水稻花药培养力影响因素的研究
|
摘要
在本研究中，对粳稻类型品种秋光，中间类型品种培矮64S和美洲稻，籼稻类型品种E4K、108、E88、E5、香125进行了花药培养，同时分析了影响花药培养力的基因型、培养基、激素配比、低温预处理、碳源、脯氨酸添加、取样月份等因素。并得到如下的结论。
1．从愈伤组织诱导率来看，中间类型品种＞粳稻类型品种＞籼稻类型品种。从培养力看，中间类型品种＞籼稻类型品种＞粳稻类型品。
2．在2，4-D 2mg／L+NAA 1mg／L+KT 1mg／L的基础上，生长素活性物质的增加，不利于愈伤组织的诱导。在愈伤组织诱导培养基中，过高的生长素活性将对愈伤组织的绿苗分化不利。
3．在麦芽糖浓度0～5％范围内，增加麦芽糖浓度有利于提高出愈率和绿苗分化率，但麦芽糖浓度增加到3％以后，出愈率的增长变得缓慢。3％麦芽糖浓度有促进白化苗的趋势。综合来看，培养力最高的是5％麦芽糖浓度。
4．在脯氨酸浓度0～900mg／L范围内，出愈率和绿苗分化率都随脯氨酸浓度的提高而提高，当脯氨酸浓度大于600mg／L时，出愈率和绿苗分化率都急剧下降。
5．出愈率和绿苗分化率都随冷处理时间增加而增加，到一定程度后都又急剧下降。随着取样月份的推迟，对出愈率、绿苗分化率和培养力最佳的冷处理时间有延长的趋势。
6．培养力在不同月份取样变化趋势是6月份最高，7月份有所下降，8月份最低，9月份有明显提高。白苗率，6月份取样接种的相对较低，7月份有明显提高，8月份最高，9月份略有下降。
7．培矮64S在M8培养基上的出愈率最高；SK3，N6培养基之间的出愈率差异不显著。
8．在蔗糖浓度0～9％范围内，对培养力最佳的蔗糖浓度是6％，过高过低的蔗糖浓度对培养力和愈伤组织诱导是不利的，并且会加剧白化苗的发生。
Anther culture of rice was experimented with japonica cultivar Qiuguang, and medium type cultivars Peiai64S and Meizhoudao, and indica cultivars E4K, 108, E88, and xiang125. The major factors affecting anther culture ability of rice, including rice genotypes, culture medium, phytohomore mixture ratios, cold treatment time, carbon source, proline, and sampling months, were investigated. The main results were as follows.
1) The arrangement of callus induction rate for different genotypes was medium type >japonica>indica cultivars. The arrangement of anther culture ability was medium type >indica>japonica cultivars.
2) Under the base of the phytohomore mixture ratios of 2,4-D 2mg/L +NAA 1 mg/L +KT 1 mg/L, it was not good for the callus induction if more plant growth stimulating substances were added into the medium. And the excessive plant growth stimulating substances were also not good for the green plantlet regeneration.
3) Increasing malt sugar concentration improved the callus induction and green plantlet regeneration but resulting in more chlorotic plantlets when the concentration reached 3% or higher. However, the treatment with 5% malt sugar recorded the highest anther culture ability.
4) Both the callus induction rate and green plantlet regeneration rate increased with increasing the concentration of proline added until 600mg/L which led to a heavy decrease in both the callus induction rate and green plantlet regeneration rate.
5) Both the callus induction rate and green plantlet regeneration rate increased with increasing the cold treatment time but decreased sharply when the time reached certain degree. The suitable time got longer with the proceeding sampling months for the callus induction and green plantlet regeneration and anther culture ability improvement.
6) The arrangement of anther culture ability in different months was June>July>August> September. The arrangement of chlorotic plantlet regeneration rate in different months was JuneSeptember.
7.) The highest callus induction rate for Peiai64S was found in the culture with M8 medium, and there was no difference with SK3 and N6 media.
8.) The best concentration of sucrose was 6% for the anther culture ability. It was not good for the callus induction and anther culture ability when the concentration was too high or too low, which also resulted in higher chlorotic plantlet regeneration rate.
1．从愈伤组织诱导率来看，中间类型品种＞粳稻类型品种＞籼稻类型品种。从培养力看，中间类型品种＞籼稻类型品种＞粳稻类型品。
2．在2，4-D 2mg／L+NAA 1mg／L+KT 1mg／L的基础上，生长素活性物质的增加，不利于愈伤组织的诱导。在愈伤组织诱导培养基中，过高的生长素活性将对愈伤组织的绿苗分化不利。
3．在麦芽糖浓度0～5％范围内，增加麦芽糖浓度有利于提高出愈率和绿苗分化率，但麦芽糖浓度增加到3％以后，出愈率的增长变得缓慢。3％麦芽糖浓度有促进白化苗的趋势。综合来看，培养力最高的是5％麦芽糖浓度。
4．在脯氨酸浓度0～900mg／L范围内，出愈率和绿苗分化率都随脯氨酸浓度的提高而提高，当脯氨酸浓度大于600mg／L时，出愈率和绿苗分化率都急剧下降。
5．出愈率和绿苗分化率都随冷处理时间增加而增加，到一定程度后都又急剧下降。随着取样月份的推迟，对出愈率、绿苗分化率和培养力最佳的冷处理时间有延长的趋势。
6．培养力在不同月份取样变化趋势是6月份最高，7月份有所下降，8月份最低，9月份有明显提高。白苗率，6月份取样接种的相对较低，7月份有明显提高，8月份最高，9月份略有下降。
7．培矮64S在M8培养基上的出愈率最高；SK3，N6培养基之间的出愈率差异不显著。
8．在蔗糖浓度0～9％范围内，对培养力最佳的蔗糖浓度是6％，过高过低的蔗糖浓度对培养力和愈伤组织诱导是不利的，并且会加剧白化苗的发生。
Anther culture of rice was experimented with japonica cultivar Qiuguang, and medium type cultivars Peiai64S and Meizhoudao, and indica cultivars E4K, 108, E88, and xiang125. The major factors affecting anther culture ability of rice, including rice genotypes, culture medium, phytohomore mixture ratios, cold treatment time, carbon source, proline, and sampling months, were investigated. The main results were as follows.
1) The arrangement of callus induction rate for different genotypes was medium type >japonica>indica cultivars. The arrangement of anther culture ability was medium type >indica>japonica cultivars.
2) Under the base of the phytohomore mixture ratios of 2,4-D 2mg/L +NAA 1 mg/L +KT 1 mg/L, it was not good for the callus induction if more plant growth stimulating substances were added into the medium. And the excessive plant growth stimulating substances were also not good for the green plantlet regeneration.
3) Increasing malt sugar concentration improved the callus induction and green plantlet regeneration but resulting in more chlorotic plantlets when the concentration reached 3% or higher. However, the treatment with 5% malt sugar recorded the highest anther culture ability.
4) Both the callus induction rate and green plantlet regeneration rate increased with increasing the concentration of proline added until 600mg/L which led to a heavy decrease in both the callus induction rate and green plantlet regeneration rate.
5) Both the callus induction rate and green plantlet regeneration rate increased with increasing the cold treatment time but decreased sharply when the time reached certain degree. The suitable time got longer with the proceeding sampling months for the callus induction and green plantlet regeneration and anther culture ability improvement.
6) The arrangement of anther culture ability in different months was June>July>August> September. The arrangement of chlorotic plantlet regeneration rate in different months was June
7.) The highest callus induction rate for Peiai64S was found in the culture with M8 medium, and there was no difference with SK3 and N6 media.
8.) The best concentration of sucrose was 6% for the anther culture ability. It was not good for the callus induction and anther culture ability when the concentration was too high or too low, which also resulted in higher chlorotic plantlet regeneration rate.
引文
[1]袁隆平．杂交水稻育种战略．两系法杂交水稻研究论文集．北京：农业出版社，1992：1～5
[2]罗孝和，白德朗．两系杂交水稻的选育．湖南农业科学，1996，(2)：5～8
[3]王守海，李成荃，袁勤等．粳稻光敏核不育系7001S的选育及主要特性研究．两系法杂交水稻研究论文集．北京：农业出版社，1992：202～207
[4]李达模，贾凌辉，唐建军等．籼稻花药培养细胞工程技术实用化研究．作物研究，1994，8(1)：7～10
[5]孙宗修，冯锋．水稻花培技术的改进及其在杂交水稻育种的应用(综述)．农业生物技术学报，1997，23(6)：683～688
[6]胡忠，梁汉兴，黄仕周等．水稻花药培养方法的改进．花药培养学术讨论会论文集．北京：科学出版社，1977：93～98
[7]陈机主编．发育解剖学(下册)．济南：山东大学出版社，1996：89～93
[8]中国科学院上海生理研究所细胞室编译．上海：上海科学技术出版社，植物组织和细胞培养，1978
[9]李浚明主编《组织培养教程》，北京：北京农大出版社，1995：119～147
[10]张能义，薛庆中．应用花培技术选育水稻光敏核不育系．浙江农业大学学报，1996，22(5)：474～480
[11]陈兆贵，韦鹏霄．光(温)敏核不育系水稻花药培养及遗传育种的研究进展．广西农业生物科学，1994，18(1)：34～37
[12]李兴莲，谢戎，邓锡洪等．光(温)敏核不育系及广亲和恢复系花培效果比较．西南农业学报，1995，8：88～93(水稻专辑)
[13]李浩杰，李平．水稻光温敏核不育系花药培养的初步研究．四川农业大学学报，2000，18(3)：228～231
[14]吴传银，陈英．粳稻花药培养基因型差异的研究．遗传学报，1987，14(2)：91～96
[15]朱德瑶，丁效华．籼稻花药培养能力的遗传研究．江西农业学报，1991，3(1)：1～7
[16]李正新，沈福成，谌生慧．水稻光敏不育系花药的培养．浙江农业学报，1993，5：55～57
[17]邹礼平，张端品，林兴华等．光敏核不育系水稻花药培养能力的影响因素研究．华中农业大学学报，1995，14(5)：415～420
[18]李梅芳．水稻花培育种前景．作物杂志，1991，3：17～18
[19]罗琼，曾千春，周开达等．水稻花药培养及其在育种中的应用．杂交水稻，2000，15(3)：1～2
[20]赵国凡，王兴理编著．植物组织培养概论．大连：大连理工学院出版社，1988：52～65
[21]张志雄，向跃武，王家银等．激素对水稻花药培养力的影响研究．西南农业大学学报，1992，14(4)：351～355
[22]陈英，左秋仙，王瑞丰等．应用正交试验筛选籼稻杂种花药培养基．花药培养学术讨论会文集． 北京：科学出版社，1977：40～49
[23]葛美芬，谭长乐，白和盛．花药培养在籼型野败不育系提纯复壮上的应用．江苏农业学报，1985，1(1)：25～32
[24]周毓珍，钱虎君，吕兴泉．湖北光敏感核不育系水稻花药培养初报．南京农业大学学报， 1989，12(4)：7～11
[25]黄鸿枢，凌定厚，曾碧霞等．应用数学解析方法研究籼稻培养基的组成．花药培养学术讨论会论文集．北京：科学出版社，1977：29～38
[26]张玉麟，王镇圭，过全生等．碳源对水稻花粉愈伤组织、绿苗分化率的影响．花药培养学术讨论会文集．北京：科学出版社，1977：274～275
[27]季彪俊，陈启锋，黄群策等．活性炭在水稻花药培养中的应用．福建农业大学学报，1998，27(1)：16～19
[28]陆燕鹏，万邦惠．脯氨酸与丙氨酸对光温敏核不育水稻花药愈伤组织诱导的影响．华南农业大学学报，1997，18(4)：12～15
[29]梅传生，张金渝，汤日圣等．琼脂对水稻愈伤组织植株再生率和内源激素含量的影响，中国水稻科学，1993，7(3)：148～152
[30]Beaumont Ⅴ, Courtois B, Anther cultureability of rice plants treated with male gametocide chemicals. IRRN, 1990, 15(1): 9
[31]Mercy ST, Zapata FJ. Effect of sucrose on callus induction and plant regeneration in Taipei 309. IRRN, 1986,11(4): 25
[32]Zapata F J, Torrizo LB. Heat treatment to increase callus induction efficiency in anther culture of IR42. IRRN, 1986,11(4): 25
[33]Draz AE, Zapata F J, Khush G S. Interaction of media for callus induction and for plant regeneration in rice anther culture. IRRN, 1991,16(5): 7
[34]Ayres NM, McClung AM, Walker GA, et al. Effect of regeneration media on shoot production from anther cultures of rice. IRRN, 1995,20(1): 8
[35]Sahrawat AK, Chand S. Effects of L-tryptophan,L-proline, and activation in indica rice (Oryza sativa L.). IRRN, 1998,23(3): 10～11
[36]Dhaliwal S, Sindhu AS, Sandhu-Gill R, et al. Callus induction and plant regeneration from anther culture of six high-yielding indica/basmati crosses. IRRN, 1997,22(2): 9～10
[37]肖关丽，杨清辉．植物组织培养过程中内源激素研究进展．云南农业大学学报，2001，16(2)：136～138
[38]何道一，程炳嵩．植物组织培养材料分化与脱分化过程中的生理生化变化．山东农业大学学报，1992，23(3)：327～331
[39]方国伟，梁海曼．低温处理影响水稻花药培养效率的机理初探．植物生理学报，1985，11(4)：366～380
[40]徐武，李鸣，张敬等．低温处理过程中大麦花药内源激素的变化，遗传学报，1997，24(2)：165～169
[41]罗琼，胡延玉，周开达．内源激素对水稻成熟胚培养力的影响．中国水稻科学 1998，12(4)：238～240
[2]罗孝和，白德朗．两系杂交水稻的选育．湖南农业科学，1996，(2)：5～8
[3]王守海，李成荃，袁勤等．粳稻光敏核不育系7001S的选育及主要特性研究．两系法杂交水稻研究论文集．北京：农业出版社，1992：202～207
[4]李达模，贾凌辉，唐建军等．籼稻花药培养细胞工程技术实用化研究．作物研究，1994，8(1)：7～10
[5]孙宗修，冯锋．水稻花培技术的改进及其在杂交水稻育种的应用(综述)．农业生物技术学报，1997，23(6)：683～688
[6]胡忠，梁汉兴，黄仕周等．水稻花药培养方法的改进．花药培养学术讨论会论文集．北京：科学出版社，1977：93～98
[7]陈机主编．发育解剖学(下册)．济南：山东大学出版社，1996：89～93
[8]中国科学院上海生理研究所细胞室编译．上海：上海科学技术出版社，植物组织和细胞培养，1978
[9]李浚明主编《组织培养教程》，北京：北京农大出版社，1995：119～147
[10]张能义，薛庆中．应用花培技术选育水稻光敏核不育系．浙江农业大学学报，1996，22(5)：474～480
[11]陈兆贵，韦鹏霄．光(温)敏核不育系水稻花药培养及遗传育种的研究进展．广西农业生物科学，1994，18(1)：34～37
[12]李兴莲，谢戎，邓锡洪等．光(温)敏核不育系及广亲和恢复系花培效果比较．西南农业学报，1995，8：88～93(水稻专辑)
[13]李浩杰，李平．水稻光温敏核不育系花药培养的初步研究．四川农业大学学报，2000，18(3)：228～231
[14]吴传银，陈英．粳稻花药培养基因型差异的研究．遗传学报，1987，14(2)：91～96
[15]朱德瑶，丁效华．籼稻花药培养能力的遗传研究．江西农业学报，1991，3(1)：1～7
[16]李正新，沈福成，谌生慧．水稻光敏不育系花药的培养．浙江农业学报，1993，5：55～57
[17]邹礼平，张端品，林兴华等．光敏核不育系水稻花药培养能力的影响因素研究．华中农业大学学报，1995，14(5)：415～420
[18]李梅芳．水稻花培育种前景．作物杂志，1991，3：17～18
[19]罗琼，曾千春，周开达等．水稻花药培养及其在育种中的应用．杂交水稻，2000，15(3)：1～2
[20]赵国凡，王兴理编著．植物组织培养概论．大连：大连理工学院出版社，1988：52～65
[21]张志雄，向跃武，王家银等．激素对水稻花药培养力的影响研究．西南农业大学学报，1992，14(4)：351～355
[22]陈英，左秋仙，王瑞丰等．应用正交试验筛选籼稻杂种花药培养基．花药培养学术讨论会文集． 北京：科学出版社，1977：40～49
[23]葛美芬，谭长乐，白和盛．花药培养在籼型野败不育系提纯复壮上的应用．江苏农业学报，1985，1(1)：25～32
[24]周毓珍，钱虎君，吕兴泉．湖北光敏感核不育系水稻花药培养初报．南京农业大学学报， 1989，12(4)：7～11
[25]黄鸿枢，凌定厚，曾碧霞等．应用数学解析方法研究籼稻培养基的组成．花药培养学术讨论会论文集．北京：科学出版社，1977：29～38
[26]张玉麟，王镇圭，过全生等．碳源对水稻花粉愈伤组织、绿苗分化率的影响．花药培养学术讨论会文集．北京：科学出版社，1977：274～275
[27]季彪俊，陈启锋，黄群策等．活性炭在水稻花药培养中的应用．福建农业大学学报，1998，27(1)：16～19
[28]陆燕鹏，万邦惠．脯氨酸与丙氨酸对光温敏核不育水稻花药愈伤组织诱导的影响．华南农业大学学报，1997，18(4)：12～15
[29]梅传生，张金渝，汤日圣等．琼脂对水稻愈伤组织植株再生率和内源激素含量的影响，中国水稻科学，1993，7(3)：148～152
[30]Beaumont Ⅴ, Courtois B, Anther cultureability of rice plants treated with male gametocide chemicals. IRRN, 1990, 15(1): 9
[31]Mercy ST, Zapata FJ. Effect of sucrose on callus induction and plant regeneration in Taipei 309. IRRN, 1986,11(4): 25
[32]Zapata F J, Torrizo LB. Heat treatment to increase callus induction efficiency in anther culture of IR42. IRRN, 1986,11(4): 25
[33]Draz AE, Zapata F J, Khush G S. Interaction of media for callus induction and for plant regeneration in rice anther culture. IRRN, 1991,16(5): 7
[34]Ayres NM, McClung AM, Walker GA, et al. Effect of regeneration media on shoot production from anther cultures of rice. IRRN, 1995,20(1): 8
[35]Sahrawat AK, Chand S. Effects of L-tryptophan,L-proline, and activation in indica rice (Oryza sativa L.). IRRN, 1998,23(3): 10～11
[36]Dhaliwal S, Sindhu AS, Sandhu-Gill R, et al. Callus induction and plant regeneration from anther culture of six high-yielding indica/basmati crosses. IRRN, 1997,22(2): 9～10
[37]肖关丽，杨清辉．植物组织培养过程中内源激素研究进展．云南农业大学学报，2001，16(2)：136～138
[38]何道一，程炳嵩．植物组织培养材料分化与脱分化过程中的生理生化变化．山东农业大学学报，1992，23(3)：327～331
[39]方国伟，梁海曼．低温处理影响水稻花药培养效率的机理初探．植物生理学报，1985，11(4)：366～380
[40]徐武，李鸣，张敬等．低温处理过程中大麦花药内源激素的变化，遗传学报，1997，24(2)：165～169
[41]罗琼，胡延玉，周开达．内源激素对水稻成熟胚培养力的影响．中国水稻科学 1998，12(4)：238～240