烯效唑?qū)τ衩子着吲囵B(yǎng)的影響

彭曉輝，莫興梅, 曹玉桃

( 1.四川臥龍國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，四川 汶川623000；2.四川省商貿(mào)學(xué)校，四川 德陽(yáng) 618000；3.九寨溝風(fēng)景名勝區(qū)管理局，四川 九寨溝 623402)

烯效唑?qū)τ衩子着吲囵B(yǎng)的影響

彭曉輝1，莫興梅2, 曹玉桃3

( 1.四川臥龍國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，四川 汶川623000；2.四川省商貿(mào)學(xué)校，四川 德陽(yáng) 618000；3.九寨溝風(fēng)景名勝區(qū)管理局，四川 九寨溝 623402)

以玉米幼胚為外植體，研究了烯效唑?qū)τ衩子着哂鷤M織誘導(dǎo)以及愈傷組織分化成植株的影響。結(jié)果表明，烯效唑(S-3307)的濃度越高玉米幼胚胚芽的生長(zhǎng)受抑制作用越強(qiáng)，胚性愈傷組織發(fā)生率越高，有的基因型幼胚對(duì)過高濃度的烯效唑表現(xiàn)出不適反應(yīng)，以至于胚性愈傷轉(zhuǎn)化成非胚性愈傷；不同基因型的玉米幼胚在不同濃度的烯效唑影響下愈傷組織誘導(dǎo)率差異較大；烯效唑的濃度越高胚性愈傷組織分化率也高，但不同基因型對(duì)烯效唑的反應(yīng)不盡相同。

玉米；幼胚；烯效唑；愈傷組織

烯效唑(Uniconazole)，代號(hào)S-3307，簡(jiǎn)稱S-07，分子式C15H18N3OCI2，是三唑類一種新型高效的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，具有促進(jìn)分蘗、矮化植株、防止倒伏的作用[1]。烯效唑在組織培養(yǎng)上已經(jīng)得到應(yīng)用。近幾年，安調(diào)過、鐘冠昌、穆素梅等對(duì)烯效唑在小麥幼胚培養(yǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究[1]；李松、何新民等對(duì)烯效唑在甘蔗組織培養(yǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究[4]，并取得了一定進(jìn)展。烯效唑在玉米組織培養(yǎng)中的應(yīng)用研究報(bào)道甚少。為研究烯效唑?qū)τ衩子着叩挠绊懀?015年6月28日—10月25日進(jìn)行了烯效唑?qū)τ衩子着吲囵B(yǎng)的試驗(yàn)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試的玉米品種為18紅、18白、R15；以授粉12～15天的幼胚作外植體進(jìn)行幼胚培養(yǎng)，烯效唑添加濃度分別為0 mg/L，0.10 mg/L，0.25 mg/L，0.50 mg/L，1.00 mg/L。

1.2 試驗(yàn)培養(yǎng)基

基本培養(yǎng)基：N6+蔗糖3%+瓊脂0.6%，pH值6.0。

誘導(dǎo)培養(yǎng)基：基本培養(yǎng)基+2,4-D 2 mg/L+脯氨酸1.38 mg/L+水解酪蛋白500 mg/L。

繼代培養(yǎng)基：基本培養(yǎng)基+2,4-D 2 mg/L+脯氨酸1.38 mg/L+水解酪蛋白500 mg/L。

分化培養(yǎng)基：基本培養(yǎng)基+KT 1 mg/L +水解酪蛋白500 mg/L。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 愈傷組織誘導(dǎo)

取授粉12～15天的玉米果穗，剝?nèi)グ~，于超凈工作臺(tái)上用75%的酒精擦拭，無菌水沖洗3～4遍，用解剖刀切去玉米果穗中部的玉米粒上半部分，用鑷子挑出幼胚，盾片朝上接種于添加不同濃度烯效唑的誘導(dǎo)培養(yǎng)基上[5-8]，每處理重復(fù)7管，每管接種10個(gè)幼胚，27 ℃暗培養(yǎng)。

培養(yǎng)10天后，將處理半數(shù)的玉米胚芽夾掉，27 ℃繼續(xù)暗培養(yǎng)。40天后調(diào)查各處理胚性愈傷組織誘導(dǎo)率(有愈傷胚數(shù)/接種幼胚數(shù))。

1.3.2 愈傷組織分化

挑取胚性愈傷組織[2]，并將大塊胚性愈傷組織夾碎，分成大小適度的若干細(xì)胞團(tuán)[6]，再將其轉(zhuǎn)移到含不同濃度烯效唑的分化培養(yǎng)基上，在2 000 lx光照和27 ℃條件下分化小植株。

2 結(jié)果與分析

2.1 烯效唑?qū)τ鷤M織誘導(dǎo)率的影響

幼胚經(jīng)過8天培養(yǎng)，所有的胚都有膨大，表明幼胚已經(jīng)開始吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行脫分化，且有胚芽的出現(xiàn)[5-6]。將處理半數(shù)的玉米胚芽夾掉，繼續(xù)誘導(dǎo)培養(yǎng)，培養(yǎng)數(shù)日后再進(jìn)行繼代培養(yǎng)。

愈傷組織分為：Ⅰ型(白色，致密，堅(jiān)硬，干燥，表面皺起，生長(zhǎng)慢，可發(fā)生胚狀體，但易發(fā)生器官分化)，Ⅱ型(黃綠色，顆粒狀，較致密，較濕潤(rùn)，生長(zhǎng)快，易發(fā)生胚狀體)和Ⅲ型(灰棕色，疏松，表面濕潤(rùn)，生長(zhǎng)緩慢，不發(fā)生胚狀體)[2]。胚性愈傷組織為Ⅰ型和Ⅱ型[2-3]。經(jīng)過40天培養(yǎng)，調(diào)查統(tǒng)計(jì)胚性愈傷組織發(fā)生率。從表1可以得到：烯效唑有促進(jìn)胚性愈傷組織發(fā)生的作用，R15去芽的幼胚胚性愈傷組織發(fā)生率最高為烯效唑濃度0.50 mg/L，達(dá)6.38%，其次為濃度1.00 mg/L，為2.17%，濃度為0 mg/L、0.10 mg/L、0.25 mg/L均最低，為0；未去芽的幼胚胚性愈傷組織發(fā)生率最高為烯效唑濃度0.25 mg/L，達(dá)16.67%，其后依次為濃度0.50 mg/L、1.00 mg/L、0.10 mg/L，分別為8.70%、8.33%、3.85%，最低為濃度0 mg/L，為0。18紅去芽的幼胚胚性愈傷組織發(fā)生率最高為烯效唑濃度0.25 mg/L，達(dá)38.89%，其后依次為濃度0.50 mg/L、1.00 mg/L、0.10 mg/L分別為33.33%、20.34%、14.81%，最低為濃度0 mg/L，為14.00%；未去芽的幼胚胚性愈傷組織發(fā)生率最高為烯效唑濃度1.00 mg/L，達(dá)209.10%，其后依次為濃度0.25 mg/L、0.50 mg/L、0.10 mg/L，分別為125.00%、68.75%、50.00%，最低為濃度0 mg/L，為35.00%。18白去芽的幼胚胚性愈傷組織發(fā)生率最高為烯效唑濃度1.00 mg/L，達(dá)65.12%，其后依次為濃度0.50 mg/L、0.25 mg/L、0 mg/L，分別為5.00%、23.91%、23.73%，最低為濃度0.10 mg/L，為20.45%；未去芽的幼胚胚性愈傷組織發(fā)生率最高為烯效唑濃度1.00 mg/L，達(dá)103.70%，其后依次為濃度0.50 mg/L、0.25 mg/L、0 mg/L，分別為62.50%、54.17%、47.37%，最低為濃度0.10 mg/L，為11.54%。

R15、18紅、18白未去芽的幼胚愈傷組織誘導(dǎo)率均與去芽的幼胚愈傷組織誘導(dǎo)率無顯著差異，表明幼胚的芽對(duì)愈傷組織誘導(dǎo)沒有顯著影響。濃度為0 mg/L、0.10 mg/L、0.25 mg/L的烯效唑作用于R15去芽的幼胚時(shí)均未誘導(dǎo)出愈傷組織， R15去芽和未去芽幼胚的對(duì)照也未誘導(dǎo)出愈傷組織；18紅、18白的各處理均誘導(dǎo)出愈傷組織。表明烯效唑有促進(jìn)胚性愈傷組織發(fā)生的作用，但不同基因型對(duì)烯效唑的反應(yīng)又不盡相同。由此可以推斷不同基因型的幼胚在不同烯效唑濃度條件下，胚性愈傷組織發(fā)生率不同，并且有的基因型表現(xiàn)為不適反應(yīng)，以致胚性愈傷組織轉(zhuǎn)變?yōu)榉桥咝杂鷤M織；有的基因型表現(xiàn)為促進(jìn)作用，且隨著烯效唑濃度的增大促進(jìn)作用增強(qiáng)。

2.2 烯效唑?qū)ε咝杂鷤M織分化的作用

將胚性愈傷組織進(jìn)行23天的分化培養(yǎng)，調(diào)查統(tǒng)計(jì)胚性愈傷組織分化苗數(shù)(胚性愈傷組織分化出苗高不低于1 cm的植株納入統(tǒng)計(jì)范圍)及分化率(分化苗數(shù)/接種胚性愈傷組織塊數(shù))。從表2可以得到：R15胚性愈傷組織分化率在不同烯效唑濃度下均為0(因此未對(duì)R15胚性愈傷組織分化進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)及方差分析)；18紅胚性愈傷組織平均分化率在烯效唑的濃度為0.25 mg/L最大，達(dá)75.93%，其后依次為濃度1.00 mg/L、0 mg/L、0.50 mg/L，分別為37.88%、21.43%、18.45%，濃度0.10 mg/L最低，為15.20%；18白胚型性傷組織平均分化率在烯效唑的濃度為0.25 mg/L最大，達(dá)117.65%，其后依次為濃度0 mg/L、1.00 mg/L、0.10 mg/L，分別為107.14%、89.71%、89.29%，濃度0.50 mg/L最低，為81.98%。濃度為0.25 mg/L、1.00 mg/L的烯效唑?qū)?8紅胚性愈傷組織分化表現(xiàn)為極顯著(α=0.01)的促進(jìn)作用，濃度為0.50 mg/L的烯效唑?qū)?8紅胚性愈傷組織分化表現(xiàn)為顯著(α=0.05)的抑制作用，濃度為0.10 mg/L的烯效唑?qū)?8紅胚性愈傷組織分化表現(xiàn)為極顯著(α=0.01)的抑制作用；濃度為0.25 mg/L的烯效唑?qū)?8白胚性愈傷組織分化表現(xiàn)為極顯著(α=0.01)的促進(jìn)作用，濃度為0.10 mg/L、0.50 mg/L、1.00 mg/L的烯效唑?qū)?8白胚性愈傷組織分化均表現(xiàn)為極顯著(α=0.01)的抑制作用。

表1 S-3307對(duì)愈傷組織誘導(dǎo)率的影響

R15的胚性愈傷組織不能分化植株，而18紅、18白則表現(xiàn)為烯效唑的濃度越大其胚性愈傷組織分化苗數(shù)越多，18白在烯效唑濃度為0 mg/L時(shí)仍有較高胚性愈傷組織分化率，表明18白胚性愈傷組織本身就具有較強(qiáng)的分化能力。不同基因型胚性愈傷組織分化率不同，同一基因型在不同烯效唑濃度處理下胚性愈傷組織分化率也不同；有的基因型則無論烯效唑濃度大小胚性愈傷組織均不能分化植株；有的基因型胚性愈傷組織能夠分化成植株，且烯效唑的濃度越大其胚性愈傷組織分化苗數(shù)越多。

表2 S-3307對(duì)胚性愈傷組織分化的影響

注：*表示α=0.05水平上顯著；**表示α=0.01水平上極顯著。

3 結(jié)論和討論

本試驗(yàn)所用的幾個(gè)玉米材料均能誘導(dǎo)愈傷組織，表明幼胚愈傷組織的誘導(dǎo)確實(shí)具有普遍性[7]。在不同基因型誘導(dǎo)愈傷組織過程中, 幼胚的胚芽對(duì)愈傷組織誘導(dǎo)沒有顯著影響；有的基因型可能由于烯效唑濃度過高而發(fā)生胚性愈傷組織轉(zhuǎn)化為非胚性愈傷組織，這表明該基因型的玉米幼胚對(duì)烯效唑有不適反應(yīng)；有的基因型則表現(xiàn)為烯效唑濃度越大，胚性愈傷組織的發(fā)生率越高，這表明烯效唑?qū)υ摶蛐偷挠着哂鷤M織發(fā)生有促進(jìn)作用。在不同濃度的烯效唑作用下，有的基因型幼胚愈傷組織誘導(dǎo)率高，而胚性愈傷組織分化率則低；有的基因型幼胚愈傷組織誘導(dǎo)率低，而胚性愈傷組織分化率則高。這表明烯效唑?qū)τ械幕蛐陀着哂鷤M織誘導(dǎo)有促進(jìn)作用，而對(duì)有的基因型胚性愈傷組織分化有促進(jìn)作用，但不同基因型對(duì)烯效唑的反應(yīng)不盡相同。

[1] 安調(diào)過,鐘冠昌,穆素梅,等. 烯效唑在小麥幼胚培養(yǎng)中的應(yīng)用[J].西北植物學(xué)報(bào),1997,17(4):487-492.

[2] 付鳳玲,李晚忱,劉玉貞. 玉米幼穗培養(yǎng)及植物再生[J].四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 1999,17(3):278-281.

[3] 石太淵,楊立國(guó),杜艷艷. 玉米體細(xì)胞培養(yǎng)中不同基因型和外植體的反應(yīng)[J].國(guó)外農(nóng)學(xué)—雜糧作物,1999,19(5):11-14.

[4] 李松,何新民. 烯效唑在甘蔗組織培養(yǎng)中的應(yīng)用研究[J].甘蔗糖業(yè),2001, 6:19-22.

[5] 吳敏生,黃健秋,衛(wèi)志明.玉米幼胚高效再生系統(tǒng)的建立[J].植物生理學(xué)報(bào), 2001,27(6):489-494.

[6] 候艷華,徐仲,蒼晶,等. 玉米自交系愈傷組織的誘導(dǎo)及再生[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2002,24(6):7-10.

[7] 王宏偉,史振聲,王志斌,等. 玉米幼胚愈傷組織的誘導(dǎo)及再生研究[J]. 沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2002-10,33(5):321-323.

[8] 孫紅煒,尚佑芬,楊崇良,等. 影響玉米愈傷組織誘導(dǎo)和植株再生的有關(guān)因素研究[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué), 2002,6:30-31.

Effect of Uniconazole on the Immature Embryo Culture of MaizePeng

Xiaohui1, Mo Xingmei2, Cao Yutao3

(1. Sichuan Wolong National Nature Reserve Administration, Wenchuan 623000, China;2. Sichuan Commerce and Trade School, Deyang 618000, China;3. Jiuzhaigou Scenic Area Administrative Bureau, Jiuzhaigou 623402, China)

Using immature embryo of three genotypes maize as explants to induce embryogenic calli, the effect of S-3307 on the induction and differentiation of calli was studied. The results showed that the growth of the maize calli could be inhanced by the high concentration of S-3307 and inhibited by the low concentration of S-3307. The higher concentration of S-3307 the higher induction rate of maize calli, and the embryogenic calli of maize could be differentiated more small plants by adding the higher concentration of S-3307 in differentiating-medium. Remarkable difference of the effect of S-3307 on induction rate of calli was found among these genotypes. But, some genotypes calli showed a discomfort response to adding high concentration of S-3307, so that the embryogenic calli transformed non-embryogenic calli. The higher concentration of S-3307, the more differentiation rate of plants was produced. But the different genotypes of maize had the different responses to S-3307.

maize; immature embryo; uniconazole; callus

10.3969/j.issn.1006-9690.2017.04.007

2016-11-16

彭曉輝(1977—)，男,農(nóng)學(xué)學(xué)士，工程師，主要從事野生動(dòng)植物保護(hù)。E-mail: philipsphill@qq.com

Q813.1;S513

A

1006-9690(2017)04-0029-04