越橘组培苗遗传稳定性研究

1、越橘组培苗遗传稳定性研究李晓艳,张志东,李亚东,吴林,刘海广吉林农业大学园艺学院,长春130118摘要:利用流式细胞仪对经过多次继代培养繁殖的越橘组培苗进行倍性鉴定,并对组培苗后代田间生物学特性进行调查。结果表明:经过几十次至上百次继代的越橘组培苗仍保持原有的二倍体倍性,倍性稳定。移栽至田间栽培生产后,单株间的枝条生长量、叶片与果实等性状与对照差异不显著,没有出现后代变异。茎段组织培养方法可用于越橘组培苗木生产和种质资源离体保存。关键词:越橘;组织培养;倍性;遗传稳定性中图分类号:S66319文献标识码:A 文章编号:100025684(20090520521203Studies on G e

2、netic Stability of B lueberry in VitroLI X iao 2yan ,ZH ANG Zhi 2dong ,LI Y a 2dong ,WU Lin ,LI U Hai 2guangCollege o f Horticulture ,Jilin Agricultural Univer sity ,Changchun 130118,ChinaAbstract :Flow cytometry was used for blueberry ploidy determination.These blueberries have been cul 2tured many

3、 times in vitro.The results showed :Blueberry ploidy didn t change after hundreds of succes 2sive tissue culture.A fter the plants in vitro were transplanted into field ,through the com paris on of the growth and characters of leaves and fruits ,blueberry in vitro is not distinguishable from the cut

4、ting.These results indicated blueberry in tissue culture were of genetic stability.S o the tissue culture plants of blueberry are available for commercial production and conservation.K ey words :blueberry ;tissue culture ;ploidy ;genetic stability植物材料在离体保存和组培快繁过程中的遗传稳定性如何,与植物基因型、组培繁殖方式1以及培养基成分223和激素

5、浓度4等因素有密切关系。利用组培技术保存和快速繁殖从国外引进的优良种质资源是一种非常有效的方法。许多越橘(Vaccinium .spp 优良品种已获得了组培成功5。经过数年多代培养繁殖的越橘组培苗遗传稳定性如何,国内外很少有报道。1986年G rout 等对越橘的遗传稳定性进行了初步研究,结果表明:定植8个月后的越橘组培苗比常规叶芽扦插的越橘苗基部分枝多23倍,幼树生长量高约3倍,并且树的骨架加大,光合作用面积增加,花芽数量多,促进早期丰产,果实性状仍保持原有的特征6。本试验对经多年继代培养的越橘组培苗后代进行倍性鉴定和田间生物学调查,研究了越橘组培苗的遗传稳定性,旨在为今后越橘组培苗生产、栽

6、培和越橘育种研究提供参考。1材料与方法111试验材料试验材料取自吉林农业大学。供试品种:美登(Blomidon 、芝妮(Chignecto 、埃利奥特(E lliott 、达柔(Darrow 、北卫(Patroit 、北陆(N orthland 、圣云(St.Cloud 、蓝丰(Bluecrop 。采用改良的WPM +ZT 013017mg/L +蔗糖30g/L +琼脂7g/L 培养基。采用带芽茎段作为外植体接种,约每40d 继代培养1次。1999年将繁殖的组培苗移入苗床。2001年定植3年生“北陆”和“蓝通讯作者基金项目:公益性行业(农业科研专项基金项目(nyhyzx072028,20062

7、G 25,吉林省科技发展重点项目(200725013作者简介:李晓艳,女,博士研究生,研究方向:小浆果育种。收稿日期:2008212220修回日期:2009202228吉林农业大学学报2009,31(5:521523Journal o f Jilin Agricultural Univer sity丰”组培苗和绿枝扦插苗,株行距1m ×215m 。2005年对组培室内的试管苗和田间生长树进行鉴定和调查。112方法11211倍性鉴定剪取在培养基上培养1个月的越橘幼嫩茎、叶约500mg 放入直径为5cm 的培养皿中,加入1m L 裂解液7,在裂解液中用刀片将材料剁碎,再加入1m L 裂解

8、液,轻轻混合后,通过50m 尼龙膜过滤到离心管中。滤液经800r/min 离心5min 后,倒掉上清液并收集沉淀。沉淀用50g/m L 的PI 染液染色,之后将离心管放入冰中在黑暗条件下冷藏,20min 后上样测定单个细胞核DNA 的含量,每一种基因型测定1万个细胞。每个品种重复3次,以Darrow (已知二倍体,2n =2X =248品种为对照。采用美国B -D 公司的B -D FACSCalibur 流式细胞仪测定和分析细胞倍性。11212生物学特性调查在田间分别随机选取“北陆”和“蓝丰”组培苗后代4株,1株绿枝扦插苗后代为对照,分别于果实成熟和9月份停止生长期调查果实、枝条、叶片等性状。

9、基生枝长(粗度:选从地表处当年长出的粗壮枝条测长度,在距地表5cm 处测粗度,每株测定5个枝条。延长枝长(粗度:选3年生枝组最前端当年新生枝测长度,在新生枝基部1cm 处测粗度,每株测定5个枝条。果形指数:随机挑选20个越橘果实,用游标卡尺测果实纵径和横径,果形指数=纵径/横径。百果重:同一株树随机挑选100个越橘果实,称重。11213叶片性状调查叶面积:以叶片长×宽代表叶面积。随机挑选20个充分成熟叶。叶片厚度:随机挑选20个充分成熟叶,沿叶中脉侧面用游标卡尺测定叶片中部厚度。气孔密度:取顶端数第3、4片充分成熟叶,沿中脉两侧撕取下表皮,放到载玻片上,I -KI 溶液染色,加盖玻片

10、在显微镜下观察视野内的气孔数(M 。气孔密度(个数/mm 2=M /3114×(D /22,用测微尺测量视野直径(D ,每片叶观察10个视野,每株观察10个叶片。数据经过方差分析,数据统计分析采用DPS 数据处理系统。2结果与分析211不同基因型越橘组培苗倍性鉴定采用B -D DPAC 软件对BD FACSCalibur 流式细胞仪自动测定的DNA 含量(表1进行分析,结果表明:对照2倍体品种“达柔”(2n =2x =24第1个主峰对应的荧光强度值(DNA 相对含量为48124,第2个峰所对应的荧光强度值为99157,第2个峰值与第1个峰值的比值约等于2,说明“达柔”为2倍体。在待测

11、的越橘组培苗中,其峰值曲线都与对照基本相同(表1。这说明所测定的各品种组培苗样本均为二倍体,并经过多代离体繁殖后遗传物质仍保持稳定的倍性。表1越橘不同基因型DNA 相对含量与染色体倍性鉴定结果Table 1.The re sults of cell nuclear DNA relative content and the ploidy of blueberry品种Variety组培代数The number ofthe subcultured荧光强度Fluorescence intensity G 1G 2两峰比值Ratio G 2/G 1二倍体占比例/%Rate of diploid倍性Plo

12、idy 达柔(ck DarrowChignectoE lliottBlom idonPatroitN orthlandS t.CloudBluecrop1105113110619021081002x225吉林农业大学学报2009年10月Journal o f Jilin Agricultural Univer sity 2009,October212越橘组培苗田间生物学特性比较21211越橘组培苗生长情况越橘组培苗生长情况见表2。表2“北陆”和“蓝丰”品种组培苗与扦插苗生长情况比较Table 2.Comparison of the shoot growth of blueberry North

13、land and Bluecrop between tissue culture plants and cuttings 品种Variety株号N o.of plant 基生枝长/cmBasal stemlength 基生枝粗/mmBasal stem thickness 延长枝长/cmExtended stem length 延长枝粗/mmExtended stem thickness果型指数Fruit shape indices 百果重/g 1002fruit mass1(ck N orthlndBluecrop7013301718541670163101754187102212.2越橘组

14、培苗叶片性状越橘组培苗叶片性状见表3。通过对田间生长势的相关调查结果表2和表3可以发现,“北陆”和“蓝丰”2个品种的组培苗与对照比较,无论是在树体生长量,还是在叶片、果实性状方面,两者之间差异不显著,生长状态比较一致。可见,越橘的组培苗虽然经过100多次的离体继代培养,后代仍保持原有特性。表3“北陆”和“蓝丰”品种组培苗叶片比较Table 3.Comparison of the leave s of blueberry Northlandand bluecrop 品种Variety株号N o.of plant 叶面积/cm2Leaf area 叶片厚/mm Leaf thickness 气孔密

15、度/(个mm -2N orthlandBluecrop1711901494173结论利用流式细胞仪对越橘的倍性进行鉴定,在国内外还没有相关的报道。本试验以已知的二倍体“达柔”为对照,成功地检测出了越橘组培苗的倍性,结果表明本试验所用品种均为二倍体。这与Susan 8和Ballington 9通过越橘的茎尖或根尖压片的检测结果一致。一般认为通过组织培养途径产生的无性系后代中,变异是一种常见的现象,尤其是通过愈伤组织获得的再生植株遗传稳定性差123。本试验对越橘组培苗田间生物学特性等方面的调查结果与对照间没有显著差异,说明越橘组培苗经多代离体培养后保持了很好的遗传稳定性。越橘组培苗良好的遗传稳定性

16、可能与采用适宜的繁殖方式(带芽茎段、激素种类与浓度(ZT 013017mg/L 等有关。总之,茎段组织培养方法可用于越橘组培苗木生产和种质资源离体保存。参考文献:1Larkin P J ,Scowcroft W R.S omaclonal variation 2a novel s ource ofvariability from cell cultures for plant im provement J .Theor Appl G enet ,1981,60:1972214.2贾春兰,王纪方,金波.蔬菜作物组织培养对染色体倍性变异的影响J .中国蔬菜,1991(6:17218.3G ties

17、bach R J.Selected topics on induced chrom os ome changes intissue cultured cellsJ .H ort Science ,1987,22(6:102421026.4李浚明.植物组织培养教程M.北京:中国农业大学出版社,2002:2992301.5陈慧都,郝瑞,关爱年,等.越橘工厂化育苗研究J .中国农业科学,1990,23(2:44250.6G rout J M ,Read P E ,W ilding D K.In fluence of tissue culture andleaf 2bud progation on the growth habit of “N orthblue ”Blueberry J .J Amer S oc H ort Sci ,1986,111(3:3722375.7D olezel J ,Binarov P ,Lucrettr S.Analysis of nuclear DNA contentin plant cells by flow cytometryJ .Biol Plant ,1989,31:1132120.8Susan H Hall ,G alleta GJ.C om parative chrom os ome m orpho