木薯组织培养中常用培养基简介

2017-07-01 21:06文峰苏文潘郑华黄建祺罗燕春韦丽
农业研究与应用 2017年2期
关键词:再生木薯组织培养

文峰+苏文潘+郑华+黄建祺+罗燕春+韦丽君+雷开文

摘 要:木薯是一种重要的粮食和工业原料作物。组织培养技术在木薯生物技术中起着重要的作用。本文对木薯组织培养中一些常用培养基进行了总结与汇总,包括MS、CIM、MSN、CMM、CEM、GD、SH、TM2G 8种常用培养基的组成及其在木薯组织培养中所处的阶段和作用等,为木薯组织培养工作者提供借鉴作用。

关键词:木薯 组织培养 培养基 再生

木薯(Manihot esculenta Crantz)别名番薯、树薯,属于大戟科(Euphorbiaceae)木薯属(Manihot)灌木,是一种重要的粮食和工业原料作物。组织培养技术在木薯生物技术中起着至关重要的作用。木薯组织培养技术虽能使木薯嫩叶、芽、花、愈伤组织、原生质体等多种外植体再生成完整植株,但基因型或者再生效率仍有限制。文章对 木薯组织培养中MS、CIM、MSN、CMM、CEM、GD、SH、TM2G 8种常用培养基进行了总结与汇总,为木薯组织培养工作者提供借鉴作用。

1 木薯培养基组成和作用

木薯培养基MS、CIM、MSN、CMM、CEM基本组成均一样,都是由MS盐和维生素(表1),加上20 g/L蔗糖、8 g/L琼脂和2 μM CuSO4(也可不加)和激素组成,因激素的种类或激素的用量不同,而在木薯的组织培养再生过程中起的作用却不同(表2)。

木薯培养基CIM和MSN均可用于诱导胚胎,但常誘导的外植体不同。CIM常诱导的外植体可以是嫩叶、顶芽、腋芽等,用于初生、次生和循环的体细胞胚的诱导,是体细胞胚发生的开始,能长成球型胚、鱼雷型胚和子叶型胚等不同类型的胚状体;MSN常诱导的外植体是脆性胚性愈伤组织(FEC)或者由原生质体分裂长成的愈伤,在光下培养,在MSN培养基上可以长成球型胚、鱼雷型胚和绿色子叶型胚等不同类型的胚状体。CIM在暗环境下诱导,而MSN在光下诱导。

经过CIM和MSN培养基诱导的鱼雷型胚和子叶型胚的再生过程均一样,都要经过成熟、生芽伸长、生根的过程,分别在CMM、CEM、MS培养基上完成。这几个过程都要在光下培养。鱼雷型胚和子叶型胚在CMM培养基上培养成熟,长成绿色大子叶胚,一般需要1~4周。绿色大子叶胚在CEM培养基上培养,起到生芽伸长的作用,茎长至2~3 cm一般需要1~2月。长至2~3 cm的茎在MS培养基中生根,一般1周即可生根。至此一个再生过程就完成了。MS培养基也用于木薯组培苗的常规继代。

GD培养基用于木薯FEC的胚性维持和增殖,也可以用于FEC的诱导。SH培养基,也能起到FEC的胚性维持和增殖的作用。GD是固体培养基培养,SH是液体培养基悬浮培养,FEC在GD和SH培养基中能够相互转换,性质不改变。SH培养基培养相比于GD培养基培养,细胞一致性更好,增殖更快。

TM2G培养基用于木薯愈伤原生质体的培养,在培养过程中需要逐渐减小培养基的渗透压,以利于细胞团的生长,通常由减少葡萄糖的用量完成[8]。

2 小结

随着细胞工程和基因工程的发展,高效的木薯再生体系技术显得尤为重要,而培养基在木薯再生体系过程中起关键作用。木薯组织培养技术经过多年的发展,各组织培养阶段形成了各自适宜的培养基。本文对各组织培养阶段所常用的培养基进行了总结,为木薯组织培养工作者提供借鉴作用。

参考文献

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[3] Zhang P, Puonti-Kaerlas J. PIG-mediated cassava transformation using positive and negative selection[J]. Plant Cell Reports, 2000, 19: 1041-1048.

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[8] 文峰, 肖诗鑫, 聂扬眉, 等. 木薯脆性胚性愈伤组织原生质体培养与植株再生[J]. 中国农业科学, 2012, 45(19): 4050-4056.

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