗旱分子机理，西北农业大学学报，1999，27(4)：1．2-108．
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