张宝华,郝建平
(1.朔州师范高等专科学校,山西 朔州036000;2.山西大学 生命科学与技术学院,山西 太原 030006)
枣树(ZizyphusjujubaMill.)是我国重要的特色经济树种,素有“营养保健丸”、“铁杆庄稼”之称,其育种工作具有独特的地位.然而,胚发育不良或中途败育现象却严重制约了枣树中常规杂交育种工作的进行.离体胚培养技术能够挽救败育胚、提高胚的萌发率和成苗率,是品种改良的有效方法和重要手段.基于此,不少学者先后对部分枣品种进行离体培养,对外植体、接种方式和基本培养基等进行了研究,同时还对培养过程中的影响因素进行了比较和筛选,为杂种胚培养研究奠定了基础.此外,了解枣树品种的胚败育状况,尤其是杂交育种中母本品种的胚败育状况,将为选择最佳的胚挽救时期提供参考依据,对杂交育种工作的成功尤其重要.
实验材料为自然授粉的灰枣、六月鲜和婆婆枣,均取自山西省农业科学院果树研究所国家枣种质资源圃.
分别在坐果30d、45d和60d时采集幼果.用流水洗净,剖开果实和种核,取出种仁,观察胚败育情况,统计败育率.从外观判断,正常发育的胚为亮白色,幼胚时透明,而已经败育的胚开始时色泽发黄,之后变褐、变黑,表明胚停止发育或死亡.
将种仁表面消毒,然后在无菌条件下剥离出幼胚接种于培养基.其中一部分幼胚进行暗培养,诱导胚愈伤组织形成,然后进入胚状体发生途径,30d后转至光培养;另一部分幼胚接种后先暗培养7d,再转至光培养,以期直接萌发成苗.进行愈伤组织诱导的材料,后期要转入分化培养基,去掉大剂量的2,4-D,否则会出现畸形.当胚根及真叶长出后转入幼苗生长培养基,如根部不发达可再转入生根培养基生根(见表1).
表1 胚培养培养基成分
接种30d后统计成活率,以胚细胞分裂、生长或子叶展开作为成活的标准,以胚褐变萎缩或子叶久不展开并且萎蔫作为死亡的标准.7个月后统计成苗率.培养温度26~28℃,每日补加光照14h,光照强度为2000 lux.移栽前进行5~8d的强光锻炼,移栽基质为蛭石沙土,初期经常喷水以保持湿度.
枣核一般为扁纺锤型,顶端锐尖,基部钝或钝尖.核内具种子,种皮两层,外种皮坚硬具蜡质,有光泽,红褐色;内种皮较厚,棕色.种皮内为种仁,果核大多数含一个种仁,双仁率不高,偶有三个种仁,空腔大多为二胚腔.对种胚进行形态观察发现:婆婆枣种胚最大,灰枣次之,六月鲜最小.其中,六月鲜双仁率最高.
图1 3个品种枣的败育率比较
由图1可知,不同品种胚败育率明显不同,三个品种的胚败育率均未超过30%,属轻度败育品种.其中,灰枣的胚败育率最低,六月鲜和婆婆枣的败育率相对高些.而且,同一品种在不同的坐果期胚败育率也明显不同.
胚龄为30d的幼胚剥出后呈圆柱状,透明,胚根端尖细,在培养基上培养数天后胚根端逐渐变为乳黄色,呈不透明状,与其余部分分界明显(图版I,1),逐而转为嫩绿色.胚龄为45d的幼胚呈扁圆状,不透明,胚根端呈乳黄色,在培养3~4d后可见两片清晰的子叶,子叶形成初期呈卷曲状(图版I,2).胚龄为60d的种胚剥出时子叶已清晰可见,褪去珠被接种,接种后两片子叶逐渐张开膨大,从中间萌发出幼嫩的小芽,胚根伸长,向下弯曲,变化最明显也最快(图版I,3).当胚根及真叶长出后转入幼苗生长培养基.胚根不同程度的变长变粗,约60d后成苗(图版I,4~5),炼苗后移栽幼苗生长正常(图版I,6).
表2 不同胚龄期3个品种枣的成活率及成苗率比较
由表2可知,灰枣的成活率及成苗率最高,六月鲜最低,婆婆枣居中.胚龄为45d的幼胚培养成活率及成苗率最高,60d的胚次之,30d的幼胚成苗率最低.据此得出结论:坐果后45d是枣胚培养成苗的最佳时期,胚龄30d和60d的胚成苗率均下降.
本试验研究发现胚龄为30d和60d的胚成活率和成苗率均下降.胚龄为30d的幼胚培养成活率低,主要原因是幼胚太小,幼胚在胚囊内的发育对包括内源激素等在内的各种生长条件的要求非常严格,应进一步加强对营养条件的摸索.而坐果后60d的胚成活率较低,可能是由于子叶在剥出时受到损伤.综合考虑,认为坐果后45d是枣胚培养成苗的最佳时期.同时发现枣胚的成苗率并不是和成活率相应增长的,离体培养最终成苗的寥寥可数.这可能是由于培养后期培养基成分不是最佳组合,因为,枣胚发育除受到基因型的严格控制外,还要受到年份、气候、授粉和受精等条件变化的影响,这就导致同一品种在不同培养期所需的具体条件也不尽相同,具体原因还有待进一步研究.
图版I 不同胚龄枣胚培养图片
1.婆婆枣(坐果后30d材料),接种后20d;2.婆婆枣(坐果后45d材料),接种后10d;3.六月鲜(坐果后60d材料),接种后20d;4.六月鲜(坐果后45d材料),接种后150d;5.灰枣(坐果后60d材料),接种后100d;6.灰枣(坐果后60d材料),接种后120d.