微波誘導(dǎo)的菊花愈傷組織和植株再生

菊花是原產(chǎn)于中國(guó)的一種多年生草本植物。菊花種類繁多，葉子、花的形狀和花瓣的形狀也變化很大。它不僅是一種色、香、姿、魅力和魅力并列的中國(guó)傳統(tǒng)名花，也是世界四大花之一，深受世界人民的喜愛(ài)。菊花主要通過(guò)修剪和繁殖進(jìn)行。然而，修剪和繁殖需要大量的母種材料，它們受到季節(jié)和外部環(huán)境條件的限制，繁殖速度緩慢。對(duì)于一些昂貴的菊花品種和母種源不足的品種，它們無(wú)法及時(shí)滿足生產(chǎn)和市場(chǎng)需求。植物組織繁殖技術(shù)不僅可以快速繁殖優(yōu)良品種，而且可以脫毒、恢復(fù)和保存品種，在促進(jìn)菊花的栽培和繁殖方面發(fā)揮著重要作用。該研究分別以菊花幼小的花蕾、葉和莖作為外植體,并結(jié)合微波處理,經(jīng)過(guò)組織培養(yǎng)獲得了大量的再生植株,同時(shí)再生植株的后代出現(xiàn)了多種形態(tài)變異.現(xiàn)將初步的研究結(jié)果報(bào)道如下.1材料和方法1.1材料表面從自然生長(zhǎng)的菊花植株上剪取直徑在0.5cm左右的幼小花蕾,長(zhǎng)、寬各0.5cm左右的葉片和約1cm長(zhǎng)的莖作為外植體.1.2種子處理和葉片接種外植體首先用肥皂水沖洗2次,再用70%酒精浸泡30s,并用稀釋5倍的市售安替福民滅菌20min,最后用無(wú)菌的蒸餾水沖洗2次,吸干水分后,剝除外萼的花蕾直接切成4塊接種到培養(yǎng)基上,葉片和莖直接接種到培養(yǎng)基上.1.3微波處理對(duì)花對(duì)菊花花蕾外植體進(jìn)行不同時(shí)間的微波處理,即在接種培養(yǎng)前將花蕾放在盛有水的燒杯中,每100mL燒杯中放入50mL蒸餾水,每個(gè)燒杯中放入5~6個(gè)花蕾,用普通微波爐(海爾牌,750W,選用最大功率檔)處理5s、10s、15s、20s或25s.1.4naa/l誘導(dǎo)和分化培養(yǎng)基為3種:1)MS+6-BA3mg/L+NAA0.1mg/L;2)MS+6-BA3mg/L+NAA0.5mg/L;3)MS+2,4-D2mg/L.生根培養(yǎng)基為1/2MS+NAA0.1~0.5mg/L.培養(yǎng)溫度為24±2℃左右,光照強(qiáng)度為2000Lux,光照時(shí)間為12h/d,每30~40d繼代1次.分化出的試管苗長(zhǎng)至5cm左右,打開(kāi)培養(yǎng)瓶蓋練苗3~5d,再移栽到含泥炭∶礱糠灰∶珍珠巖(3∶1∶1)的盆缽中,移栽初期注意遮光.2結(jié)果與分析2.1,4-d誘導(dǎo)以菊花花蕾外植體作為研究對(duì)象,研究了3種不同外源植物激素的培養(yǎng)基對(duì)愈傷組織誘導(dǎo)和植株再生的影響(表1).在愈傷組織誘導(dǎo)中,2,4-D2mg/L的效果最好,誘導(dǎo)率可達(dá)100%;其次是6-BA3mg/L+NAA0.5mg/L,為70%;而6-BA3mg/L+NAA0.1mg/L只有40%.而對(duì)于分化苗,6-BA3mg/L+NAA0.5mg/L效果最好,愈傷組織再生頻率為100%.2.2輻照劑量對(duì)愈傷組織存活率的影響利用微波對(duì)菊花花蕾進(jìn)行培養(yǎng)前的處理,在不同的微波處理時(shí)間中,以10s的存活率和出苗率最高,分別是73.3%和90.9%;而25s的處理,外植體全部死亡.一般而言,輻照劑量的大小直接影響愈傷組織的存活率,劑量越大,抑制作用越明顯.至于該實(shí)驗(yàn)中5s的處理其存活率和出苗率反而比10s和15s處理的低,主要是因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中有部分外植體和愈傷組織受污染導(dǎo)致死亡所致.此外,由表2可知,外植體半致死劑量(LD50)為20s,并且20s的處理出苗頻率仍可達(dá)到60%.因此,從誘變育種的角度考慮,微波處理20s是較理想的劑量(表2).2.3植株的選擇與生根培養(yǎng)在MS+6-BA3mg/L+NAA0.5mg/L培養(yǎng)基上研究菊花花蕾、葉片和莖3種不同外植體的培養(yǎng).其中,花蕾在培養(yǎng)10d左右,在花蕾基部(花萼和舌狀及管狀花的末端)可見(jiàn)綠色的小突起,并逐漸形成綠色塊狀致密的愈傷組織,最終由基部綠色塊狀致密的愈傷組織通過(guò)叢生芽的方式再生植株,在生根培養(yǎng)基上大部分能長(zhǎng)出不定根.葉片和莖外植體再生的方式與花蕾相似,主要以愈傷組織和叢生芽的方式再生植株,個(gè)別愈傷組織以單個(gè)植株的形式再生.但葉片和莖外植體出現(xiàn)肉眼可見(jiàn)愈傷組織的時(shí)間較遲(10~15d左右),并且愈傷組織誘導(dǎo)率和出苗率均比花蕾低.再生的植株經(jīng)煉苗后,移栽成活率可達(dá)80%以上.2.4唇形科的植物對(duì)于菊花花蕾經(jīng)微波處理再生的植株,在移栽成活的植株中出現(xiàn)了明顯的形態(tài)變異.觀察到的變異主要有4種類型:1)花序由頭狀花序轉(zhuǎn)變?yōu)榇叫位?包括花、莖、葉等在內(nèi)的形態(tài)特征都與唇形科的植物(如:紫蘇)非常相似;2)節(jié)間比親本長(zhǎng)約0.5cm左右,葉片變大,枝條分蘗能力大大降低;3)在同一植株上開(kāi)出的花朵出現(xiàn)了3種不同深淺的紅色,即粉紅、玫瑰紅、深紅色;4)株形為叢生狀.3微波處理和微波處理對(duì)菊花再生頻率的影響研究結(jié)果表明,菊花幼小花蕾、葉片和莖3種外植體均能在誘導(dǎo)培養(yǎng)基上誘導(dǎo)形成愈傷組織,且誘導(dǎo)出的愈傷組織絕大多數(shù)以叢生苗的形式再生.其中,花蕾的愈傷組織誘導(dǎo)頻率和苗的再生頻率最高,因此,花蕾可作為菊花組織培養(yǎng)的良好起始材料.比較不同的培養(yǎng)基激素成分顯示,在MS+6-BA3mg/L+NAA0.5mg/L的培養(yǎng)基上花蕾再生頻率最高.此外,花蕾外植體經(jīng)不同劑量(5s、10s、15s、20s或25s)微波處理實(shí)驗(yàn)表明,從誘變育種的角度考慮,微波處理20s是較理想的劑量.特別值得一提的是,微波處理的花蕾再生植株中觀察到了4種明顯的形態(tài)變異,尤其是獲得花為唇形花的變異體,這為研究栽培菊花的起源和菊花花序發(fā)育提供了極好的前提材料,相關(guān)的深入研究正在進(jìn)行中.此外,在同一株菊花上出現(xiàn)了開(kāi)3種不同程度紅色花朵的鑲嵌式菊花.有文獻(xiàn)報(bào)道,花色的深淺受花色素控制,花色素生物合成酶決定花色素的形成,從而