牡丹胚离体植株再生及组培中褐化问题的研究

牡丹为世界名花,中国原产,其花朵硕大,多姿多彩,是中国的传统名花,有着悠久的栽培历史,被广泛应用于园林绿化和环境美化中。由于牡丹上胚轴具有休眠的特性,使得常规杂交育种周期较长,所以牡丹的育种工作也受到了很大的限制。牡丹次生代谢旺盛,组织培养过程中80%以上的材料都会产生褐色物质,褐变已经成为影响牡丹组织培养成功的重要因素。 本研究以西北农林科技大学牡丹园的牡丹为材料,进行了牡丹离体胚培养及组织培养中有关褐化问题的研究,获得了以下主要结论: 1.初代培养时牡丹离体胚需要较高的空气湿度,牡丹近成熟胚离体培养时不需要较高的渗透压,3%的蔗糖浓度即可。VC不适合用于牡丹离体胚的培养,150mg/L VC会使离体胚致死。1g/L的PVP可以用来防止褐化,400mg/L CH加入培养基能促进胚茁壮生长。刚采收的种子具有较高的活力,适合以子叶作为外植体进行离体再生体系的建立。冷藏有利于打破牡丹的上胚轴休眠,在4℃下冷藏两个月,可以由胚直接诱导生苗。0.5mg/L 6-BA,1.0mg/L GA3可以打破牡丹上胚轴休眠。 对于牡丹离体胚的培养可以采用两条途径,其一是先用6-BA打破上胚轴的休眠,使子叶萌发,长出真叶,然后进行根的诱导,2.0mg/L的IBA对根的诱导率较高,为80.5%。其二是先在MS培养基上培养,等胚根长到2cm左右时,加入激素6-BA、GA3以打破胚的休眠,使子叶扩大,长出真叶。继代培养适宜的培养基为MS+6-BA 1.0mg/L+GA3 1.0mg/L+AC 0.5%和MS+6-BA 0.5mg/L+GA3 1.0mg/L+PVP 0.1%。 2.WPM+6-BA 1.0mg/L+NAA 1.0mg/L+2,4-D 1.0mg/L+PVP 0.1%为较适合的愈伤组织诱导的培养基。在愈伤组织诱导过程中,子叶比下胚轴更适合做外植体,由子叶诱导的愈伤组织均匀一致,淡绿色有光泽,质量较高。适合分化芽的培养基为WPM+2,4-D 1.0mg/L+6-BA 2.0mg/L+NAA 0.5mg/L+KT 0.1mg/L+PVP 0.1%,芽的分化率为24.6%。生根诱导培养基为1/2MS+IBA 2.0mg/L,诱导率为8.9%。 在诱导芽分化过程中产生了较多的叶状体和不定根,推断直接器官发生的增殖方式可能更适合子叶外植体的离体培养。 3.不同品种牡丹同种外植体间褐化差别较大,同一品种间不同的外植体褐化的差异也较大,所以在组织培养过程中应有选择的进行,选择褐化率较低的品种。供试验的8个品种中,金阳、金阁、赛雪塔褐化程度较轻,适合做外植体选择。从同一品种不同外植体角度来讲,子叶比叶柄的褐化率低,叶柄的褐化率比叶片的褐化率低。总酚含量、MDA活性与褐化率存在着显著的正相关,POD活性与褐化率之间存在着显著的负相关性。抗褐变剂VC、AC、PVP都能不同程度的防止褐变的发生,1.0g/L的PVP对防止褐化的效果最好。5d的暗培养有利于减轻褐变。