真空滲透法在甜高粱遠(yuǎn)緣雜交育種中應(yīng)用初探

李志成，周振祥，蔡雨琪，裴忠有

（天津農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院，天津 300384）

甜高粱（Sorghum bicolor（L）Moench）作為C4植物，其莖稈高含糖，可用以生產(chǎn)燃料乙醇，被認(rèn)為是一種高效的綠色能源作物[1]。同時(shí)，甜高粱也是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值非常高的飼料作物，在國(guó)內(nèi)外均得到了廣泛的關(guān)注和認(rèn)可[2-3]。但是，近些年由于人們對(duì)甜高粱重視程度較低，種質(zhì)資源匱乏，甜高粱育種一直處于落后狀態(tài)[4-7]。而遠(yuǎn)緣雜交是一種非常重要的育種方法，為甜高粱育種帶來契機(jī)。目前，在水稻和高粱、水稻和玉米、谷子和高粱等育種上[8-9]都已開展相關(guān)工作，而且在甜高粱和甘蔗上開展了遠(yuǎn)緣雜交育種工作，也取得了初步的研究進(jìn)展[10]。該次研究借助真空滲透的技術(shù)，把甘蔗的DNA 導(dǎo)入到甜高粱品種中，以期為高含糖量甜高粱育種創(chuàng)新種質(zhì)資源及遠(yuǎn)緣雜交育種奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)選用甜高粱抗蚜品種07-27 為受體材料，甘蔗桂果蔗1 號(hào)[11]為供體材料，在溫室中土培莖稈節(jié)段發(fā)芽出苗，剪取葉片用于提取DNA。

1.2 方法

試驗(yàn)采用真空滲透法[12]。首先將甜高粱07-27 種子用75%酒精浸泡消毒，用無菌水清洗后，再用600 ng/μL 甘蔗DNA 溶液浸泡3 種經(jīng)不同處理的07-27的種子（A 處理：讓種子發(fā)芽至1 cm 左右；B 處理：種子繼續(xù)浸泡24 h；C處理：消毒后的種子）。每個(gè)處理甜高粱種子為30粒，設(shè)置2 個(gè)重復(fù)，再利用油泵產(chǎn)生的負(fù)壓（-0.06 MPa）處理種子4 h，處理后將種子放入墊有濾紙的培養(yǎng)皿中使其再生長(zhǎng)，待芽長(zhǎng)到一定長(zhǎng)度再移植至土中。

2 結(jié)果與分析

2.1 真空滲透對(duì)不同處理的07-27 種子生長(zhǎng)影響

將處理的種子移栽到混有1∶3 草炭土基質(zhì)泥盆里，在溫室培養(yǎng)中發(fā)現(xiàn)，A 處理的10 粒種子在種植后1 d 時(shí)間內(nèi)全部萎蔫死亡，可能是缺氧造成的；B 處理發(fā)芽8 粒，存活率為13.3%；C 處理種子共發(fā)芽9 粒，存活率15.0%，但苗期長(zhǎng)勢(shì)弱，芽基部變褐后逐漸死亡。從總的結(jié)果來看，種子浸泡24 h 以后再做真空處理效果最佳，B 處理種子成活率高于A、C 處理，差異極顯著。

2.2 甘蔗DNA 轉(zhuǎn)化07-27 變異研究

利用真空滲透法將浸泡24 h 甜高粱07-27 種子用甘蔗DNA 溶液浸泡后，將發(fā)芽種子移栽溫室后至成熟，調(diào)查性狀變化情況，通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化處理的07-27 與未處理在表型上有明顯變化，植株生長(zhǎng)發(fā)生傾斜，與地面夾角達(dá)到40℃左右，并且出現(xiàn)2～3 個(gè)分蘗，糖錘度平均提高5.65°Bx，株高平均高出38.78 cm，穗長(zhǎng)平均長(zhǎng)出4.75 cm，穗粒數(shù)平均多出299 粒，千粒重多出15.95 g。

3 結(jié)論

通過真空滲透法處理浸泡24 h 后的種子成活率最高，處理得到的植株在表型上與空白對(duì)照具有明顯差異，表現(xiàn)在分蘗數(shù)、節(jié)數(shù)、株高、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、穗重、千粒重、糖錘度等性狀，其中糖錘度提高5.56°Bx。總的來說，真空滲透法為甜高粱遠(yuǎn)緣雜交育種提供了一種新思路。