CN104303999B - 一种锦绣杜鹃与大字杜鹃杂交胚的繁育方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锦绣杜鹃与大字杜鹃杂交胚的繁育方法,包括:1)初代培养,取锦绣杜鹃与大字杜鹃杂交种胚,在WPM培养基上培养120天,萌发出的幼苗;2)继代培养,取初代培养基中萌发出的幼苗,接入Read培养基进行培养,隔40天转瓶一次;3)生根培养,选取生长健壮的单苗,接入到生根培养基中进行生根培养。本发明锦绣杜鹃与大字杜鹃杂交胚的繁育方法,对未成熟的杂交胚进行初代培养萌发形成的苗,该苗经过增殖培养后得到的芽苗,然后接入到生根培养基中成功的进行了生根培养,可以大大提高锦绣杜鹃与大字杜鹃杂交胚的萌发率,促进幼苗生长,缩短育种周期,具有很好的实用性和工业化前景。
Description
技术领域
本发明属于植物繁育技术领域,具体涉及一种锦绣杜鹃与大字杜鹃杂交胚的繁育方法。
背景技术
杜鹃花是杜鹃花科杜鹃属的植物,具有很高的观赏、食用和药用价值。中国约有杜鹃花542种,是世界杜鹃花分布中心,但是大多优良野生杜鹃仍然隐匿于山间,我国的杜鹃花园艺栽培品种总数不到300种。国外杜鹃花杂交育种工作起步较早,截至2004年,已登记的杜鹃花新品种达2.8万个,已培育出了耐寒、大花、早花、晚花和香花品种。国内杜鹃花育种工作起步较晚,开始于20世纪80年代,截至2004年,只登记了34个品种。关于杜鹃资源的应用与研究,尤其是新品种选育方面,我国的研究基础相当薄弱,仅有张长芹等进行了报道。锦绣杜鹃(R.Pulchrum)是杜鹃花科半常绿灌木,花期4-5月份,花大色艳,耐热耐寒性较好,产我国长江南部,分布区域较为广泛而且在园林中被广为应用的一种杜鹃花。大字杜鹃(R.schlippenbachi)是杜鹃花科落叶灌木,叶纸质全缘,大小不等的五片叶呈“大”字形集生枝顶,春季可观大花,秋季叶变艳丽红色,异常美观,分布于我国东北,耐寒性极强,是一种重要的园林观赏濒危种。研究人员为获得一些春季即可观艳丽的大花又能秋季观赏美丽的色叶,耐热又耐寒可以在我国广泛种植的杂交新品种,丰富杜鹃花的应用资源,往往会进行杜鹃远缘杂交,例如以锦绣杜鹃做母本,以大字杜鹃做父本进行杂交,获得新品种。但是,杜鹃远缘杂交存在着受精后障碍,主要表现为杂交胚胎的败育,种子无法萌发和后代白化苗等,这一状况阻碍了我国杜鹃杂交育种的进程,在国内外,对于杜鹃花杂交胚拯救的研究还鲜有报道。
发明内容
发明目的:针对现有技术中存在的不足,本发明的目的在于提供一种锦绣杜鹃与大字杜鹃杂交胚的繁育方法,以锦绣杜鹃做母本,以大字杜鹃做父本进行杂交,对杂交胚运用组培的方法进行胚拯救,以提高杂交胚萌发率,缩短育种周期。
技术方案:为了实现上述发明目的,本发明采用的技术方案为:
一种锦绣杜鹃与大字杜鹃杂交胚的繁育方法,包括以下步骤:
1)初代培养
取锦绣杜鹃与大字杜鹃杂交种胚,在WPM培养基上培养120天,部分杂交胚萌发形成幼苗,部分杂交胚脱分化,形成愈伤组织,培养条件为:光照12h/d,光照强度1600lx,温度25±0.5℃;其中,在WPM培养基中添加有50mg/L GA3、30g/L蔗糖和8g/L琼脂,pH=5.0;
2)继代培养
取初代培养基中萌发出的幼苗,接入继代增殖培养基进行继代培养,隔40天转瓶一次;在继代增殖培养基基中加入:10~50g/L蔗糖,5~15mg/L2iP,0.01~0.20mg/L NAA,0~0.80%(质量百分比)AC,8g/L琼脂;培养条件为:光照12h/d,光照强度1600lx,温度25±0.5℃;其中,继代增殖培养基选自MS、Anderson、Read和WPM,pH=5.0;
3)生根培养
选取生长健壮的单苗,接入到生根培养基中进行生根培养,生根培养基的基本培养基为1/2WPM,添加有10~30g/L蔗糖,琼脂8g/L,pH=5.0,光照12h/d,光照强度1600lx,温度25±0.5℃。
步骤1)中,所述的锦绣杜鹃与大字杜鹃杂交种胚由以下方法制备:于授粉3个月后采收蒴果,刮去蒴果表面的绒毛,置于超净工作台上,用75%乙醇消毒30s,无菌水冲洗3遍,再用10%NaClO消毒15min,无菌水冲洗5遍,晾干用解剖刀切开取种胚即可。
步骤2)中,继代增殖培养基优选为Read培养基。
步骤2)中,继代增殖培养基优选加入20~30g/L蔗糖。
步骤2)中,继代增殖培养基优选加入10~12mg/L2ip,0.5mg/L NAA,0.17~0.3%AC。
步骤3)中,在所述生根培养基中优选添加有10g/L蔗糖。
步骤3)中,培养40天后,即能生根。
有益效果:与现有技术相比,本发明锦绣杜鹃与大字杜鹃杂交胚的繁育方法,对未成熟的杂交胚进行初代培养萌发形成的苗,该苗经过增殖培养后得到的芽苗,然后接入到生根培养基中成功的进行了生根培养,可以大大提高锦绣杜鹃与大字杜鹃杂交胚的萌发率,促进幼苗生长,缩短育种周期,具有很好的实用性和工业化前景。
附图说明
图1是杂交幼苗增殖率复合极差图;
图2是杂交幼苗增殖系数复合极差图;
图3是杂交胚愈伤组织芽诱导率复合极差图;
图4是杂交胚愈伤组织芽诱导系数复合极差图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
以下实施例中所使用的试验材料为:以南京本地的锦绣杜鹃为母本,以庐山地区采集的大字杜鹃花粉为父本进行杂交,授粉3个月后,取杂交蒴果,剥胚。
实施例1
一种锦绣杜鹃与大字杜鹃杂交胚的繁育方法,包括:未成熟的杂交胚在初代培养基中培养,初代培养后萌发形成的苗转入继代增殖培养基中培养,经过增殖培养后得到的芽苗接入到生根培养基中进行生根培养。
1)初代培养
于授粉3个月后采收蒴果,刮去蒴果表面的绒毛,置于超净工作台上,用75%乙醇消毒30s,无菌水冲洗3遍,再用10%NaClO消毒15min,无菌水冲洗5遍,晾干用解剖刀切开取种胚,在WPM培养基上培养120天,其中,在WPM培养基中添加有50mg/L GA3、30g/L蔗糖和8g/L琼脂,pH=5.0。培养条件为:光照12h/d,光照强度1600lx,温度25±0.5℃。培养120天后统计杂交胚萌发率、出苗率和出愈率;萌发率=萌发的数量/(接种的总数量-污染数)×100%,结果为50.1%;出苗率=直接萌发成苗的/萌发的总数×100%,结果为37.8%;出愈率=直接萌发成愈伤的/萌发的总数×100%,结果为12.3%。
2)继代培养
1、杂交苗的继代增殖培养基的筛选
取等量的初代培养基中萌发出的幼苗,分别接入MS、Anderson、Read、WPM4种不同基本培养基进行培养,隔40天转瓶一次。培养条件为:光照12h/d,光照强度1600lx,温度25±0.5℃。其中,每种培养基中均加入:10.00mg/L2iP,30g/L蔗糖,8g/L琼脂,pH=5.0。培养40天后统计增殖率与增殖系数,结果如表1所示。增殖率=发生增殖的苗数/(接入苗数-死亡数)×100%;增殖系数=总苗数/(接入苗数-死亡数),下同。
表1杂交幼苗增殖培养基本培养基筛选统计(三次重复)
对所获得的增殖率与增殖系数进行方差分析,结果如表2、表3所示。
表2杂交幼苗增殖培养基本培养基筛选增殖率方差分析
变异来源 | 平方和 | 自由度 | 方差 | F值 | P值 |
处理间 | 955.53 | 3 | 318.51 | 63.26 | 0.00 |
误差 | 40.28 | 8 | 5.04 | ||
总变异 | 995.81 | 11 |
表3杂交幼苗增殖培养基本培养基筛选增殖系数方差分析
变异来源 | 平方和 | 自由度 | 方差 | F值 | P值 |
处理间 | 6.36 | 3 | 2.12 | 31.47 | 0.00 |
误差 | 0.54 | 8 | 0.07 | ||
总变异 | 6.90 | 11 |
对增殖率和增殖系数进行多重比较,结果如表4所示。
表4杂交幼苗增殖培养基本培养基筛选增殖率和增殖系数多重比较
培养及类型 | 增殖率均值% | 增殖系数均值 |
Read | 98.89a | 5.24a |
Anderson | 90.79b | 3.85b |
WPM | 80.36c | 3.32c |
MS | 76.07d | 3.70bc |
注:同一列的不同小写字母表示在P<5%水平上有显著性差异,下同。
由以上方差分析得知,对于锦绣杜鹃×大字杜鹃的杂交幼苗,用Read增殖培养的杂交幼苗,其增殖率显著高于其他培养基,其平均增殖率为98.89%;用Read增殖培养的杂交幼苗,其增殖系数也显著高于其他培养基,其平均增殖系数为5.24;因此,Read培养基为杂交幼苗继代增殖的最适基本培养基。
2、杂交苗的继代增殖蔗糖浓度的筛选
取等量初代培养基中萌发出的幼苗,接入蔗糖浓度为10、20、30、50g/L这4种不同蔗糖浓度的WPM培养基中,在WPM培养基中还添加有10.00mg/L2iP和8g/L琼脂,pH=5.0,培养条件为:光照12h/d,光照强度1600lx,温度25±0.5℃,隔40天转瓶一次。培养40天后统计增殖率与增殖系数,结果如表5所示。
表5杂交幼苗增殖培养蔗糖浓度筛选统计(三次重复)
对所获得的增殖率与增殖系数进行方差分析,结果如表6、表7所示。
表6杂交幼苗增殖培养蔗糖浓度筛选增殖率方差分析
变异来源 | 平方和 | 自由度 | 方差 | F值 | P值 |
处理间 | 1145.79 | 3 | 381.93 | 57.74 | 0.00 |
误差 | 52.92 | 8 | 6.62 | ||
总变异 | 1198.71 | 11 |
表7杂交幼苗增殖培养蔗糖浓度筛选增殖系数方差分析
变异来源 | 平方和 | 自由度 | 方差 | F值 | P值 |
处理间 | 1.32 | 3 | 0.46 | 15.48 | 0.00 |
误差 | 0.24 | 8 | 0.03 | ||
总变异 | 1.16 | 11 |
对增殖率和增殖系数进行多重比较,结果如表8所示。
表8杂交幼苗增殖培养蔗糖浓度筛选增殖率和增殖系数多重比较
蔗糖浓度(g/L) | 增殖率均值% | 增殖系数均值 |
30 | 77.82a | 2.77a |
20 | 77.77a | 2.66a |
50 | 64.19b | 2.02b |
10 | 54.65c | 2.06b |
由以上方差分析得知,锦绣杜鹃×大字杜鹃的杂交幼苗,使用30g/L和20g/L蔗糖增殖培养的杂交幼苗,其增殖率显著高于其他蔗糖浓度,其平均增殖率分别为77.82%、77.77%;使用30g/L和20g/L蔗糖增殖培养的杂交幼苗,其增殖系数也显著高于其他蔗糖浓度,其平均增殖系数分别为2.77、2.66。因此,20-30g/L的蔗糖是杂交幼苗继代增殖的最佳蔗糖浓度。
3、杂交幼苗增殖培养激素组合优化
取等量初代培养基中萌发出的幼苗,采用三因素三水平正交试验2ip(5.00、10.00、15.00mg/L)、NAA(0.01、0.05、0.20mg/L)和AC(0.00、0.20、0.80%)进行继代增殖培养,基本培养基均为WPM,蔗糖浓度均为30g/L,琼脂8g/L,pH=5.0,培养条件为:光照12h/d,光照强度1600lx,温度25±0.5℃,隔40天转瓶一次。培养40天后统计增殖率与增殖系数,结果如表9所示。
表9杂交幼苗增殖培养正交试验极差分析
通过极差分析,由表9可知,3个因素对杂交幼苗增殖率的影响依次为2ip>AC>NAA,3个因素对杂交幼苗增殖系数的影响依次为2ip>NAA>AC。根据表9的试验结果,得到复合极差直观图(图1、图2)可知,对于杂交幼苗增殖率,其最佳因素组合为2ip=10.00mg/L,NAA=0.05mg/L,AC=0.00%;试验中得到的最佳组合为2ip=15mg/L,NAA=0.05mg/L,AC=0.00%;对于杂交幼苗增殖系数,其最佳因素组合为2ip=15mg/L,NAA=0.01mg/L,AC=0.2%;试验中得到的最佳组合为2ip=15mg/L,NAA=0.01mg/L,AC=0.80%。
为了将增殖率和增殖系数综合起来探讨培养条件,采用总极差相近原理和极差标准化法,对两个指标赋予权重系数,分别为17、7,得到多指标加权后的目标函数为y=17y1+7y2。各因素与综合指标的回归和计算机搜索寻优结果为:回归方程:Y=9.19x1-12.00x2-0.36x1x1-4.17x1x2+0.63x1x3+203.57x2x2-5.06x2x3-10.82x3x3-16.35(x1、x2、x3分别代表2ip、NAA、AC),最优点:2ip11.81mg/L,NAA0.20mg/L,AC0.30%。杂交幼苗增殖培养正交试验扩大水平范围后的寻优结果,回归方程Y=9.19x1-12.00x2-0.36x1x1-4.17x1x2+0.63x1x3+203.57x2x2-5.06x2x3-10.82x3x3-16.35(x1、x2、x3分别代表2ip、NAA、AC),最优点:2ip9.97mg/L,NAA0.50mg/L,AC0.17%。可以看出,在三个月胚龄的杂交幼苗增殖培养中,各因素的水平选取应遵循:2ip的浓度最好介于10.00~12.00mg/L,NAA的浓度应为0.50mg/L,AC的浓度最好介于0.17~0.3%。
3)生根培养
1、蔗糖浓度的确定
选取生长健壮,长势一致的单苗接入到蔗糖浓度为10、15、20、30g/L这4种不同蔗糖浓度培养基中,基本培养基均为1/2WPM(大量元素减为原来的1/2,其他元素不变),IBA2mg/L,AC0.80g/L,琼脂8g/L,pH=5.0,光照12h/d,光照强度1600lx,温度25±0.5℃。培养40天后统计生根率、生根数量,平均根长和生长状况,结果如表11所示。
表11杂交幼苗生根培养蔗糖浓度筛选生根率和生根数量多重比较
蔗糖浓度g/L | 生根率% | 生根数量 | 平均根长 | 生长状态 |
10 | 70.00a | 18.37a | +++ | 正常 |
15 | 50.00b | 8.00c | ++ | 正常 |
20 | 66.00a | 14.00b | ++ | 正常 |
30 | 50.00b | 9.00c | ++ | 正常 |
注:+0~0.5cm,++0.5~1.0cm,+++大于1.0cm,下同。
由以上多重比较得知,锦绣杜鹃×大字杜鹃的杂交幼苗,在10g/L和20g/L蔗糖中培养的杂交幼苗,其生根率显著高于其他蔗糖浓度,其平均生根率分别为70.00%、66.00%;在10g/L蔗糖中培养的杂交幼苗,其生根数量也显著高于其他蔗糖浓度,其平均生根数量为18.37条,而且其中培养的杂交苗的平均根长也是最长的;因此,10g/L的蔗糖是杂交幼苗生根培养的最佳蔗糖浓度。
2、生长素IBA浓度的确定
选取生长健壮,长势一致的单苗,接入到IBA浓度为0、1、2、3mg/L这4种不同激素浓度培养基中,基本培养基均为1/2WPM,蔗糖20g/L,琼脂8g/L,pH=5.0,光照12h/d,光照强度1600lx,温度25±0.5℃。培养40天后统计生根率、生根数量,平均根长和生长状况,结果如表12所示。
表12杂交幼苗生根培养IBA浓度筛选生根率和生根数量多重比较
IBA浓度mg/L | 生根率% | 生根数量 | 平均根长 | 生长状态 |
0 | 98.00a | 29.55a | +++ | 根呈辐射状,较粗壮 |
1 | 86.00a | 14.38b | ++ | 主根明显,较壮 |
2 | 90.00a | 16.67b | ++ | 正常 |
3 | 92.00a | 15.89b | + | 根粗短 |
由以上多重比较得知,锦绣杜鹃×大字杜鹃的杂交幼苗,不同浓度的IBA之间杂交苗的生根率之间没有显著性差异;在IBA为0mg/L中培养的杂交幼苗,其生根数量显著高于其他浓度,其平均生根数量达29.55条,而且其中培养的杂交苗的平均根长最长,根的分布长势也最好;因此,0mg/L的IBA是杂交幼苗生根培养的最佳IBA浓度。
3、活性炭AC浓度的确定
选取生长健壮,长势一致的单苗,接入到AC浓度为0、0.8、1.5、3g/L这4种不同活性炭浓度培养基中,基本培养基均为1/2WPM,蔗糖20g/L,琼脂8g/L,pH=5.0,光照12h/d,光照强度1600lx,温度25±0.5℃。培养40天后统计生根率、生根数量,平均根长和生长状况,结果如表13所示。
表13杂交幼苗生根培养AC浓度筛选生根率和生根数量多重比较
AC浓度g/L | 生根率% | 生根数量 | 平均根长 | 生长状态 |
0 | 98a | 29.55a | +++ | 根呈辐射状,较粗壮 |
0.8 | 64b | 11.33b | ++ | 根细 |
1.5 | 84a | 13.50b | ++ | 正常 |
3 | 46c | 12.25b | + | 苗长势好,叶浓绿 |
由以上多重比较得知,锦绣杜鹃×大字杜鹃的杂交幼苗,在AC浓度0g/L和1.5g/L中培养的杂交幼苗,其生根率显著高于其他AC浓度,其平均生根率分别为98.00%、84.00%;在AC为0g/L中培养的杂交幼苗,其生根数量显著高于其他浓度,其平均生根数量达29.55条,而且其中培养的杂交苗的平均根长最长,根的分布长势也最好;因此,杂交幼苗生根培养不需要添加活性炭。
以上结果表明不添加激素和活性炭的1/2WPM培养基是杂交幼苗生根的最适培养基。
Claims (4)
1.一种锦绣杜鹃与大字杜鹃杂交胚的繁育方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)初代培养
取锦绣杜鹃与大字杜鹃杂交种胚,在WPM培养基上培养120天,部分杂交胚萌发形成幼苗,部分杂交胚脱分化,形成愈伤组织,培养条件为:光照12h/d,光照强度1600lx,温度25±0.5℃;其中,在WPM培养基中添加有50mg/L GA3、30g/L蔗糖和8g/L琼脂,
pH=5.0;
2)继代培养
取初代培养基中萌发出的幼苗,接入继代增殖培养基进行继代培养,隔40天转瓶一次,直至长出健壮单苗;在继代增殖培养基基中加入:20~30g/L蔗糖,10~12mg/L 2ip,0.05mg/LNAA,0.17~0.3%AC 8g/L琼脂;培养条件为:光照12h/d,光照强度1600lx,温度25±0.5℃;其中,继代增殖培养基为Read,pH=5.0;
3)生根培养
选取生长健壮的单苗,接入到生根培养基中进行生根培养,生根培养基的基本培养基为1/2WPM,添加有10~30g/L蔗糖,琼脂8g/L,pH=5.0,光照12h/d,光照强度1600lx,温度25±0.5℃。
2.根据权利要求1所述的锦绣杜鹃与大字杜鹃杂交胚的繁育方法,其特征在于:步骤1)中,所述的锦绣杜鹃与大字杜鹃杂交种胚由以下方法制备:于授粉3个月后采收蒴果,刮去蒴果表面的绒毛,置于超净工作台上,用75%乙醇消毒30s,无菌水冲洗3遍,再用10%NaClO消毒15min,无菌水冲洗5遍,晾干用解剖刀切开取种胚即可。
3.根据权利要求1所述的锦绣杜鹃与大字杜鹃杂交胚的繁育方法,其特征在于:步骤3)中,在所述生根培养基中添加有10g/L蔗糖。
4.根据权利要求1所述的锦绣杜鹃与大字杜鹃杂交胚的繁育方法,其特征在于:步骤3)中,培养40天后,即能生根。
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