不同培养基对水稻花药培养力的影响

陈萍萍 游月华 戴展峰 彭玉林

摘 要：以4份不同籼粳成分的水稻为试验材料，分别以不同基本培养基（GM8、N6）、激素（单一激素、复合激素）为变量，设计4种诱导培养基进行花药培养，探讨水稻适宜的花药培养条件。结果表明，GM8培养基对籼稻材料、偏籼型材料具有较好的花药培养效果，N6培养基对粳稻具有较好的花药培养效果;添加复合激素培养基处理其愈伤组织数量和发育情况明显优于单一激素处理，说明复合激素处理出愈率高，花药培养效果好。

关键词：水稻;花药培养;培养基

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2019.04.001

Absrtact： Four rice cultivars with different indica and japonica components were used as experimental materials， and four induction media were designed with different basic medias （GM8， N6） and hormones （single hormone， complex hormones） as variables to study the suitable conditions for anther culture of rice. The results showed that GM8 medium had better effect for anther culture of indica rice and indicacline type， and N6 medium had better effect for anther culture of Japonica rice. The number and developmental condition of callus from medium treated with complex hormones were better than that treated with single hormone， which indicated that complex hormones treatment had higher callus rate and better anther culture effect.

Key words： Rice; Anther culture; Medium

水稻是我國最主要的粮食作物，播种面积占粮食作物的 27%，产量占粮食总产量的40%。水稻肩负着我国粮食安全、满足人们不断提高的消费需求及农民增收和农业环境可持续发展的第一重任，一直被视为重要的战略物资。因此，水稻的生产状况对粮食安全问题有十分重要的影响。在粮食安全日益受到关注的大环境下，同时为满足人们对高水平生活的追求，培育超高产、品质优的水稻新品种，对育种工作者来说是新的任务。常规育种与花药培养育种、分子标记技术的相结合成为重要途径。水稻花药培养技术是最早应用于生产的生物技术之一。自20世纪70年代开展花药培养育种研究以来，在培养基的筛选、激素配比及有关细胞全能性、花药培养特性的遗传学等基础研究方面做了大量工作，并紧密结合生产实践，在水稻新品种选育方面取得令人瞩目的成果。

本试验在总结前人花培相关技术的基础上，以常规品种明恢63、秀水09和两个籼粳杂交F1代为材料，旨在筛选适合籼稻和籼粳交F1代的适合培养基，以较低成本培养出较多的花培植株，同时也为后期大田选育创造条件。

1 材料与方法

1.1 供试材料

籼稻：明恢63，籼粳交F1：CH58/茉莉丰占和CH58/特油占，粳稻：秀水09，所有材料均由福建省龙岩市农业科学研究所提供。4个材料分2批同时播种：第1批于4月30号播种，第2批于6月10号播种。

1.2 取材与低温处理

取材于晴天上午8：00至10：00或下午16：00至18：00进行，此时花粉发育正处于分裂盛期。水稻花粉发育的适宜时期是单核中-后期，此时花粉中形成的大液泡已将核挤向一侧，又叫单核靠边期。其外部形态特点：剑叶与倒二叶叶枕距为5～10 cm，剥穗可见颖花浅绿色，花药伸长至颖壳的2/5～1/2。田间选取植株健壮、无病斑的主茎或一级分蘖，保留剑叶和倒二叶，贴上标签，用湿毛巾包裹，装袋带回。

将取回的稻穗挑选少量花药置于载玻片上压碎，将花药挤出，加1～2滴醋酸洋红染色，再进行镜检，以确定花粉发育时期。对镜检合格的稻穗，先用75%酒精棉球擦拭材料外表或浸润片刻即可，再用消毒过的湿毛巾包裹，装入塑料袋内置8～10℃冰箱，预处理7～10 d。

1.3 诱导培养基筛选试验处理

陈萍萍等：不同培养基对水稻花药培养力的影响2019年第4期

2019年第4期陈萍萍等：不同培养基对水稻花药培养力的影响

（1）基本培养基的筛选与优化。选择广泛用于花培的N6和改良的M8（简称GM8）2种基本培养基。

（2）单一激素（简称O）与复合激素（简称C）的对比。各诱导培养基的成分见表1。

2 结果与分析

2.1 不同生长时期水稻花药镜检结果

本试验将取回的材料随机抽取1个品种，按照剑叶与倒二叶的距离不同，分别镜检。结果发现，在同1个稻穗里花粉发育的时期不尽相同，以上端发育较快，下端穗颈部分最慢;在剑叶与倒二叶距离为0～1 cm时，其花粉发育大部分处于四分体时期，剑叶与倒二叶距离为2～4 cm时，大部分细胞核处于中央或近中央位置，可见较明显的液泡。剑叶与倒二叶距离为5～8 cm时，多数中上端稻穗的花粉粒处于单核靠边期，当剑叶与倒二叶距离为超过10 cm时，花粉粒发育多数进入二核期或三核期，此时已不能用作花培材料。

2.2 不同培养基处理对诱导花药愈伤组织的效果

花药接种60 d后统计愈伤组织形成情况。由表2可以看出，不同的基本培养基对水稻花药培养效果不同，GM8对诱导籼稻的出愈效果较好，出愈率较高;N6对粳稻的出愈效果好，但对于籼稻愈伤诱导，愈伤组织小而少，品质不佳;对于籼粳杂交F1代，GM8和N6的诱导效果不一，但GM8对CH58/特油占的出愈率高于CH58/茉莉丰占，这可能与其籼稻成分含量有关。在单一激素处理情况下，虽有极少量花药能形成愈伤组织，但其数量和愈伤发育情况差，愈伤组织基本不会膨大;复合激素处理其愈伤组织数量和发育情况明显优于单一激素处理，说明复合激素处理出愈率高，花药培养效果较好。

不同材料在相同的培养基上，也具有不同的花药培养效果，秀水09在N6C的培养基上出愈率最高，达34.33%，CH58/特油占在N6O上出愈率最低，只有0.33%。这可能与水稻材料的籼粳成分含量有关，其中CH58/茉莉丰占和CH58/特油占是籼粳杂交F1代。

3 结论

本研究发现GM8培养基对籼稻材料、偏籼型材料具有较好的培养效果，N6 培养基对粳稻具有较好的花药培养效果，与王伍梅等[1]的研究结果相吻合。王伍梅等通过对不同水稻材料和不同培养基组合试验结果表明，诱导培养基中，N6培养基对多数粳型水稻和籼粳交后代的诱导效果都较好，而N6培养基对籼稻杂交种的诱导出愈率大多较低，冯双华[2]等用M8、合5和改良M8作基本培养基，以籼型杂交稻两优培九、培两优288、P88S/0293为材料，得出改良M8培养基表现出对不同基因型材料有较广的适应性和较强的绿苗诱导作用。

本研究结果表明，单一激素和复合激素对供试材料花培效果的影响差异较大，单一激素培养效果较差，复合激素能提高花药的培养力[2-4]。施利利等[5]进行不同激素的配比组合试验，得出合理添加2

，4D、NAA 和KT相对于只添加2 mg·L-12，4D的培养基，不仅出愈率高，而且愈伤组织质量好。冯双华等[2]提出籼型材料用1.5 mg·L-1 2，4D+1.5 mg·L-1 NAA 诱导效果较好、2.0 mg·L-1 6BA+0.25 mg·L-1 NAA+0.25 mg·L-1 IAA 分化效果较好。郭书巧等[6]提出对籼粳交材料2 mg·L-1 2，4D+1 mg·L-1 NAA+0.2 mg·L-1 KT 为最佳的激素诱导配比，2.0 mg·L-1 6-BA+0.5 mg·L-1 KT 分化效果较好。由于对不同的材料研究出的激素配比不尽一致，可能不同基因型的最适激素配比也并不相同。

水稻基因型对花药培养力的影响最大，品种之间有明显差异，不同类型水稻的花药培养力一般为：粳籼杂种>籼稻品种[7-9]。张林等[10]研究发现同一亚种中存在出愈率高和低的品种（品系）。本研究用4份水稻材料进行花药培养，粳稻的花药培养力最高，籼粳交次之，籼稻最差。材料的籼型基因频率与出愈率呈显著负相关，可以利用籼粳杂交的方法，选粳稻亲缘相对较多的杂交后代进行花药培养，以提高花药培养的出愈率。

参考文献：

[1]王伍梅，台德卫，张效忠，等.水稻高效花药培养技术体系的构建[J].中国农学通报，2009，25（16）：65-68.

[2]冯双华，赵森，郭家源.不同培养基和激素对超级杂交稻花药培养力的影响[J].西南农业大学学报，2006，28（4）：523-525.

[3]陈红，秦瑞珍.提高水稻同源四倍体花药培养愈伤诱导率的研究[J].作物学报，2007，33（1）：120-125.

[4]杨跃生，简玉瑜.影响水稻愈伤组织再生植株数量和质量的因素[J].农业生物技术学报，1996，4（2）：124-128.

[5]施利利，张欣，郭玉华.影响籼粳稻杂交F1花药培养效果的因素分析[J].华北农学报，2007，22（4）：158-161.

[6]郭书巧，唐海娟，王州飞，等.籼粳杂交F1高效花药培养技术体系的建立[J].南京农业大学学报，2006，29（2）：1-5.

[7]沈錦骅，李梅芳，陈银全.花药培养在水稻品种改良上的应用[J].中国农业科学，1982，（2）：15-19.

[8]韦鹏霄，岑秀芬.水稻花药培养及育种应用研[J].广西农业生物科学，1999，18（1）：79-94.

[9]赵成章.水稻试管苗正常化调控技术的研究[C]//胡古，王恒立.植物细胞工程与育种.北京：北京工业大学出版社，1990：352-356.

[10]张林，傅雪琳，陈雄辉.水稻花药培养特性的品种间变异观察[J].福建农业学报，2003，18（2）：69-73.

（责任编辑：柯文辉）