辐射诱变甘薯悬浮细胞筛选耐盐植株
- 格式:pdf
- 大小:194.06 KB
- 文档页数:5
利用光合生理指标筛选甘薯耐荫品种初探
陈惠兰
【期刊名称】《湖北农业科学》
【年(卷),期】1993(000)010
【摘要】甘薯品种的耐荫蔽性的存在与否并没有个绝对的分界线,过去也较少有人在这方面进行研究。
我们利用植物光合作用过程的理论和方法,对不同类型甘薯品
种进行光合速率、叶绿素(chl)含量、捕光叶绿素a/b—蛋白质复合物(LHCP)的发
达程度、叶绿素a/b的比值等光合生理指标的探测,初步筛选出1~2个适合于间、套作的耐荫甘薯品系,从而为利用光合生理指标测定选育甘薯耐荫品种展现广阔的
前景。
【总页数】1页(P19)
【作者】陈惠兰
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】S531.03
【相关文献】
1.耐荫性甘薯鲜薯产量与主要农艺性状的灰色关联度分析 [J], 林先明;戴清堂;等
2.南宁青秀山荫生植物普查及其耐荫性研究初探 [J], 梁涛;冯正莲;张磊;蒙奕奕
3.云南间作大豆耐荫性综合评价及鉴定指标筛选 [J], 赵银月;詹和明;代希茜;单丹丹;王铁军
4.饲用大豆品种耐荫性鉴定指标筛选及综合评价 [J], 宋丽君;周广生;聂晓玉;何磊
磊;蒯婕;杨华;郭安国;黄俊生;傅廷栋;汪波
5.花生花针期耐荫性综合评价及鉴定指标筛选 [J], 高世杰;谢畅;姚瑞;徐爽;宋海玲;于海秋;王婧;张正;蒋春姬;赵新华;王晓光
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
专利名称:一种提高重离子辐射诱变浮萍突变株淀粉产量的方法
专利类型:发明专利
发明人:周功克,刘宇,孔英珍,于昌江
申请号:CN202010753898.5
申请日:20200730
公开号:CN111657142A
公开日:
20200915
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明具体涉及一种提高重离子辐射诱变浮萍突变株淀粉产量的方法。
浮萍是一种理想的淀粉生产植物材料,为了进一步提高浮萍产淀粉的效率,本发明提供了一种提高重离子辐射诱变浮萍突变株淀粉产量的方法,具体通过重离子辐射诱变浮萍愈伤组织,分化培养获得再生植株,从中筛选到淀粉高产植株并结合一定的培养条件,实现了淀粉产量的进一步提高。
在本发明效果较好的一株突变株中,淀粉产量相比对照组显著提升。
作为一种能源植物,生物量的积累对于生物乙醇的生产至关重要,上述突变体的单株质量比野生型增加13.5%;单位面积生物量比野生型增加74.0%。
通过本发明方法获得的突变体具有良好的性状遗传稳定性,是生物能源生产的理想工程株。
申请人:青岛农业大学
地址:266109 山东省青岛市城阳区长城路
国籍:CN
代理机构:济南圣达知识产权代理有限公司
代理人:李筝
更多信息请下载全文后查看。
利用辐射诱变技术创制甘薯新种质作者:揭琴陶春来张恭崔绍玉石颖刘洋周健东杜德玉来源:《农学学报》2021年第08期摘要:本研究旨在通過甘薯辐射诱变技术获得甘薯有益突变体,丰富甘薯种质资源。
本实验以甘薯主栽品种‘商薯19’为试材,用60Coγ射线对其胚性悬浮细胞进行辐照处理,辐照剂量为80 Gy,辐照6周后,将存活下来的细胞团转入含有1.0 mg/LABA的MS固体培养基上诱导分化,再转入MS培养基获得完整植株138株。
通过对辐照后代的顶叶色、叶脉色、顶叶形、叶形、顶端茸毛、薯形、烘干率、可溶性糖含量等性状调查和测定,发现1个株系(‘S19Y038’)顶叶色等性状发生变化,3个株系(‘S19Y116’、‘S19Y215’、‘S19Y219’)烘干率显著提高,分别比对照提高5.98%、5.65%和3.32%,1个株系(‘S19Y013’)可溶性糖含量显著提高,比对照提高17.81%。
这些优异性状的突变体丰富了甘薯种质资源,在甘薯优质品种的选育中具有很好的应用前景。
关键词:辐射诱变;筛选;甘薯;烘干率;可溶性糖含量;新种质中图分类号:S531文献标志码:A论文编号:cjas2021-0001New Sweet Potato Germplasm Created by Radiation Mutation Technology Jie Qin, Tao Chunlai, Zhang Gong, Cui Shaoyu, Shi Ying, Liu Yang, Zhou Jiandong, Du Deyu(Langfang Academy of Agriculture and Forestry Science, Langfang 065000, Hebei,China)Abstract: The purpose of the study is to obtain beneficial mutants of sweetpotato by radiation mutation technology, and enrich sweetpotato germplasm resources. In this experiment, the main sweetpotato variety‘Shangshu 19’was used as test material. The embryogenic suspension cells were irradiated with60Coγray and the irradiation doses was 80 Gy. After 6 weeks of irradiation, the surviving cells were transferred into MS solid medium containing 1.0 mg/L ABA to induce differentiation, and then transferred into MS medium to obtain 138 complete plants. Through investigating and determining the top leaf color, vein color, top leaf shape, leaf shape, top villi, potato shape, drying rate and soluble sugar content of the irradiated progenies, it was found that the top leaf color of one line (‘S19Y038’) changed, and the drying rate of three lines(‘S19Y116’,‘S19Y215’and‘S19Y219’) were increased significantly by 5.98%, 5.65% and3.32%, respectively. The soluble sugar content of one strain (‘S19Y013’) was significantly increased by 17.81% compared with that of the control. These mutants with excellent characters couldenrich the sweetpotato germplasm resources and have a good application prospect in breeding high-quality sweetpotato varieties.Keywords: Radiation Mutagenesis; Screening; Sweetpotato; Drying Rate; Soluble Sugar Content; New Germplasm0引言甘薯是中国重要的粮食、加工、饲料及能源用作物。
核农学报2023,37(6):1111~1117Journal of Nuclear Agricultural Sciences甘薯离体诱变与抗盐突变体鉴定韩婷婷吕运韬石源睿刘世芳唐锐敏张红梅贾小云*(山西农业大学生命科学学院,山西太谷030801)摘要:为了获得甘薯抗盐突变体材料,本研究以平阳霉素(PYM)为诱变剂处理徐薯18的茎段获得甘薯突变体植株,并在NaCI培养基中筛选抗盐突变株系。
结果表明,1.00 mg·L-1 PYM为徐薯18茎段诱变处理14 d后的半致死浓度。
将徐薯18茎段接种至含不同浓度NaCl的MS培养基,结果表明125 mmol·L-1 NaCl为抗盐突变体的筛选浓度。
最后,将经1.00 mg·L-1 PYM处理14 d后的甘薯植株的茎段接种到含125 mmol·L-1 NaCl的MS培养基,通过生根率筛选抗盐植株。
盐胁迫下生根率最高的3株诱变植株的根长、株高、根鲜重、地上部鲜重、总鲜重、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量等指标的测定结果表明,这3株诱变植株的各形态和生理指标均显著优于诱变亲本徐薯18。
隶属函数分析结果表明,这3株诱变植株的抗盐性均显著高于诱变亲本。
与诱变亲本徐薯18相比,盐胁迫下3株突变体中的抗盐相关基因IbSOD、IbPOD、IbAPX和IbSOS的表达量均显著高于诱变亲本。
本研究筛选到的抗盐甘薯突变体材料对甘薯抗盐新品种的培育及抗盐性遗传机理的研究具有重要意义。
关键词:甘薯;平阳霉素;诱变;抗盐突变体DOI:10.11869/j.issn.1000⁃8551.2023.06.1111甘薯[Ipomoea batatas (L.) Lam]是我国重要的粮食作物之一,富含糖类、蛋白质、膳食纤维、维生素C和D等多种成分,有较高的营养价值[1]。
甘薯耐旱耐瘠薄,在保障国家粮食安全方面具有重要作用[2]。
植物离体培养筛选耐盐突变体的研究
高玉红;李云
【期刊名称】《核农学报》
【年(卷),期】2004(18)6
【摘要】本文总结了利用离体培养系统筛选耐盐突变体的研究进展 ,分别从材料选择、变异来源、突变体的筛选等方面进行了讨论 ,概括了人工诱变离体培养材料的常用诱变剂及诱变剂量的选择 ;从生理生化及分子生物学等角度分析和归纳了耐盐突变体鉴定的研究进展。
【总页数】6页(P448-452)
【关键词】耐盐突变体;离体培养;筛选;人工诱变;生理生化;植物;利用;研究进展;分子生物学;剂量
【作者】高玉红;李云
【作者单位】北京林业大学生物科学与技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】S512;S641
【相关文献】
1.组织培养技术筛选植物耐盐突变体的研究进展 [J], 钟琪
2.利用组织和细胞培养筛选作物耐盐突变体的研究 [J], 王仑山;王鸣刚
3.植物耐盐突变体筛选与耐盐转基因研究 [J], 耿玉珂;周宜君;丁宁;周立敬
4.利用组织培养研究植物耐盐机理与筛选耐盐突变体的进展 [J], 周荣仁;杨燮荣
5.用离体培养技术筛选茄子抗盐突变体的研究 [J], 刘克斌;李曙轩;裘文达
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
EMS诱变筛选马铃薯茎段离体耐盐变异体
杨乾;张峰;王蒂;张俊莲;杨宏羽;刘玉汇
【期刊名称】《核农学报》
【年(卷),期】2011(25)4
【摘要】用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变处理甘农薯2号和青薯2号试管苗茎段,进行耐盐性研究。
结果表明,甘农薯2号和青薯2号试管苗离体茎段诱变处理的适宜浓度和时间组合为0.9%~1.0%+4.0h。
再通过1.0%NaCl选择压进行耐盐性变异体筛选,获得了耐1.0%NaCl诱变植株。
在盐胁迫条件下诱变株超氧化物歧化酶(SOD)活性增强,叶绿素和游离脯氨酸含量增加,细胞膜透性减小,表明所筛选的甘农薯2号和青薯2号诱变株比对照具有较强的耐盐性。
经0.9%~1.0%浓度的EMS溶液处理4.0h可以筛选出甘农薯2号和青薯2号的耐盐变异体。
【总页数】6页(P673-678)
【关键词】马铃薯;甲基磺酸乙酯(EMS);离体筛选;耐盐性;变异体
【作者】杨乾;张峰;王蒂;张俊莲;杨宏羽;刘玉汇
【作者单位】甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室;甘肃农业大学农学院【正文语种】中文
【中图分类】S562.034
【相关文献】
1.离体茎尖诱变筛选油菜耐草酸变异体 [J], 陈薇;李名扬;李宣源
2.EMS诱变和NaCl胁迫的正交实验及耐盐纤维亚麻种质的筛选 [J], 王卫国;邓倩;
计巧灵;王伟
3.马铃薯四倍体栽培种茎段组织的EMS诱变研究 [J], 董颖苹;连勇;何庆才
4.甲基磺酸乙酯诱变筛选强耐盐旱柳愈伤组织变异体研究 [J], 王莹; 郭聪; 谈峰; 李玉娟
5.利用马铃薯茎段离体筛选耐盐变异体 [J], 程智慧;李娟;张国裕
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
甘薯的组织培养及耐盐诱变育种研究
甘薯,是重要的粮食和经济作物,在我国广泛种植。
近年来土地盐渍化的加剧,限制了甘薯的种植规模与产量,因此开展了甘薯的耐盐性育种研究具有重要的实践意义。
本文以不同品种的甘薯茎段为材料,以NaCl为耐盐选择剂,采用60Co辐射诱变、EMS药物诱变以及复合诱变结合离体组织培养的方法,对甘薯耐盐突变体的离体诱变筛选进行了系统研究,并取得较好的实验结果:通过对温度、光照、糖及激素等对甘薯试管苗生长的影响的研究表明:高温度、强光照培养条件下有利于甘薯的壮苗;蔗糖和白糖培养甘薯苗效果差异不显著,可在实验中用白糖代替蔗糖,降低培养成本;生长素吲哚乙酸(IAA)能促进甘薯苗的生长,低浓度生长素促进植物生长,高浓度抑制生长。
辐射诱变研究结果表明:试管苗的高度、根长随辐射剂量的增大受到不同程度的抑制,剂量越大,抑制程度越严重;初步确定甘薯茎段的适宜辐射剂量为30 Gy,致死剂量为80 Gy。
EMS诱变结果表明:EMS处理甘薯茎段的效果与处理时间和浓度有关系。
浓度越大,处理时间越长,对甘薯茎段的损伤越大,死亡率越高;综合考虑存活率和诱变效果,初步确定处理的适宜浓度和时间组合为0.3 %+1h或0.2 %+(2-3) h,致死剂量为0.4 % +3 h。
复合诱变的结果表明复合处理对茎段的损伤存在一定的互作效应。
确定复合诱变的最佳组合为30 Gy+0.2 %EMS处理2-3h。
通过对获得的耐盐突变体外部指标的分析和生理生化的测定表明,耐盐突变体的叶绿素含量和丙二醛含量均低于对照,游离脯氨酸含量高于对照。
离体培养耐盐突变体,其后代仍保持耐盐性。
耐盐性甘薯品种的初步筛选王文婷;侯夫云;王庆美;李爱贤;郭钢;张立明【期刊名称】《山东农业科学》【年(卷),期】2012(044)011【摘要】以5个甘薯品种无菌试管苗为试材,将其在NaCl浓度为0、50、100、150、200 mmol/L的MS培养基上进行培养,20 d后测定各品种植株的干重、鲜重以及SOD活性.结果表明:随NaCl浓度增大,各品种盐害程度明显加大,生长发育明显变缓;NaCl浓度为50 mmol/L时,5个品种的SOD活性都有所上升,之后随盐浓度增加分别呈现不同程度的下降;5个品种中济徐23耐盐性较强,济薯18、济黑薯1号耐盐性较差,济薯06210、徐薯18居中.%In order to screen sweet potato varieties with salt tolerance, the trial was carried out with five varieties cultured on the MS medium with 0, 50 mmol/L, 100 mmol/L, 150 mmol/L, 200 mmol/L NaCl respectively for 20 days, and then the fresh and dry weight of plants and SOD activity were investigated. The results showed that the salt injury index of different sweet potato cultivars increased significantly with the increase of NaCl concentration, and the sweet potato growth was significantly slowed. The SOD activity in 5 varieties increased under 50 mmol/L NaCl, and then reduced differently with the increase of NaCl concentration. According to these results, Jixu 23 had the highest salt tolerance; Jishu 18 and Jiheishu 1 had the worst salt tolerance; the salt tolerance of Jishu 06210 and Xushu 18 was in the middle.【总页数】3页(P35-37)【作者】王文婷;侯夫云;王庆美;李爱贤;郭钢;张立明【作者单位】青岛农业大学农学与植保学院,山东青岛266109;山东省农业科学院作物研究所,山东济南250100;山东省农业科学院作物研究所,山东济南250100;山东省农业科学院作物研究所,山东济南250100;山东省农业科学院作物研究所,山东济南250100;山东省农业科学院作物研究所,山东济南250100;山东省农业科学院作物研究所,山东济南250100【正文语种】中文【中图分类】S531.038【相关文献】1.甘薯品种资源室内耐盐性快速筛选试验初报 [J], 李育军;龚明权;陈新亮;房伯平;陈景益;张雄坚;王章英2.野生大豆耐盐性材料初步筛选 [J], 王敏;朱怀梅;苏琳婧;杨金凤;刘晓雪;刘萍3.狗牙根耐盐性材料初步筛选 [J], 周霞;黄春琼;张绪元;刘国道4.甜菜种质资源耐盐性的初步筛选 [J], 於丽华;耿贵;崔平;孙菲;赵慧杰;孙学伟5.不同甘薯品种苗期耐盐性试验 [J], 崔纪超; 中奕; 钟玉扬; 余金姜; 武小霞因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
专利名称:一种甘薯茎段Co‑γ射线辐射诱变育种方法专利类型:发明专利
发明人:王连军,杨新笋,柴沙沙,雷剑,苏文瑾,王崇
申请号:CN201711128947.0
申请日:20171115
公开号:CN107873511A
公开日:
20180406
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种甘薯茎段Co‑γ射线辐射诱变育种方法。
本发明的方法包括种苗的采集、诱变处理、移栽及栽后管理、突变个体的连续扦插繁殖和人工选择。
本发明由于处理的材料为茎段(包括顶芽和大量侧芽),一次性即可处理大批材料,有效的缩短育种周期;通过连续扦插的无性繁殖方式,克服了嵌合体的产生,获得稳定均一的变异植株;采用Co‑γ射线辐射对甘薯茎段进行诱变,可创造丰富的遗传变异,拓宽甘薯的遗传基础,为甘薯新品种选育提供了一套简便、高效的方法,拓宽甘薯种质资源的遗传基础。
申请人:湖北省农业科学院粮食作物研究所
地址:430064 湖北省武汉市洪山区南湖大道3号
国籍:CN
代理机构:北京纪凯知识产权代理有限公司
更多信息请下载全文后查看。
进行辐射诱变育种的步骤如下: 1、辐射材料的选择辐射诱变育种效果的好坏与照射材料本身关系很大,实践证明:凡是选材恰当,收效就快而好,例如已经育成的水稻原丰早,小麦鄂麦6号,大豆铁丰18号,花生粤油22号等都是选择综合性状比较好的品种,通过辐射处理克服1-2个不良性状而获得成功的。
在辐射材料的选择方面应注意以下几点:第一,对辐射材料进行全面分析,明确其需要改良的性状,如提早成熟期,增强抗病性,改善品质,矮化等。
第二,辐射处理材料,一定要综合性状优良,仅仅存在个别不良性状,如熟期迟、植株高、不抗病、品质差等,而这些性状又是辐射诱变中比较容易出现突变的性状。
第三,把辐射诱变与杂交结合起来,如对杂交当代或低世代材料进行辐射处理,或者将亲本花粉经辐射处理后再行杂交,也可利用突变体进行互补杂交。
第四,把辐射诱变与单倍体育种结合起来,如把准备接种用的材料,用辐射处理来提高诱导率和分化率,或以愈伤组织和花粉植株作为辐射诱变材料。
这样,既可以提高突变率又可以加速纯化,进一步缩短育种年限。
2、日照量的选择在一定的照射量范围内,突变率随照射量的增加而提高,但是,辐射的损伤效应也相应提高。
因此,一定要选用适宜的照射量,达到既有较高的突变率又有足够的群体供选择。
要选择适宜的照射量,这就要考虑作物辐射的敏感性,考虑各种作物的“半致死照射量”“临界照射量”和“致死照射量”等指标。
所谓“半致死照射量”即经过照射后植株成活率占50%的照射量,“致死照射量”即经过照射后引起全部植株死亡的照射量;照射后植株成活率占40%的照射量称“临界照射量”。
通常采用“临界照射量”作为辐射诱变育种的适宜照射量,但也有用“半致死照射量”或高于“半致死照射量“。
另外,不同照射量率也有不同的辐射生物效应。
在同一照射量的情况下,有的照射量率高的出现死亡,照射量率低的生长正常,也有的恰恰相反。
所以不但要注意照射量的高低,还应注意采用适当的照射量率。
几种主要作物的照射量范围如表1。
分子植物育种,2016年,第14卷,第12期,第3496-3500页Molecular Plant Breeding,2016,Vol.14,No.12,3496-3500研究报告Research Report辐射诱变甘薯悬浮细胞筛选耐盐植株张聪1李明1冯俊彦1屈会娟1谭文芳2杨松涛2蒲志刚1*1四川省农业科学院生物技术核技术研究所,成都,610066;2四川省农业科学院作物研究所,成都,610066*通讯作者,zhigangpu@摘要我国盐碱地面积大,影响粮食作物生产。
甘薯是适应性广、抗逆性强的粮饲作物,选育耐盐甘薯品种对改良土壤盐碱化有重要意义,本研究旨在通过60COγ辐射甘薯悬浮细胞,筛选甘薯耐盐新材料,加快甘薯耐盐育种进程。
本研究以甘薯品种西成007为实验材料,剥离茎尖诱导胚性愈伤组织,将胚性愈伤组织进行液体振荡培养得到悬浮细胞培养系,利用60COγ射线80Gy、1.09Gy/min辐照处理悬浮细胞,经过NaCl抗性筛选培养,悬浮细胞分化得到175株再生植株,通过对再生植株的脯氨酸含量、SOD酶活性测定,得到了二者较对照都有显著提高的3株耐盐突变株。
其中1株叶色变浅,叶形由心形变为长条形。
突变株和对照株的NaCl水培实验表明,突变株较对照生根能力更强,生长更加旺盛。
本研究得到的耐盐突变株系将为甘薯耐盐新材料的选育提供新的种质,同时为盐碱地的利用提供帮助。
关键词甘薯,胚性悬浮细胞,60Co辐射,耐盐植株Regeneration of Salt-tolerant Mutations Induced by Radiation from Sweet-potato Embryogenic CellsZhang Cong1Li Ming1Feng Junyan1Qu Huijuan1Tan Wenfang2Yang Songtao2Pu Zhigang1*1Institute of Biotechnology and Nuclear Technology,Sichuan Academy of Agriculture Sciences,Chengdu,610066;2Institute of Crop Sciences, Sichuan Academy of Agriculture Sciences,Chengdu,610066*Corresponding author,zhigangpu@DOI:10.13271/j.mpb.014.003496Abstract Saline-alk ali land widely distributes largely in China,which caused great losses to crops yields. Sweetpotato is a wide adaptability grain-forage crop,breeding new saline tolerance sweetpotato varieties is one of the most economic and effective ways for transforming saline-alkali land.The purpose of this study was to obtain new saline resistant sweetpotato materials through cells suspension irradiated by60COγ,and speed up the saline resistant breeding process of sweetpotato.Sweetpotato cultivar Xicheng007was used as materials,stripping stem tip for embryonic callus induction and suspension cell culture system was established.Then cell aggregates from embryogenic suspension cultures were irradiated with80Gyγ-ray at dose rate of1.09Gy/min,after in vitro selection with cultured in a selective medium containing NaCl,a total of175regenerated plants formed on the base medium.Then,we analyzed the proline content and SOD activity of all the obtained plants and control plants that cultured on MS medium contain with NaCl.Among these plants,10plants had higher and3plants had significantly higher proline content and SOD activity than control plants.The leaf color of one mutant becomes shallow,leaf shape changed from heart to elongated.Mutant strains and control strains in NaCl hydroponic experiments showed the mutant had stronger rooting ability and more vigorous growth than control.These mutants will provide new salt-tolerant germplasm to sweet potato breeding,and they could be useful in saline-alkali land development.Keywords Sweetpotato,Suspension cell,60Co radiation,Salt-tolerant plants基金项目:本研究由四川省财政创新能力提升工程项目(2016ZYPZ-005)、四川省农作物育种攻关项目(甘薯育种新材创制及育种新方法研究)和国家甘薯产业技术体系项目(CARS-11-B-04)共同资助土地盐碱化是限制农作物生长发育和产量最严重的非生物胁迫之一,我国盐碱地广泛分布于19个省区,总面积约1×108hm 2,范围大、类型多(赵可夫等,1999)。
甘薯悬浮细胞系的建立及对抗草甘膦基因的遗传转化
作者:张聪, 蒲志刚, 张婷, 李明, 屈会娟, 谭文芳, 杨松涛, 王大一, 阎文昭
作者单位:张聪,蒲志刚,张婷,李明,屈会娟,阎文昭(四川省农业科学院生物技术核技术研究所,四川成都,610066), 谭文芳,杨松涛,王大一(四川省农业科学院作物研究所,四川成都,610066)
刊名:
西南农业学报
英文刊名:Southwest China Journal of Agricultural Sciences
年,卷(期):2015,28(1)
引用本文格式:张聪.蒲志刚.张婷.李明.屈会娟.谭文芳.杨松涛.王大一.阎文昭甘薯悬浮细胞系的建立及对抗草甘膦基因的遗传转化[期刊论文]-西南农业学报 2015(1)。
分子植物育种,2016年,第14卷,第12期,第3496-3500页Molecular Plant Breeding,2016,Vol.14,No.12,3496-3500研究报告Research Report辐射诱变甘薯悬浮细胞筛选耐盐植株张聪1李明1冯俊彦1屈会娟1谭文芳2杨松涛2蒲志刚1*1四川省农业科学院生物技术核技术研究所,成都,610066;2四川省农业科学院作物研究所,成都,610066*通讯作者,zhigangpu@摘要我国盐碱地面积大,影响粮食作物生产。
甘薯是适应性广、抗逆性强的粮饲作物,选育耐盐甘薯品种对改良土壤盐碱化有重要意义,本研究旨在通过60COγ辐射甘薯悬浮细胞,筛选甘薯耐盐新材料,加快甘薯耐盐育种进程。
本研究以甘薯品种西成007为实验材料,剥离茎尖诱导胚性愈伤组织,将胚性愈伤组织进行液体振荡培养得到悬浮细胞培养系,利用60COγ射线80Gy、1.09Gy/min辐照处理悬浮细胞,经过NaCl抗性筛选培养,悬浮细胞分化得到175株再生植株,通过对再生植株的脯氨酸含量、SOD酶活性测定,得到了二者较对照都有显著提高的3株耐盐突变株。
其中1株叶色变浅,叶形由心形变为长条形。
突变株和对照株的NaCl水培实验表明,突变株较对照生根能力更强,生长更加旺盛。
本研究得到的耐盐突变株系将为甘薯耐盐新材料的选育提供新的种质,同时为盐碱地的利用提供帮助。
关键词甘薯,胚性悬浮细胞,60Co辐射,耐盐植株Regeneration of Salt-tolerant Mutations Induced by Radiation from Sweet-potato Embryogenic CellsZhang Cong1Li Ming1Feng Junyan1Qu Huijuan1Tan Wenfang2Yang Songtao2Pu Zhigang1*1Institute of Biotechnology and Nuclear Technology,Sichuan Academy of Agriculture Sciences,Chengdu,610066;2Institute of Crop Sciences, Sichuan Academy of Agriculture Sciences,Chengdu,610066*Corresponding author,zhigangpu@DOI:10.13271/j.mpb.014.003496Abstract Saline-alk ali land widely distributes largely in China,which caused great losses to crops yields. Sweetpotato is a wide adaptability grain-forage crop,breeding new saline tolerance sweetpotato varieties is one of the most economic and effective ways for transforming saline-alkali land.The purpose of this study was to obtain new saline resistant sweetpotato materials through cells suspension irradiated by60COγ,and speed up the saline resistant breeding process of sweetpotato.Sweetpotato cultivar Xicheng007was used as materials,stripping stem tip for embryonic callus induction and suspension cell culture system was established.Then cell aggregates from embryogenic suspension cultures were irradiated with80Gyγ-ray at dose rate of1.09Gy/min,after in vitro selection with cultured in a selective medium containing NaCl,a total of175regenerated plants formed on the base medium.Then,we analyzed the proline content and SOD activity of all the obtained plants and control plants that cultured on MS medium contain with NaCl.Among these plants,10plants had higher and3plants had significantly higher proline content and SOD activity than control plants.The leaf color of one mutant becomes shallow,leaf shape changed from heart to elongated.Mutant strains and control strains in NaCl hydroponic experiments showed the mutant had stronger rooting ability and more vigorous growth than control.These mutants will provide new salt-tolerant germplasm to sweet potato breeding,and they could be useful in saline-alkali land development.Keywords Sweetpotato,Suspension cell,60Co radiation,Salt-tolerant plants基金项目:本研究由四川省财政创新能力提升工程项目(2016ZYPZ-005)、四川省农作物育种攻关项目(甘薯育种新材创制及育种新方法研究)和国家甘薯产业技术体系项目(CARS-11-B-04)共同资助土地盐碱化是限制农作物生长发育和产量最严重的非生物胁迫之一,我国盐碱地广泛分布于19个省区,总面积约1×108hm 2,范围大、类型多(赵可夫等,1999)。
每年还以上百万的速度在增加,世界上大约有半数的灌溉土地受盐渍化的影响(Kovda,1983)。
如何利用大面积的盐碱地、荒漠化土地发展农业,是生物科学技术迫切需要解决的重大课题(Gao et al.,2011)。
甘薯属于无性繁殖作物,适应性强、产量高,若能选育出耐盐甘薯,对缓解我国人口不断增加,耕地日趋减少和淡水资源不足具有重大的意义。
通过茎尖分生点得到胚型愈伤组织建立的甘薯胚性悬浮系,增值快、生长迅速,再生分化效率高(Liu et al.,2001),是目前甘薯离体培养植株再生的最佳途径,植株再生率高达100%,实现了甘薯高频率的体细胞胚胎发生和植株再生(刘庆昌等,1996)。
辐射诱变育种是高效的一种育种手段,相对传统诱变具有变异广、耗时短、效率高的优点。
对甘薯组培苗、薯块、种子等辐射诱变时,变异材料为嵌合突变体,突变不定向,具有随机性,筛选效率低下(李明等,2013;王鹏等,2015)。
悬浮细胞辐射诱变是以单细胞或小细胞团为对象的细胞水平诱变,嵌合体少,遗传稳定,突变谱宽。
本研究利用甘薯悬浮细胞高效再生体系,通过甘薯茎尖分生组织培养甘薯悬浮细胞,并对悬浮细胞进行60CO 辐射诱变处理,定向筛选耐盐植株,为甘薯抗逆育种提供种质材料。
1结果与分析1.1胚性愈伤悬浮细胞系的获得剥离甘薯西成007茎尖置于培养基上,经2个月诱导培养后,共长出淡黄色质地紧密的胚性愈伤组织13个,诱导率达17%。
将愈伤组织放于含2mg/mL 2,4-D 的MS 液体培养基中进行振荡培养得到了悬浮培养系(图1)。
图2耐盐筛选及植株再生过程Figure 2Regenerated plants formed after salt-tolerant selection辐射诱变甘薯悬浮细胞筛选耐盐植株Regeneration of Salt-tolerant Mutations Induced by Radiation from Sweetpotato Embryogenic Cells1.2耐盐变异体的筛选及植株再生经过约14周的振荡培养,悬浮细胞数量多且活力高,选取此时重新继代的悬浮细胞约2200个用60Co 辐照处理,处理剂量为80Gy ,剂量率为1.09Gy/min ,处理后经NaCl 的离体筛选,在含ABA 的MS 培养基上诱导体细胞胚形成,然后放于MS 培养基上,分化形成了175株再生植株(图2),再生率为42%。
1.3再生植株耐盐鉴定将对照与175株再生植株接种含1%NaCl 的MS 培养基中,4周后测定脯氨酸含量、SOD 酶活性,结果表明这175株植株中两者含量变化范围较大(表1)。
对照植株脯氨酸含量为45.77μg/g ,变异植株的脯氨酸含量范围为11~106μg/g ,其中比对照高的有54株,比对照低的有119株,有17株脯氨酸含量显著高于对照;对照植株的SOD 酶活性为70.4U/g ,变异植株的SOD 活性范围为从20.1~139.04U/g ,其中比对照高的有23株,比对照低的有152株,有13株SOD 活性显著高于对照。
而脯氨酸和SOD 同时比对照高的有10株,其中有3株的脯氨酸及SOD 酶与对照相比有显著性差异。
1.4水培鉴定将脯氨酸和SOD 比对照高的耐盐植株及对照植株放于1%NaCl 的水培液中培养,观察3周后生长情况,耐盐植株较对照在培养过程中存活力更高,叶片长势更快,生根数量及长度能力更强(图3)。
在3株植株显著差异中,有1株外型有明显的变化,对照叶片为尖心形,叶脉绿色,变异株叶绿素降低,叶片呈淡绿色,叶形由尖心形变为长条形(图4)。
图1胚性愈伤组织Figure 1Embryoniccallus3497分子植物育种Molecular Plant Breeding2讨论随着人口增多和生态环境的恶化,我国粮食压力增大。