甜瓜红心脆和早皇后再生体系的建立

王爱玲　张敏　郑贺云等

摘要：为了初步筛选出适宜诱导甜瓜红心脆、早皇后子叶和下胚轴愈伤组织和不定芽的培养基，以及筛选适宜其不定芽伸长和生根的培养基，采用组织培养的方法，以甜瓜红心脆和早皇后种子为材料、子叶和下胚轴为外植体，进行添加不同浓度6-苄氨基腺嘌呤（6-BA）、吲哚乙酸（IAA）激素组合的MS培养基诱导愈伤组织和不定芽、不定芽伸长、芽生根的研究。试验结果表明，MS+0.5 mg/L IAA、MS+1.0 mg/L IAA 培养基不利于红心脆子叶愈伤组织的诱导，其余培养基均有利于其子叶和下胚轴愈伤组织的形成；MS和MS+0.3 mg/L IAA培养基不利于早皇后子叶愈伤组织的形成，MS培养基不利于其下胚轴愈伤组织的诱导，其余培养基均有利于其愈伤组织的形成；适宜诱导红心脆子叶不定芽的培养基是MS+0.5 mg/L 6-BA+1.0 mg/L IAA、MS+1.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L IAA，适宜诱导早皇后子叶不定芽培养基为MS+2.0 mg/L 6-BA+0.3 mg/L IAA；适宜诱导红心脆、早皇后下胚轴不定芽的培养基分别为MS+1.0 mg/L 6-BA+0.3 mg/L IAA、MS+0.3 mg/L 6-BA+0.5 mg/L IAA；MS+0.5 mg/L 6-BA、MS+1.0 mg/L IAA培养基分别适宜红心脆、早皇后不定芽伸长；2个品种适宜的生根培养基均是1/2MS+1.0 mg/L IBA。研究初步建立了甜瓜红心脆、早皇后的再生体系，为其遗传转化研究作了准备。

关键词：甜瓜；子叶；下胚轴；不定芽；生根；愈伤组织诱导；适宜培养基

中图分类号： S652.04+3文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）11-0082-03

收稿日期：2014-10-28

基金项目：新疆维吾尔自治区公益性科研院所基本科研业务经费（编号：KY2012080）。

作者简介：王爱玲（1983—），女，山西运城人，硕士，农艺师，主要从事甜瓜育种的研究。E-mail：ailing210@126.com。红心脆甜瓜，原名阿依思汗可口奇，原产于鄯善县鲁克沁，主要分布于新疆吐鲁番盆地，全疆各地也有栽培。红心脆甜瓜植株生长势较强，较耐贮藏运输，抗病性较差，品种品质较佳，目前是新疆地区的主要出口品种之一。甜瓜早皇后是从新蜜1号和新疆地方品种黄皮瓜中选出的自交系配制而成的厚皮甜瓜一代杂种，全生育期84 d，果实发育期38～40 d，生长势较强，果实椭圆形，果皮金黄色，网纹细密，果形整齐，果肉橘红色，肉质松脆、爽口，风味好，耐运输，抗病性优于早皇后[1]。上述甜瓜优良的商品性状一直受到人们的青睐，也已成为甜瓜育种者的研究目标之一。转基因技术的出现，使得增加甜瓜的优良性状成为可能。建立甜瓜再生体系的研究报道很多，但几乎都缺乏可重复性，没有一套完整的可重复的建立再生体系的培养基[2-3]。本研究的目的就是通过建立甜瓜红心脆、早皇后再生体系，为以后提高其再生率作初步研究，进而为提高遗传转化率、获得转基因植株作准备。

1材料与方法

1.1试验材料

试验材料为红心脆、早皇后甜瓜种子，由新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所提供。

1.2试验方法

1.2.1无菌材料的获得种子去壳后，在无菌条件下分别用75%乙醇处理1 min、15%NaClO处理30 min，再用无菌水冲洗3～4次，然后接种到MS培养基上（含蔗糖30 g/L、琼脂6.5 g/L、pH值6.0），放置于24～28 ℃下培养，每天光照9～10 h，光照度为1 500～2 000 lx[4]。

1.2.2愈伤组织及不定芽的诱导将生长5 d无菌苗在无菌条件下切成4 mm×4 mm的子叶和长度为5 mm的下胚轴作为外植体，分别接种至表1的25种培养基上，6-BA、IAA激素浓度单位为 mg/L，下同。每种培养基接种5瓶，每瓶5个外植体。30 d后统计甜瓜红心脆、早皇后子叶、下胚轴的出愈率、出芽率，观察外植体接种后的形态变化并统计数据。

1.2.3不定芽伸长的诱导将长出的不定芽接种至表2的9种培养基上，每种培养基接3瓶，每瓶接种4个不定芽，之后统计甜瓜红心脆、早皇后不定芽的伸长率，观察其伸长情况并进行数据统计。

1.2.4生根将不定芽伸长的植株，接种至配方为1/2MS+1.0 mg/L IBA、1/2MS+2.0 mg/L IBA的2种生根培养基上，观察其生根情况[5-6]。

1.2.5数据分析用SAS软件对试验数据进行方差分析。

2结果与分析

2.1诱导红心脆、早皇后子叶愈伤组织和不定芽的情况

从表3看出，除23、24号培养基外，其余培养基均有利于红心脆子叶愈伤组织的诱导，10、14号培养基有利于其不定芽的生长，出芽率可达到8%；除1、22号培养基外，其余培养基均有利于早皇后子叶愈伤组织的诱导，18号培养基有利于其不定芽的生长，出芽率可达到12%。可见，除MS+0.5 mg/L IAA、MS+1.0 mg/L IAA培养基外，其余培养基均有利于诱导红心脆子叶愈伤组织的形成，适宜其不定芽生长培养基外，其余培养基均有利于早皇后子叶愈伤组织的诱导，最适宜其不定芽生长的培养基是MS+2.0 mg/L 6-BA+0.3 mg/L IAA。

2.2诱导红心脆、早皇后下胚轴愈伤组织和不定芽的情况

从表4可看出，25种培养基均有利于红心脆下胚轴愈伤组织的诱导，13号培养基有利于其不定芽的生长，出芽率可达到8%；除1号培养基外，其余培养基均有利于早皇后下胚轴愈伤组织的诱导，4号培养基有利于其不定芽的生长，出芽率可达到20%。可见25种培养基均有利于诱导红心脆下胚轴愈伤组织的形成，最适宜其不定芽生长的培养基是MS+1.0 mg/L 6-BA+0.3 mg/L IAA；除MS培养基外，其余培养基均有利于早皇后下胚轴愈伤组织的诱导，最适宜其不定芽生长的培养基是MS+0.3 mg/L 6-BA+0.5 mg/L IAA。

2.3红心脆、早皇后的不定芽伸长情况

脆不定芽伸长，其不定芽伸长率为75%；最适宜早皇后不定芽伸长的培养基为MS+1.0 mg/L IAA，其不定芽伸长率为 37.5%。

2.4红心脆、早皇后生根情况

1/2MS+1.0 mg/L IBA培养基均适宜红心脆、早皇后生根，根粗壮且分支多，芽繁殖数较高（表6）。

2.5甜瓜子叶和下胚轴再生体系初步建立的全过程

选择甜瓜子叶和下胚轴再生体系建立过程中的典型特征组合，详见图1。

3讨论与结论

选择不同基因型的甜瓜品种，以不同的组织作外植体，适宜的培养基也不同。基因型对不定芽发生和植株再生体系的建立具有决定性的作用[7]，国内外对甜瓜再生体系的研究很多，但都不能建立起一套通用的甜瓜再生体系。研究者们都采用不同的甜瓜品种和不同组织材料，筛选出的最适宜培养基也不同。陶兴林等以6个厚皮甜瓜品种的子叶为外植体材料，发现其再生能力各不相同[2]。陶兴林等用绿宝石、甘甜一号甜瓜为材料，研究了6-BA、IAA激素浓度组合培养基对5 d苗龄的子叶愈伤组织和不定芽的分化情况，结果表明，绿宝石的最适宜不定芽的诱导培养基是含有2.0 mg/L 6-BA的，甘甜一号品种的最适宜不定芽的诱导培养基是含有1.0、2.0 mg/L 6-BA的[8]。乔永旭用甜瓜鑫福999的5 d苗龄的子叶、下胚轴、真叶作为材料，研究6-BA、IAA、2，4-D的诱导培养基对其愈伤组织、不定芽、不定芽伸长和生根的影响，结果表明：适宜愈伤组织诱导的材料为子叶，MS+0.5 mg/L IAA+2 mg/L 6-BA是最适宜愈伤组织的诱导培养基[9]。子叶是适宜诱导不定芽的外植体，MS+1.0 mg/L 6-BA为适宜不定芽诱导的培养基，MS培养基为适宜其生根的培养基。这些均与本试验的研究结果一致，都认为不同基因型的甜瓜品种，以不同的组织作外植体，适宜的培养基各不相同。本试验结果表明，红心脆和早皇后，取各自的子叶、下胚轴作外植体，适宜的培养基各不相同。

植物生长素与分裂素的种类对不同植物的敏感差异很大，因此激素种类的选择应根据植物种类的不同而异。由于甜瓜本身的内源生长素含量比较高，所以也需要根据不同的目的调整植物生长素与分裂素的比值[10]。6-BA是甜瓜再生分化的关键物质[11-15]。马国斌等认为，甜瓜组织培养的适宜外植体是未成熟子叶、幼苗子叶和真叶，甜瓜未成熟子叶和幼苗子叶不定芽诱导的适宜培养基是改良的Miller+3 mg/L ZT+0.1 mg/L IAA[16]，本试验研究也认同上述观点。

本研究以红心脆、早皇后的子叶和下胚轴作外植体，初步建立一套完整的再生体系。结果表明，MS+0.5 mg/L IAA、MS+1.0 mg/L IAA培养基不利于红心脆子叶愈伤组织的诱导，其余培养基均有利于其子叶和下胚轴愈伤组织的形成；MS和MS+0.3 mg/L IAA培养基不利于早皇后子叶愈伤组织的形成，MS培养基不利于其下胚轴愈伤组织的诱导，其余培养基均有利于其愈伤组织的形成；适宜诱导红心脆子叶不定芽的培养基是MS+0.5 mg/L 6-BA+1.0 mg/L IAA、MS+1.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L IAA，最适宜早皇后子叶不定芽培养基为MS+2.0 mg/L 6-BA+0.3 mg/L IAA；适宜诱导红心脆、早皇后下胚轴不定芽的培养基分别为MS+1.0 mg/L 6-BA+0.3mg/LIAA、MS+0.3mg/L6-BA+0.5 mg/L IAA；MS+0.5 mg/L 6-BA、MS+1.0 mg/L IAA培

养基分别适宜红心脆、早皇后不定芽伸长；生根培养基均是1/2MS+1.0 mg/L IBA。

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