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单倍体在植物学理论研究和作物育种研究中均具有十分重要意义。花药培养和花粉培养是目前获得单倍体植株的最主要途径。茄子是一种种植面积较大、经济效益较好的茄果类蔬菜。目前国内外有关茄子花药(粉)培养报道不多,成功实例很少,低的愈伤诱导率和低再生率是茄子花药培养存在的主要问题。本研究以26个华南生态型茄子品种为材料,从小孢子发育阶段及其与花营外部形态的对应关系、预处理对小孢子活力的影响、预处理与愈伤诱导率的关系、影响花药愈伤诱导的因素和分化培养基的筛选以及基因型对茄子花药培养的影响等方面系统地研究了茄子花药离体培养的技术。旨在为建立高效的茄子花药培养再生体系积累实验资料,丰富植物花药培养内容,为茄子单倍体育种提供理论依据。试验结果如下:
1.茄子小孢子发育阶段与花蕾外部形态有一定的对应关系。当小孢子处在单核靠边期时,其花蕾长度约为11.0-12.0 mm,外部形态表现为萼片张开.
2.用酒精预处理15s,再用0.5%NaC10处理10 min为茄子花蕾最佳消毒方法,其污染率可控制在10%以下,且对花药无伤害,花药呈黄绿色。
3.低温4℃处理能有效提高小孢子的存活率。38℃高温处理与变温处理(先4℃低温后再38℃高温处理)并不能有效延长离体后花药中的小孢子活力,反而加速了小孢子的死亡.甘露醇处理对茄子小孢子存活率的影响因茄子品种、甘露醇浓度和处理时间而异。无糖处理对小孢子存活率的影响因茄子品种而异.
4.低温4℃预处理24 h,能较大地提高茄子花药愈伤组织的诱导率,小孢子存活率与花药愈伤组织的诱导率呈正相关。38℃热激处理也能提高茄子花药愈伤组织的诱导率,其中以72 h处理效果最好.两者比较,低温预处理比热激预处理效果更好,但不同的基因型之间存在差异。低温预处理与热激处理的效果没有叠加效应。
5.MS、N6、B5三种基本培养基中,以MS为基本培养基对茄子花药愈伤组织培养效果最好。
6.在本实验中,2,4-D和KT的组合优于NAA和KT的组合。用不同浓度梯度的2,4-D和KT组合诱导茄子花药愈伤组织,筛选出诱导茄子花药愈伤组织的最佳激素组合为:2.0 mg/L 2,4-D+1.0 mg/L KT。 7.不同的碳源及其浓度对茄子花药愈伤组织诱导率有较大影响,在三种不同的碳源中,蔗糖的效果最好,麦芽糖次之,乳糖效果最差。蔗糖诱导率较高的浓度是20 g/L与60 g/L,麦芽糖诱导率较高的浓度是20 g/L与40 g/L。基因型对碳源和浓度的要求有差异。茄子花药不能在以乳糖为碳源的培养基上诱导出愈伤组织。
8.本试验中诱导茄子花药愈伤组织的最佳培养基为:MS+2.0 mg/L 2,4-D+1.0 mg/L KT+60 g/L 蔗糖+8 g/L琼脂。
9.基因型对茄子花药培养有重要影响。在供试的26个品种中,有17个品种获得愈伤组织,占65.4%。其中花药愈伤组织的最高诱导率为25.33%,最低为1.66%。
10.在本实验中,茄子花药离体培养合适的接种密度是15个/瓶(7500个/m2)。花药平卧横放接种方式的愈伤诱导率均高于竖直插入方式,平卧横放是茄子花药适宜的接种方式。茄子花药培养最适宜的采样时期是第一朵花开放后20天左右,此时花药愈伤组织诱导率最高。
11.本试验在29种分化培养基上接种2992块愈伤组织,最终只有10块愈伤组织在MS+2.0 mg/L ZT+0.15 mg/L IAA+20 g/L蔗糖+8 g/L琼脂和MS+2.0 mg/L ZT+ 0.10 mg/L IAA+20g/L蔗糖+8 g/L琼脂分化培养基上分化出不定芽。但这些芽均为畸型芽,叶片肥厚,皱缩,全株呈水浸状,玻璃化严重。将这些芽接种到生根培养基上,均不能生根,很快地脱分化变白,继而褐化死亡。
12.茄子的染色体数为2n=2x=24,本试验对茄子愈伤组织细胞的倍性进行了鉴定。在124个处于有丝分裂中期的细胞中,染色体数为12条的细胞占总观察细胞数的42.7%,染色体数为24条的细胞占38.7%,染色体数多于24条的细胞占18.6%。