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葡萄组织培养回顾与展望
葡萄组织培养回顾与展望
18年第299期 干旱区研究 葡萄组织培养回顾与展望
李宇光
(周科学院新疆生物土壤沙漠所)巾 关键调:
葡萄,组织培养 葡萄是一种历史悠久、种植广泛、品种繁多的园艺果树,又是一种用途极广、价值很高 的经济作物,堪称果树之王,葡萄生产在世界果树生 中占有举足轻重的地位。
植物组织培 养这一种神奇的生物技术手段与葡萄常规育种的有机 台,实现综合育种目标所必需,将 是它进一步推动全球的葡萄生产,从而使葡萄这一古老的植物进一步造福予全人类。
回顾
的创始人Ge ge or】or sM e 他 第一个掇导葡萄组织培养的是著名的法国“花工 兰提出了葡萄愈伤组织培养所需要的适宜生长素浓度,培育出了低生长素细胞系和无激素细胞 系,并描述了茎外植体上诱发愈伤组织的位点}他还用葡萄愈伤组织研究寄主与寄生物之间 的关系,首创了双重培养法,从而奠定了试管条件下病毒侵入细胞机制研究的基础(oe Mrl14ab 4,l4)。
94,,l5 7 99五十年代的葡萄组培工作主要集中在冠瘿细胞的生理研究巳。
对细胞培养物在解剖学、 化学、酶学上的差异以及对维生素的需求,光照、糖分 渗透压对无激素长期培养细胞生成 花青素的调节作用等等进行了广泛的研究(ofw i92,b Sa caSwe—Czsls,15a lbk—zy okJekwsa,l5,Gat rt15)。
此外,从培养的葡萄茎外植体上获得了不定根 ok 9u e ,95he(io,95}建立了第一个葡萄根瘤蚜瘿的单细胞无性系(idern,98。
Foit15)Hl badt15) 在整个六十年代中,系统地确定葡萄根赠蚜瘿和河岸葡萄单细胞无性系诸生长因子的研
究占了很大比重(lttl16}Aratl92,b}Ara,l6,16,Pe e a,90ey e a,】6ay 394 9l6ab,c 5.9}Hiderl,16}Aran Hidern,16ab。
在确知成 l baldt93 y ad1 badt99,)分的简单培养基上建立了葡萄冠瘿的单细胞无性系(iet 3}还从离体培养的浆 Renr,l6)9果上获得了愈伤组织(de,16)。
不过,通过热处理成功地获得葡萄脱病毒无性系 Ralt94并初步解决热处理后茎尖的再生与发育问题,恐怕要算六十年代中最有应用价值的研究工作
(Ga1 16 y,91,16z92,16a,b,1 9949a}Gif6ford an Het,16,Hoefrdwi t91 fe an Gifd,16ldfor94 Ga yndl a ComPazn,1698)。
自步入七十年代后直至八十年代的今天,萄组培方面的研究突飞猛进,论从发表文章 葡无的数量看还是从研究的多样性看都大大超过以往任何时期 早期的一些生理病理研究智告一
3 6干旱区研究 】8年第2期 99段落.代之而起的是许多新的振奋人心的 用研究工竹:
脱病毒及器官再生方面的研究非常活跃,大多集中在热处瑚后茎尖培养中理化诸因子的 优选上(1y,17.17 ,]7 Ga z91 2qa9 ;
17 %9I,17,Gr a,17 .1Ici c c,t 6j9 rn 9et9a 譬nI ;1Mur,17;Va1 ct&,17=C 、,l8;C eandP00118 99atl3'9h(e90k‘ ,92,18,1 5Go Sr 3 8}99u ad,18}Atn o t196。
发明了两种新的脱毒培养 S 29 ave a,18)as法:
l、诱发珠心胚脱毒培养法(1Sn Siisn,17,l7)}2热处理 Mu1 adrn"a 9608
茎尖嫁接培养法(uOad n—n1 iS]7;Er1bc -adAy n PeaI s&,98sge g htn lercScwedte r 9。
葡萄离体营养器官和生殖器官的发育解剖学、形态发生调 h fg,17) re9节、内源激素动态与开花生理均受到了深入研究(L订0 adjvrk, 7;Mu.vn o!
“l8z9 r
1 8 Srnias a Mu1i9liv annd1ns,17 8;狞enada M“r1 9 Fav a1d9rf nd, 9fre3 Grnn17}Ivr atl18)取材部位、{柳生 ea,99zo k c a, 6 s9=iIc节帮、微量元素、光谱 及光周期对茎尖培养物生长发育的影响得型了详细观察( n I0118,] 7 Che0d 。
, 29;98Go0 ja3 a,l8{Che18}Yun Meettt8);利用茎尖及其它 ldrn 1192t ∈,96 adrdit 6 ,9器官培养法长期保存葡萄种质的试验也有了可喜的结果(oe,】7’/ il,18 Mrl953ac 951
Ga Y,15A1 wedtndt stL&lz98,1el a tar—ngeuche,j8)。
nb r 7 9从许多不同来源的外植体中成功地获得了愈伤组织,这包括卷颓、节间、茎、芽、花 序、装果、叶肉、叶柄、果柄、胚乳、花药以及多个葡萄品种的四倍体、二倍体无性繁殖系
( l e a,17;Ha ea 17j毋锡金等人,】f Jn n web Stladttl92wkr:
1 3e097oaadb.17 rzaue a,18}Ki98 Been tl 0J9m a Pakl8j王蕴珠等人,t8)还从果皮 n ,91e95 及叶肉的愈伤组织原生质中诱发再生了新的细胞壁积愈伤组织(kn,17jSee 5 Brzau9een adou94n Rs,18,Siz,18)。
不同光谱、不同外植体及某些生长调节荆类化台物 hmiu95(PTUs如)对愈伤组织分化和生长的作角受到了重视(3eeIlt1t8,La adfr ai e a,90zIin
I28 ̄Sonv e a,18 ̄Ivrke a,18)。
对利用葡萄愈伤组织渡培 ,90tioatl95zos ̄tl96生产食用色索也进行了试验研究(zO"k adIv san Li。
t 0r1v, 8}yakwae a,9maa tl
18)。
9 ̄ 诱导葡萄植株再生的工作卓有成效,已从近三十个品种、杂种和野生种的以下外植体中 获得了不定胚和小植株:
I、未受精的胚珠(ul ̄ adSii ̄ ,9%Muln,Mlisn rnvs17l ̄s
17 8 Can18j9Ji,90 Cane a,t8);2、花药(rby h tl17;i t193Hia a ie a,96 asRaa krnadjsaa n Mu1n,l7,t8,曹孜义等,18;Siiaaelis 9939 0 nvsn,t8;邹昌杰 9r90
和李佩芬,t8,鲍雪珍等,t8j刘彭昌等,t8,Hiaaa in 919192lby h ad'SAk aima18,Ma tlI8);3、花序、幼茎、幼叶、叶柄及脉问区 h,92uoe a, 6r9(nev a ae)(uItren1ra Kr】adJn Wo1y,l7 Far,t7;K0a k adre97v 7e9v1nOn eLv k,9 ̄eeo18)。
对胚珠培养中诱发不定 的理化调节因子、其与胚休眠和发育的关系以 n及对植物育种的意义也进行了探讨(u n esn 0KrladMyro,t j9 Myr0,18)8esn91
迄今为止已发明了三种葡萄试管快速繁殖的方法:
1、通过节衄茎切段培养(o1PO
aid 1 po儿,17}Ecvtl7 曹孜义等,l7j日aa kaa n "we95 ei,99 99j sernadMu1ns18,Ci Oj1 2齐与枢等,】8);2、通过茎尖培养(o li ,91 et。
9;42895JnH
a W ndebe。
17 t& i adSt rr 98I-r 1rSn te 0n,1,eIi s kov 7; Ma hi eta,t8{cr a 197 鼻0 o,j8, dr J 6 :
e始雒 舞精,j Cle a,J8J n 8,】“ti£ Liad
18年第2期 99
~—————————————…————————~干旱区研究
——————~——
—3 7
—————— 一——————~…———— Eat oB,18;<uol94 andr Sa8da,I8{PS0Sw 59 s etl95 ZEt a 18lyk0nd a M。
ar18;Gr n Fi ,18}Jkla,95 yadsehr96ao,18)j3、通过液培切碎的茎尖诱 96
发不定胚或丛生芽( ls adkn,17,18 B l s18aBa“ n S e98 2rse9aa ,90,b,18bIrs91 SecadBal .18;B sc a,18),经此法诱导出的葡萄试管苗成功 kn n ra 1al tl92sS0r地去除了热处理准以奏效的卷 r、黄斑瘀等病害,还被用于抗盐育种试验(ra n Bals ads
Skn,l8&。
从某些诱导再生的葡萄植株上发现幼态特征(ueiechaac r ee 1)9Jvnl r t—c
i i )的回复现象,这引起了不少学者的重视(lisn Siia l17 s sl cMuln adrnv al96S,Bal sn S n-l7}M 1isn Nar17 Noea tl18)。
不同 a rs ad_ , 8ec9u1n adi 99 rne a,93zC0浓度、不嗣体积的培养用容器和继代外植体对试管苗移哉前后生长的影响也得到了报导
(oet.9 aMnte1§,b,F0ril:
n ssl 6L Otl18)。
unO1:
adDe i,9; ks e a,96 2s8 17年春天世界上第一个植物组培商用葡萄园在美国马里兰州西尔弗朗(ivn97Sle Ru n建成。
这个葡萄围是出法匿杂种葡萄 维尔试管诱发的不定胚培养发展而成的(u adKrln Woly1 )。
荻j出离体单芽茎段培养发展起来的第一个试管葡萄园也于17年在甘 re,977 j99谢农业天学建战并于l :
开始结果(与枢等,18)。
近几年通过生产试验,他们又进 9年8齐93
一步摸索建立r一条生产:
流程并 推广应用。
亡艺干始
“山之 ,可班攻玉”。
为了便于参考,特将以上所举诸多文献整理总结,后按:
他现然 愈伤组织及绱胞培养、不定胚诱发培养、花药培养、原生质培养、试管快速繁殖五个专题分 别列出各自的培养要点,每个专题又分为五栏:
1、外植体,主要揩适宜的外植体取材来
源、部位、时阊或生理状态等;3、物理条 :
主要指培养时的光、温等条件I、化学条 , 3件,包括除植物生长调:
之外的所 鼍要化学培养条件,如无机盐、碳源、p 剂H、维生素 等等j4、调节剂,包括植物生长紊及细胞分裂索的经验用量及搭配使用方法;5、其它。
由于葡萄组培的 上五个方面实际上是互为条件、紧密关联的,譬如;试管快速繁殖可以用 花药、不定胚甚至原生质作为外植体,而培养的第一步脱分化又往往产生愈伤组织,这样, 所谓试管快速繁殖这一个专题就可能同时涉及并囊括其它四个专题。
此外,由于不同作者选 用不同外植体、运用不同培养方法均取得了较埋想的结果,而艰予篇幅本文不可能全部予以
介绍,唯有忍痛剖爱将其中具确共性的或似乎效果更为理想的列出。
因此,在参考或应用中 应注意领悟实质,融汇贯邋,不拘一格,以实践作为检验的标准,举一反三,不断创新的最 佳效果。
最后特意要指出的是:
由于笔者掌握的资料有限,个人所做的葡萄组培工作也很有 限,话臻或失妥之处在所难免,敬祈读者予以斧正。
表中所用英文缩写简介如下:
MSMs养基(5W icNl h类推):
培B、ht、 s 等 c
CH:
水解酷蛋白 S :
蔗糖 ucK rN:
激动素 NAA:
萘乙酸
Z,4~f:
二四滴 )1、-乙酸 A.:
j 1A16~一珐螵畴 :
3?
§氨
VU:
维生翥i(i等类排) 3 { 。
zEA:
玉米索 NOA:
荣氧乙酸
GA 赤霉酸 s:
IA:
吲哚丁酸 B1, /d;小时/天 rigi毫克/升(/l推)i/;/g类
38 干旱区研究 18年第2期 99uM;微克分子(mM类推)
l、愈伤组织及细胞培养 外植体:
某些基因型(别是四倍体无性系)的几乎所有器官或都位。
四、五月接种。
特
物理条件:
兰光1N1h/d,2 ̄2。
26r57C。
化学条件;Ms(H5256,Sc848.mM 水解淀粉加vBI(瘿细胞系 P.~.)u5.~76冠时)CH .~2g1或酵母RNAl ̄4t /105 /, 01aB。
调节剂:
苯氧乙酸类植物生长素(2,4一D、NOA、NAA、』如AA、五氯苯氧乙 酸)或细胞分裂素(KLN、BAP、Z如EA)052Ig1 .~I/。
1其他:
1、外植体可取材部位虽然广泛,发频率似乎不尽相同 2、机复合物并非 诱有培养所必需,3、不加生长调节剂似乎对长期培养更为有利。
2、不定胚诱发培养 外植体:
某些基因型的某些器官或部位,如自然或人工强制休眠后未受精的胚珠的薄壁 细胞(特别是珠孔区、囊盖区ncla clOt、珠柄及下胚轴表皮细胞)J花药(ue1ra1te培 养要点另述),幼花序,幼茎、幼叶、叶柄及脉间区。
物理条件:
暗,2 ̄3 C55 化学条件:
12MS(球时)Ms花,时)Ni c或改良的B6Sc.N04/胚,(叶,t h,s 。
uO2.M (苗时)。
CS0/l液培。
成H0mg。
调节剂{O14mglAA,.~ /IBAP,,一2,24D,4一D加BAP,GA KI;后较低 或3加N而浓度(0O~O4g1的NOA,如.1.r/)aNAA,NAA加BAP,B或AP加NOA 渐转至无激素。
其他:
1、苯氯乙酸或带氯乙酸侧链的生长索对诱发不定胚似乎必不可少 2、不定胚 的生成似乎是基因型专一性的,3、理化因子对诱导不定胚有利时对成苗似乎就不利,反之 亦
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