蕪菁離體培養(yǎng)再生體系建立

楊潔，賈凱，閆會轉(zhuǎn)，高杰

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園藝學(xué)院，烏魯木齊 830052)

0 引 言

【研究意義】蕪菁(BrassicarapaL.)是十字花科(Cruciferae)蕓薹屬(Brassica)蕓薹種蕪菁亞種，二年生草本植物[1]。蕪菁在我國各地均有栽培；在新疆干旱缺水且鹽堿嚴(yán)重的南部地區(qū)也有大面積種植。在新疆蕪菁被稱為恰麻古。前人研究發(fā)現(xiàn)[2-9]，蕪菁含多種有益元素如氨基酸、蛋白質(zhì)、皂苷、黃酮類、糖類苷、生物堿類、揮發(fā)油、酚類、棕櫚酸和硬脂酸等多種脂肪酸，并且還含有鐵、鉀、鋅、鈉等大量礦物質(zhì)元素?！厩叭搜芯窟M展】蕪菁肉質(zhì)根或種子中的營養(yǎng)物質(zhì)有益成分及其功效[4-12]；提取工藝研究[2-3,13-14]；蕪菁花葉病病毒毒相關(guān)方面的研究[15-19]；蕪菁小孢子培養(yǎng)技術(shù)等[1,20-24]。曹億會[25]、馬光[26]均運用蕪菁幼苗的子葉及下胚軸建立了其所研究的蕪菁品種的再生體系；張鵬[27]、范愛麗[28]在白菜的外植體誘導(dǎo)不定芽的試驗中均發(fā)現(xiàn)同時添加NAA和6-BA可以提高不定芽的再生頻率；甘藍型油菜外植體再生研究中也有相同發(fā)現(xiàn)[29]?！颈狙芯壳腥朦c】小孢子培育技術(shù)早在1982年就被應(yīng)用于蕓薹屬作物[30]，將小孢子技術(shù)應(yīng)用于蕪菁育種雖已有多人進行研究，但大規(guī)模的培育出完整植株并投入生產(chǎn)的案例還未見報道。利用植物葉片、莖尖等外植體構(gòu)建再生體系的技術(shù)已有很多報道。但是還沒有利用新疆蕪菁子葉或下胚軸來建立再生體系的實例。研究不同激素對蕪菁再生不定芽，不定根的影響?！緮M解決的關(guān)鍵問題】研究適用于新疆蕪菁及溫州盤菜高效的再生體系構(gòu)建，對比二者對激素響應(yīng)，為新疆蕪菁的選育和基因調(diào)控提供新的研究途徑。

1 材料與方法

1.1材料

兩種新疆蕪菁分別為喀什蕪菁與柯坪蕪菁，在2016年分別采于喀什、柯坪縣。溫州盤菜(原玉環(huán)盤菜)為溫州市先豐種子公司生產(chǎn)。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設(shè)計

取生長5 d的蕪菁幼苗帶柄子葉、下胚軸接種在不同激素配比的MS培養(yǎng)基中，NAA濃度為0.1、0.5 mg/L；6-BA濃度為1、0.75、0.5和0.25 mg/L；以無激素MS培養(yǎng)基為對照。每種激素組合接種35個外植體，重復(fù)3次。每5 d統(tǒng)計一次胚軸和子葉再生不定芽數(shù)量；培養(yǎng)12 d時更換一次培養(yǎng)基，30 d誘導(dǎo)結(jié)束。將產(chǎn)生不定芽的外植體(高約1.5～2 cm)轉(zhuǎn)接至NAA為2 mg/L的1/2MS培養(yǎng)基中生根培養(yǎng)。

再生植株培養(yǎng)20 d后移栽于滅菌基質(zhì)中(草炭∶珍珠巖∶蛭石=6∶3∶1)，覆膜保濕。將再生植株置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)并觀察生長狀態(tài)。

1.2.2 測量指標(biāo)

以外植體上有明顯可見的小葉時為再生芽標(biāo)準(zhǔn)；外植體上有明顯可見的不定根時為再生根標(biāo)準(zhǔn)。每5 d觀察記錄一次，30 d結(jié)束。

不定芽再生率=(不定芽再生外植體數(shù)/總接種外植體數(shù))×100%。

不定再生根率=(不定根再生外植體數(shù)/總接種外植體數(shù))×100%。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel2007和SPSS(20.0版)軟件進行數(shù)據(jù)分析、繪制圖表，用方差分析法進行差異顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1植物生長調(diào)節(jié)劑配比對蕪菁子葉再生不定芽的影響

研究表明，子葉為外植體時，0.25 mg/L 6-BA、0.1 mg/L NAA激素處理下柯坪蕪菁的不定芽再生率最高為32.14%；其余幾組間子葉誘導(dǎo)不定芽再生率差異不顯著?？κ彩忀甲尤~誘導(dǎo)不定芽再生率均大于30%(除對照組)；NAA為0.5 mg/L、6-BA為0.25 mg/L時不定芽再生率最高為50.7%；但是隨著6-BA濃度增加子葉誘導(dǎo)不定芽的再生率呈下降趨勢。NAA為0.1 mg/L時E、F、G、H組子葉誘導(dǎo)不定芽再生率差異不顯著(除F組)。溫州盤菜子葉的不定芽誘導(dǎo)頻率在1.57～24.76，平均再生率為12%；其中D、E、F、G組子葉誘導(dǎo)不定芽的再生率無顯著差異。NAA為0.5 mg/L、6-BA為0.25 mg/L時喀什蕪菁與溫州盤菜的不定芽再生率均達到最高；當(dāng)不添加任何激素時喀什蕪菁與溫州盤菜的不定芽再生率為最低。用子葉誘導(dǎo)不定芽時總體誘導(dǎo)頻率為喀什蕪菁的>柯坪蕪菁>溫州盤菜。三種蕪菁利用子葉誘導(dǎo)不定芽時溫州盤菜誘導(dǎo)效果最差。表1

表1 不同激素下蕪菁帶柄子葉再生不定芽再生率變化Table 1 Effects of different hormoneson on shoot regeneration of turnips petiolate cotyledon explants

注： 數(shù)據(jù)為平均值， 同列數(shù)字旁不同小寫字母表示有顯著差異(P<0.05),下同
Note：The data is average,there are significant differences in lowercase letters along the same column of Numbers (P<0.05) The same as below

2.2植物生長調(diào)節(jié)劑配比對蕪菁下胚軸再生不定芽的影響

在下胚軸誘導(dǎo)不定芽的過程中，柯坪蕪菁對照組下胚軸的誘導(dǎo)率最低為3.9%；下胚軸再生不定芽頻率隨6-BA、NAA激素的比例的擴大而升高，在6-BA：NAA為7.5：1時萌發(fā)率最高為75.32%。此激素比例下下胚軸誘導(dǎo)率高于以子葉做外植體時的最優(yōu)誘導(dǎo)率。下胚軸誘導(dǎo)時對激素的響應(yīng)較為敏感?？κ彩忀枷屡咻S誘導(dǎo)時B組不定芽再生率最低1.9%，總體誘導(dǎo)率變幅較大，最高誘導(dǎo)率為72.55%與最低誘導(dǎo)率差70%。而A、C、D組平均萌發(fā)頻率為11%，各組間差異不顯著。隨著6-BA激素增加，E-H組不定芽再生率也升高；G組再生率最高；后隨著6-BA濃度繼續(xù)升高，再生率開始下降。下胚軸誘導(dǎo)不定芽最適宜的6-BA與NAA激素濃度為0.75、0.1 mg/L。與柯坪蕪菁利用下胚軸誘導(dǎo)時最適宜的激素濃度一致。溫州盤菜下胚軸的不定芽誘導(dǎo)率在17.14%～73.73%；平均再生率為48%。當(dāng)NAA為0.1 mg/L時下胚軸不定芽誘導(dǎo)率平均在65.51%高于NAA為0.5 mg/L時的不定芽平均再生率14.40%；6-BA與NAA的激素比例在2.5～10：1以內(nèi)溫州盤菜的下胚軸有較好的誘導(dǎo)性能。NAA為0.1 mg/L時三個品種下胚軸誘導(dǎo)不定芽的再生率高于NAA為0.5 mg/L時的再生率。表1，表2

表2 不同激素下蕪菁下胚軸再生不定芽再生率變化Table 2 Effects of different hormoneson on shoot regeneration of turnips hypocotyl explants

2.3植物生長調(diào)節(jié)劑配比及不同外植體類型對蕪菁再根的影響

在子葉誘導(dǎo)不定芽過程中，第10 d起部分子葉的基部出現(xiàn)須根，但愈傷組織上并沒有不定芽的芽眼；在第12 d時更換培養(yǎng)基后須根生長旺盛但仍未有不定芽。在6-BA為0.75 mg/L、NAA為0.1 mg/L時柯坪蕪菁和溫州盤菜的生根率達到最高。在NAA為0.1 mg/L時6-BA逐漸升高溫州盤菜生根率也升高，并在C組時最高為85.71%?？κ彩忀甲尤~的生根率在6-BA為1 mg/L，NAA為0.1 mg/L時達到最高；在A、B、C三組處理間無顯著差異。

在NAA為0.1 mg/L時下胚軸再生根極少。NAA濃度升為0.5 mg/L后，下胚軸生出須根。E、G、H組柯坪蕪菁生根率最高，說明柯坪蕪菁下胚軸適宜生根的激素濃度范圍較廣；F組則是喀什蕪菁生根率最高?？缕菏忀己蜏刂荼P菜的下胚軸生根最適激素濃度為6-BA 0.25 mg/L、NAA 0.5 mg/L；喀什蕪菁最適激素濃度則為6-BA 0.5 mg/L、NAA 0.5 mg/L；三種蕪菁下胚軸的生根率在各組間差異并不明顯。表3

表3 6-BA和NAA下蕪菁外植體生根頻率變化Table 3 The effect of 6-BA and NAA on the rooting frequency of the turnips

注： 數(shù)據(jù)為平均值， 同列數(shù)字旁不同小寫字母表示有顯著差異(P<0.05)
Note:

3 討 論

目前蕓薹屬蕪菁種的植物組織培養(yǎng)已經(jīng)有大量研究；溫州盤菜[25]、津天、赤丸等[26]幾個蕪菁品種的試驗中均發(fā)現(xiàn)第5 d的無菌苗離體培養(yǎng)效果較好。曹億會等[25]發(fā)現(xiàn)6-BA在蕓薹屬組培試驗中有較好的誘導(dǎo)效果。試驗發(fā)現(xiàn)柯坪蕪菁和喀什蕪菁選擇下胚軸為外植體，6-BA為0.75 mg/L，NAA為0.1 mg/L時不定芽再生率較高分別為75.32%、72.55%。溫州盤菜同樣用下胚軸誘導(dǎo)效果較好，6-BA為0.5 mg/L，NAA為0.1 mg/L不定芽再生率為73.73%。與郭婷婷等[31]發(fā)現(xiàn)6-BA∶NAA比例為9∶1時，甘藍型油菜下胚軸的不定芽再生頻率達到96.73%的結(jié)果相似。NAA是生長激素被廣泛用于植物生根。對比子葉與胚軸的生根情況可發(fā)現(xiàn)NAA濃度升高確實有利于胚軸生根；這也許是因為子葉營養(yǎng)含量、內(nèi)源激素含量高于胚軸，因而在NAA對下胚軸誘導(dǎo)生根呈現(xiàn)出高濃度(0.5 mg/L)促進低濃度(0.1 mg/L)無明顯作用的現(xiàn)象。這與楊長友等[32]研究油菜再生苗生根的結(jié)果相同。但是NAA的濃度增高子葉的生根率卻并未上升，這一現(xiàn)象值得后續(xù)試驗的繼續(xù)探討。

4 結(jié) 論

4.1 柯坪蕪菁在6-BA∶NAA為7.5∶1時用下胚軸誘導(dǎo)時再生率最高為75.32%；對照組下胚軸的誘導(dǎo)率為3.9%最低?？κ彩忀枷屡咻S誘導(dǎo)時B組不定芽再生率最低為1.9%，最高誘導(dǎo)率時所用材料和條件與柯坪蕪菁一致。溫州盤菜最高誘導(dǎo)率為73.73%，此時6-BA、NAA濃度為0.5 mg/L、0.1 mg/L。

4.2 利用下胚軸誘導(dǎo)生根時NAA為0.5 mg/L時胚軸有明顯的生根現(xiàn)象，NAA具有促進胚軸生根的作用?？缕菏忀己蜏刂荼P菜的下胚軸生根最適激素濃度為6-BA 0.25 mg/L、NAA 0.5 mg/L；喀什蕪菁最適激素濃度則為6-BA 0.5 mg/L、NAA 0.5 mg/L?？缕菏忀己蜏刂荼P菜子葉的生根率在6-BA為0.75 mg/L、NAA為0.1 mg/L時達到最高；喀什蕪菁子葉的生根率在6-BA為1 mg/L、NAA為0.1 mg/L時達到最高。