NaN₃對香蕉農(nóng)科1號不定芽誘變的影響

李洪波 葉肖燕 陳康麗 何建齊 劉建平 唐琪璐 杜彩嫻

摘要? ? 研究了不同NaN3濃度和誘變時間處理對香蕉品種農(nóng)科1號不定芽的誘變效果。結(jié)果表明，0.15 g/L NaN3處理3 h和0.25 g/L NaN3處理2 h為農(nóng)科1號不定芽誘變的適宜處理組合，在這2個誘變條件下，農(nóng)科1號香蕉不定芽致死率接近半致死率，存活的不定芽能夠恢復(fù)生長和增殖，容易獲得再生植株。

關(guān)鍵詞? ? NaN3;香蕉;農(nóng)科1號;不定芽;誘變

中圖分類號? ? S668.1? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼? ? A

Abstract? ? Different concentrations of sodium azide combined with different mutation times were applied to mutagenize the adventitious buds of Nongke 1 banana. The results showed that both 0.15 g/L sodium azide combined with 3 h treatment and 0.25 g/L sodium azide combined with 2 h treatment were suitable combinations for mutation of adventitious buds of Nongke 1 banana， with which the lethal rate was close to 50%， the survival buds were able to restored growth and multiplication after the mutation.

Key words? ? sodium azide; banana; Nongke 1; adventitious bud; mutation

香蕉枯萎?。‵usarium oxysporum f. sp. cubense，F(xiàn)OC）是一種毀滅性土傳病害，防治困難，控制該病最經(jīng)濟(jì)有效的措施是選育與利用抗病品種。香蕉的主栽品種絕大多數(shù)為三倍體，為了解決其難以通過雜交育種獲得高抗性新品種的難題，利用誘變育種、基因工程等技術(shù)及多種技術(shù)相結(jié)合的方式選育香蕉新品種成為趨勢[1]。

農(nóng)科1號為廣州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院選育的產(chǎn)量性狀、外觀性狀、果實品質(zhì)與巴西香蕉相近的抗枯萎病新品種，是香蕉枯萎病發(fā)病蕉區(qū)替代巴西香蕉的優(yōu)良抗（耐）病品種[2]。農(nóng)科1號存在生育期稍長、果軸略短、莖節(jié)較密等缺點[2-3]，有必要對其進(jìn)行改良。

誘變劑NaN3誘變效率高、生理損傷小、毒性低，在酸性溶液中對葉綠素缺失和形態(tài)突變誘發(fā)非常有效，是一種安全高效的化學(xué)誘變劑[4-5]。NaN3對香蕉不定芽的誘變尚處于初步研究階段。本試驗研究了NaN3對香蕉品種農(nóng)科1號不定芽的誘變效果，以期為選育香蕉抗枯萎病品種提供參考。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 試驗材料

以香蕉品種農(nóng)科1號為材料，材料取自東莞市香蕉蔬菜研究所建立的香蕉種質(zhì)資源圃，品種來源于廣州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院。

1.2? ? 試驗設(shè)計

試驗設(shè)置2個因素，即NaN3濃度和誘變時間。NaN3濃度設(shè)0（CK）、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75 g/L共16個水平，誘變時間設(shè)3 h和2 h共2個水平。NaN3誘變液用pH值為3.0的磷酸緩沖液配制[6]。

1.3? ? 試驗方法

選取長勢健壯的農(nóng)科1號吸芽苗，切取生長點，消毒，將其接種于誘導(dǎo)培養(yǎng)基（MS+5 mg/L腺嘌呤+30 g/L蔗糖，pH值5.8）誘導(dǎo)分化不定芽，用增殖培養(yǎng)基（MS+3 mg/L 6-BA+0.3 mg/L NAA+5 mg/L腺嘌呤+30 g/L蔗糖，pH值5.8）進(jìn)行擴(kuò)繁，經(jīng)3～4代增殖培養(yǎng)后獲得大量不定芽。

將NaN3誘變液和無菌水在105 ℃下滅菌30 min后冷卻備用。選擇生長基本一致、健壯的第3～4代不定芽置于不同濃度的誘變液中分別浸泡3、2 h，無菌水清洗3次后轉(zhuǎn)接到增殖培養(yǎng)基上培養(yǎng)。3次重復(fù)，每次重復(fù)接種12瓶，每瓶接種4個芽。培養(yǎng)20 d后調(diào)查接種株數(shù)（接種于培養(yǎng)基上的不定芽總數(shù)）、死亡株數(shù)（接種于培養(yǎng)基上死亡的不定芽總數(shù)）、分化株數(shù)（接種于培養(yǎng)基上分化有不定芽的不定芽總數(shù)）、有效芽數(shù)（培養(yǎng)基上有效的不定芽總數(shù)）、芽高（瓶內(nèi)不定芽的平均株高）等指標(biāo)。計算公式如下：

致死率（%）=（死亡株數(shù)/接種株數(shù)）×100;

分化率（%）=（分化株數(shù)/接種株數(shù)）×100;

增殖系數(shù)=有效芽數(shù)/接種株數(shù)。

調(diào)查數(shù)據(jù)采用SPSS進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 不同濃度NaN3誘變3 h對不定芽的影響

由表1可知，隨NaN3誘變濃度的提高，農(nóng)科1號不定芽的致死率明顯提高，分化率、增殖系數(shù)和芽高明顯降低，長勢變?nèi)?。CK的致死率為0.6%，分化率（82.2%）和增殖系數(shù)（2.93）較高，芽高4.83 cm，不定芽長勢強(qiáng)健，無褐化現(xiàn)象。0.15 g/L NaN3處理，致死率為46.7%，接近半致死濃度;分化率為49.6%，增殖系數(shù)為1.47，不定芽數(shù)量比誘變前有所增加;芽高為3.29 cm，處于中等高度;不定芽長勢、褐化程度、分化率中等。誘變濃度0.15 g/L與0.10、0.20 g/L處理的致死率、分化率、增殖系數(shù)差異顯著。綜合考慮，確定0.15 g/L為不定芽誘變處理3 h的適宜誘變濃度。

此外，當(dāng)NaN3誘變濃度達(dá)到0.65 g/L時，致死率為100.0%，分化率和增殖系數(shù)分別為0，為完全致死濃度。誘變濃度0.55、0.60、0.65 g/L 3個處理的致死率、分化率、增殖系數(shù)、芽高差異不顯著，為誘變處理3 h的致死濃度。

2.2? ? 不同濃度NaN3誘變2 h對不定芽的影響

由表2可看出，隨NaN3誘變濃度的提高，農(nóng)科1號不定芽的致死率明顯提高，分化率、增殖系數(shù)和芽高明顯降低，長勢變?nèi)酢K的致死率為0，分化率和增殖系數(shù)較高，分別為87.7%、3.10，芽高4.63 cm，不定芽長勢強(qiáng)健，無褐化現(xiàn)象，分化率高。當(dāng)NaN3誘變濃度達(dá)到0.25 g/L時，致死率45.40%，接近半致死濃度;分化率、增殖系數(shù)分別為51.20%、1.45，不定芽數(shù)量比誘變前有所增加;芽高2.97 cm，處于中等高度;不定芽長勢、褐化程度、分化率中等。0.30 g/L時，致死率56.6%，分化率34.5%，增殖系數(shù)1.01，不定芽長勢弱，褐化程度較嚴(yán)重，分化率低，不定芽數(shù)量不增加。且0.25 g/L與0.20、0.30 g/L處理的致死率差異顯著，分化率、增殖系數(shù)、芽高差別明顯。綜合考慮，確定0.25 g/L為農(nóng)科1號不定芽誘變處理2 h的適宜誘變濃度。

此外，NaN3誘變濃度0.65、0.70、0.75 g/L的致死率、分化率、增殖系數(shù)、芽高差異不顯著，為誘變處理2 h的致死濃度，其中0.75 g/L為完全致死濃度。

3? ? 結(jié)論與討論

化學(xué)誘變易操作、誘變劑量易控制、對基因組損傷小、突變率高，近年來在育苗領(lǐng)域應(yīng)用廣泛[7-8]?；瘜W(xué)誘變的關(guān)鍵是確定誘變劑濃度和誘變時間，而確定適宜的誘變濃度和時間要綜合考慮誘變效果和對外植體的傷害程度，一般以半致死劑量為參考[9-10]。Bhagwat等[11]認(rèn)為，通過半致死劑量確定適宜的誘變濃度并不是絕對合適，還應(yīng)考慮處理后材料的恢復(fù)、增殖、再生和變異情況。

在本試驗中，0.15 g/L NaN3處理3 h和0.25 g/L NaN3處理2 h的致死率分別為46.7%和45.4%，雖然兩者都不是半致死劑量，但是其致死率接近半致死率，且二者不定芽褐變程度中等，增殖系數(shù)分別為1.47和1.45，不定芽有一定分化和長勢，容易恢復(fù)生長和增殖再生，可保障誘變后獲得一定量的不定芽[12]，用于苗期和大田篩選突變體。綜上所述，0.15 g/L NaN3處理3 h和0.25 g/L NaN3處理2 h是農(nóng)科1號不定芽比較適合的誘變處理組合。

4? ? 參考文獻(xiàn)

[1] 徐春香，陳厚彬，胡桂兵，等.香蕉選育種的途徑與方法研究進(jìn)展[J].仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2008，21（1）：60-64.

[2] 劉紹欽，梁張慧，黃熾輝，等.抗枯萎病香蕉新品系農(nóng)科1號的選育[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007（1）：30-32.

[3] 傅熾棟，李永忠，伍日強(qiáng)，等.抗黃葉病香蕉新品系農(nóng)科1號配套栽培技術(shù)[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（11）：63-64.

[4] RODRIGO R L，ALVIS H A，AUGUSTO T N.Invitro mutation of Chrysa-nthemum with ethyl methane sulphonate in immature floral pedicels[J].Plant Cell Tissue Organ Cult，2004（77）：103-106.

[5] JOONG H L，SEUNG Y L.Selection of stable mutants from cultured rice anthers treated with ethyl methane sulfonic acid[J].Plant Cell Tissue Organ Cult，2002（71）：165-171.

[6] 李洪波，呂順，劉文清，等.適宜香蕉不定芽疊氮化鈉誘變的磷酸鹽緩沖液配制[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2015（12）：81-82.

[7] 安學(xué)麗，蔡一林，王久光，等.化學(xué)誘變及其在農(nóng)作物育種上應(yīng)用[J].核農(nóng)學(xué)報，2003，17（3）：239-242.

[8] 彭波，徐慶國，李海林，等.農(nóng)作物化學(xué)誘變育種研究進(jìn)展[J].作物研究，2007，21（5）：517-519.

[9] 鈕力亞，于亮，付晶，等.疊氮化鈉在農(nóng)作物育種中的應(yīng)用[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，14（12）：52-53.

[10] NOVAK F J，AFZA R，VAN D M.Mutation induction by gamma irradia-tion of in vitro-cultured shoot-tips of banana andplantain[J].Tropic Agriculture（Trinidad），1990（67）：21-28.

[11] BHAGWAT B，DUNCAN E J.Mutation breeding of banana cv.Highgate（Musa spp.，AAA Group）for tolerance to Fusarium oxysporum f. sp.cubense using chemical mutagens [J].Scientia Horticulturae，1998（73）：11-12.

[12] 杜嬋娟.香蕉炭疽病生防菌的復(fù)合誘變選育研究[C]//中國病理學(xué)會，中國病理學(xué)會2014年學(xué)術(shù)年會論文集，2014.