草莓组织培养研究进展
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草莓育种的成就及发展方向(大纲)一、草莓育种成就1.1品种改良历程1.2国内外主要品种介绍1.3育种技术突破二、草莓育种发展方向2.1高品质育种2.2抗病性育种2.3适应性育种2.4耐贮运育种2.5功能性育种三、草莓育种策略与途径3.1传统育种方法3.2分子辅助育种3.3生物技术育种四、草莓育种产业应用与前景4.1育种成果转化与推广4.2市场需求与产业布局4.3育种发展趋势与挑战一、草莓育种成就1.1品种改良历程草莓品种改良历程可以追溯到20世纪初。
最初,草莓种植主要依赖自然变异和人工选择,品种改良进展缓慢。
随着20世纪50年代草莓遗传学研究的发展,育种技术逐渐提高,品种改良取得了显著成果。
我国草莓育种研究始于20世纪70年代,经过近50年的努力,已成功培育出一批具有自主知识产权的草莓品种。
1.2国内外主要品种介绍国内外主要草莓品种繁多,以下列举几个具有代表性的品种:(1)红颜:红颜是日本培育的草莓品种,果实红色,口感鲜美,糖分含量高,是我国市场上最常见的草莓品种之一。
(2)甜查理:甜查理是美国培育的草莓品种,果实较大,颜色鲜红,口感甜脆,适合鲜食和加工。
(3)香草莓:香草莓是我国自主培育的草莓品种,果实香气浓郁,口感细腻,深受消费者喜爱。
草莓茎尖组织培养技术研究草莓(Fragaria ×ananassa Duch.)是一种重要的经济作物,有着广泛的经济价值和草莓茎尖组织培养是一种重要的技术。
草莓茎尖组织培养技术可以用于大量繁殖草莓植株、传播优良品种、筛选抗病性状等。
本文将对草莓茎尖组织培养技术的研究进行探讨。
草莓茎尖组织培养技术是利用茎尖组织的快速分裂增殖能力,通过组织培养技术来繁殖草莓的一种方法。
该技术主要包括茎尖的获取、消毒、培养基配方、激素处理等步骤。
在茎尖获取中,应选择健壮的、没有病害的草莓植株进行茎尖切割,以保证培养过程中的质量和效果。
茎尖切割后应进行消毒处理,一般可以用70%的乙醇对茎尖进行浸泡,然后使用消毒剂如过氧化氢、次氯酸钠进行处理。
消毒结束后,将茎尖放入含有营养物质的培养基中。
培养基是草莓茎尖组织培养的关键因素之一、一般来说,最适宜的培养基为MS(Murashige和Skoog)基础培养基,添加有机氮和无机氮,如苏氨酸、谷氨酸等;同时添加适量的糖分和维生素,提供能量和营养物质;培养基中还需添加适量的激素,以促进茎尖分裂和增殖。
通常情况下,茎尖培养基中添加的激素有生长素、细胞分裂素等,可以刺激细胞分裂和增殖。
在实际应用中,还有许多值得研究的问题。
例如,草莓茎尖组织培养中培养基成分的优化研究。
目前,虽然已有成功的培养基配方,但是仍然有机会进一步优化配方,提高培养基的效果和效率。
另外,还可以研究不同的培养基配方对茎尖生长的影响,以及对植物生长和繁殖能力的影响。
除了培养基的优化外,还可以研究植物激素处理对茎尖培养的影响。
植物激素在植物生长调节中具有重要作用,通过调节植物生长和开花等过程。
因此,在草莓茎尖组织培养中,可以研究不同的激素处理对茎尖的分化和增殖影响,以及对繁殖和生长能力的影响。
此外,还可以研究茎尖组织培养中其他的关键因素,如培养条件的控制,如光照、温度、湿度等。
这些因素对草莓茎尖的生长和分化起着重要的影响,可以进一步优化培养条件,提高茎尖的生长和繁殖能力。
草莓组脱毒种苗培育研究进展马宗新阜阳市农业科学院摘要:本文综述了2006年-2013年最近几年来国内草莓脱毒种苗研究进展,提出了草莓脱毒种苗下一步研究的发展对策。
引言:草莓(Fragaria x ananassa )是蔷薇科(Rosaceae)草莓属的浆果,为多年生草本植物,世界各地均有栽培。
自20世纪30年代以来,世界上很多国家都开展了草莓病毒病的研究,弄清了病毒病的发生和为害状况,实现了草莓无病毒栽培,获得了良好的经济效果。
我国是草莓的原产地之一,近年来,我国引进了一大批优良的草莓品种,生产发展很快,但草莓病毒病也随之加重。
[2、4、11、13、12]我国也曾对草莓主载区的病毒种类及其危害情况进行了调查研究。
[11,12]但由于我国起步较晚,投入力量少,就全国而言,仍处于种类不清,情况不明之中。
目前,世界各地已报道的草莓病毒病大约有30多种。
[12]其中对生产造成严重损失的病毒病害主要由草莓斑驳病毒(strawberry mottle virus ,SMV)、草莓皱缩病毒(strawberry crinkle virus , SCV)、草莓镶脉病毒(strawberry vein banding virus,SVBV)、草莓轻型黄边病毒( strawberry mild yellow edge virus ,SMYEV)等4种病毒引起。
[9,12]草莓病毒的发生具有特殊的复杂性,大部分草莓病毒都具有潜伏特性,在栽培种草莓上很少产生明显的症状,草莓病毒侵染的另一特点是,一些主要病毒常常是复合侵染,因此,对草莓病毒病的研究和防治、病毒鉴定和检验都需要特殊的方法。
草莓感染病毒后,通常造成品种退化。
而脱病毒培养是目前获得无毒苗的方式之一。
[2,4,11,12]我国在此方面研究较晚,始于80年代,北京农林科学院、中国农业科学院、沈阳农业大学、八一农学院等单位较早开展了利用草莓茎尖分生组织培养、花药组织培养、热处理等方法进行草莓脱毒研究工作,也获得一些脱毒苗,但均投有形成产业化。
草莓组织培养[摘要] 从草莓组织培养类型(草莓茎尖组织培养、草莓花药培养、草莓叶片、叶柄组织培养)开始,介绍了近几十年国内外草莓组培的研究现状和进展。
[关键词]草莓;组织培养;草莓是蔷薇科草莓属多年生草本植物,是世界上七大水果之一,素有“水果皇后”的美称。
草莓果实色泽艳丽,芳香多汁,酸甜适度,鲜美可口,营养丰富,每百克果实内含有蛋白质1g,脂肪0.6g,糖4~12g,酸0.8~2g,无机盐0.6g,粗纤维1.5g,Vc45~120mg,比苹果和葡萄高10多倍,并含有丰富的磷、钙、铁、锌等矿物质,其中锌的含量是香蕉的4倍以上,比柑橘高6倍以上,比苹果高40倍以上。
另外食用草莓对肠胃病和贫血病有一定的疗效,对促进智力发育有重要作用。
深受国内外消费者的喜爱。
草莓作为一种栽培周期短、结果早、见效快的经济作物,近15年来在我国发展迅猛,中国园艺学会草莓分会统计2003年底,我国草莓总面积和总产量均跃居世界第一位。
在浆果中,草莓的总产量和总面积仅次于葡萄,成为我国发展农村经济,促进农民增收的重要经济作物。
随着草莓在国内栽培面积的扩大和种植年限的延长,草莓的病毒病严重影响草莓的生产。
作为高级浆果的草莓,在我国目前的生产栽培上多沿用无性繁殖种苗:主要方法是匍匐茎繁殖和分株繁殖,但这两种方法效率低、种苗易退化、易造成病毒蔓延。
王国平(1988)等调查,我国栽培草莓带病毒植株率过80%以上,戴子林(1995)等调查,我国长江流域感染大面积植株感染率在50%以上;感染了病毒病的草莓果子一年比一年小、畸形、品质差、生长缓慢,一般减产30%-80%,并逐年加重;严重影响草莓的长势、品质和产量,对病毒病目前还没有药剂可以防治。
通过草莓组织培养扩繁草莓脱毒苗,可以解决上述问题。
近年来在草莓种苗生产中,有关草莓组培快繁技术的研究备受人们的重视,本文就草莓组织培养研究与应用作一综述。
一、常见草莓组织培养类型目前,国内外在草莓品种快速繁殖上已有不少报道:常用的外植体主要有:茎尖(Adam,1972;庆子孝,1972;谭兰英等,1981)、腋芽(Boxus,1974、1977;杨乃博,1981)、叶片、叶柄、茎段,花药(Quak,1977;大泽,1972)。
一、实验目的1. 掌握草莓组织培养的基本原理和方法;2. 熟悉组织培养过程中的操作技术;3. 了解草莓组织培养在农业生产中的应用。
二、实验原理草莓组织培养是一种无性繁殖技术,通过将草莓的茎尖、叶片等组织在适宜的培养基上诱导分化,形成愈伤组织、芽和根,最终培育出新的植株。
该技术具有繁殖速度快、脱毒效果好、产量高等优点,在农业生产中具有广泛的应用前景。
三、实验材料1. 草莓品种:草莓品种选择应考虑抗病性、产量、品质等因素;2. 外植体:选取健壮、无病虫害的草莓匍匐茎;3. 培养基:MS培养基、1/2MS培养基、1/4MS培养基;4. 激素:6-BA、NAA、IBA;5. 灭菌剂:75%酒精、氯化汞;6. 其他:手术刀、镊子、剪刀、培养皿、移液枪、超净工作台等。
四、实验步骤1. 外植体消毒:将草莓匍匐茎剪成2-3cm长的小段,用75%酒精消毒30s,然后用氯化汞消毒20min,最后用无菌水冲洗3次;2. 外植体切割:用手术刀将消毒后的草莓匍匐茎切成2-3mm的小段,作为组织培养的外植体;3. 培养基配制:根据实验需求,选择适宜的培养基(MS培养基、1/2MS培养基、1/4MS培养基);4. 外植体接种:将切割好的外植体接种到培养基上,接种密度为每皿10-15个;5. 培养条件:将接种后的培养基放入培养箱中,温度控制在25-28℃,光照强度为1000-2000lx,光照时间为12-16h;6. 观察与记录:定期观察培养过程中的生长状况,记录芽的分化、增殖、生根等情况;7. 幼苗移栽:当幼苗生长到一定阶段后,将其从培养皿中取出,放入装有蛭石或珍珠岩的育苗盘中,进行移栽。
五、实验结果与分析1. 芽分化:接种后10-15天,外植体开始分化出绿色芽点,随着培养时间的延长,芽点逐渐增多,长度逐渐增长;2. 芽增殖:芽分化后,继续培养一段时间,芽点数量明显增多,芽长也明显增长;3. 生根:当芽长达到1-2cm时,将幼苗从培养皿中取出,放入装有蛭石或珍珠岩的育苗盘中,进行移栽。
草莓的组织培养草莓( Fr agaria ananassa Duch)是蔷薇科草莓属宿根性多年生草本植物,为世界性水果,其栽培面积和产量在世界浆果类水果生产中仅次于葡萄.草莓具有适应性广、栽培容易、结果早、产量高、收益好等优点,是一种经济价值较高的天然高档食品,除供鲜食外,还可加工成罐头、酱、酒、饮料等制品,并有较高的医疗保健作用.因此,全国各地都在积极引种.一、茎尖组织培养1.文章概述: 何欢乐, 阳静, 蔡润, 潘俊松等人以草莓匍匐茎为材料,截取3~4cm长的顶端.在双筒解剖镜下由外向内逐层剥去幼叶,直至闪亮半圆球的顶端分生组织充分暴露出来.切取 1.0mm的茎尖接种到MS培养基(3%蔗糖,8%琼脂,pH值为5.6)上,培养容器为100ml的玻璃瓶.培养基放30~40ml/瓶.茎尖培养通常先形成愈伤组织,再长出不定芽,经不定芽增殖形成植株.2.结论(1) 发生途径:选生长不久的草莓茎尖——材料处理及消毒——接种——培养——继代培养——生根.(2) 灭菌方法:自田间选取健壮草莓母株上生长充实而小叶尚为展开的匍匐茎顶端约3~4cm长的顶芽,用自来水冲洗2~3h后,在超净台上进行灭菌处理,先用小镊子将匍匐茎的外部大叶摘除,再用70%酒精快速处理30s,用饱和漂白精液浸泡15min,然后用无菌水冲洗3~5遍.(3) 培养基: 诱导草莓茎尖成活与生长的最适培养基为+BA 0.5mg/L.丛生芽的增殖,最优的增殖培养基以MS+BA 0.5mg/L为好.草莓是比较容易在培养基上生根的植物,其生根不需要任何激素刺激,只需1/2 MS 就可达到最好的生根效果.(4) 条件:光照31.25umol/m2/s,14 h/d,温度25±2℃.二、草莓叶片培养草莓品种改良多采用常规杂交育种技术,由于草莓的高杂合性和多倍性,使得杂交育种工作周期长、工作量大,而且目标性状常与不良性状连锁,造成育种效率低.生物技术作为现今植物改良的有效手段极大地推动了草莓育种工作的进程.自1990年以来关于草莓基因的研究进展很快,草莓成为继核桃、苹果之后第3个获得转基因植株的果树.为了实现基因操作、获得转基因植株,最基础的研究就是建立高效、稳定的再生体系,为后续的草莓遗传转化研究和新品种选育工作提供技术支持.目前已在丰香、全明星等很多草莓品种上建立了叶片离体再生体系.1. 文章概述: 董莉, 晁慧娟,董清华,金宝燕,高遐虹等人以草莓( Fragaria ×ananassa Duch‘Benihoppe’)组培苗为材料进行叶片离体再生研究,建立了一个高效的叶片再生体系.暗培养10天是叶片诱导愈伤组织最适合的暗培养时间.适宜的叶片诱导愈伤培养基为MS+TDZ2.0 mg/L +NAA 0.1 mg/L,出愈率95.0%; 适宜的愈伤诱导分化培养基为MS+TDZ 1.0 mg/L +NAA 0.1 mg/L,分化率90.0%; 最适宜的生根培养基为1/2 MS,生根率为100%.2. 结论(1)发生途径: 叶片愈伤组织的诱导培养——暗培养对愈伤组织的诱导——叶片不定芽的分化培养——再生植株的生根培养.(2)灭菌方法: 1. 用自来水反复冲洗5分钟.2. 7 5 % 乙醇消毒l分钟.3. 2 %次氯酸钠消毒1 0分钟.4. 1 % 氯化汞消毒1分钟.5. 无菌蒸馏水反复漂洗5次以上。
草莓的形态特征和生物学特性草莓(Fragaria spp.)为重要的浆果植物,•栽培分布很广,其总产量在浆果类中仅次于葡萄,居世界第二位。
草莓果实柔软多汁,含丰富的糖、酸、矿物质,维生素等。
•草莓可鲜食,也可加工成果酱,果酒等。
其颜色鲜艳,是良好的配餐食品。
草莓繁殖容易,结果早,收效快。
尤其是近年的促成栽培,利用塑料大棚、日光温室,使草莓的成熟期大大缩短,从每年的11月份到次年的6月份,都有新鲜草莓上市,填补了水果的淡季市场。
(1)形态特征草莓属多年生草本植物,•植株矮小,呈半平卧丛状生长,根系为须根系,在土壤中分布较浅。
草莓的茎呈短缩状,分地上和地下部分,地上短缩茎节间极短,节密集,其上密集轮生叶片,叶腋部位着生腋芽。
地下短缩茎为多年生,•是贮存营养物质的器官,也可发育成不定根。
匍匐茎是草莓的特殊地上茎,•是其营养繁殖器官,茎细,节间长,一般座果后期发生。
•叶属于基生三出复叶,呈螺旋状排列,在当年生新茎上总叶柄部与新茎连接部分,有两片托叶顶端膨大,圆锥形且肉质化。
离生雄蕊20~35枚。
雌蕊离生,呈螺旋状排列在花托上,数目从60~600不等。
•花序为二歧聚伞花序至多歧聚伞花序。
果实为假果,主要是花托膨大肉质化形成,瘦果以聚合果形式生于花托上。
果实成熟时果肉红色,粉红色或白色。
(2)生物学特性草莓根系在土壤温度达到2℃时开始活动,在10℃时开始形成新根,根系生长的最适温度为15~20℃,秋季温度降低到7~8℃时生长减弱。
春季气温达5℃时植株开始萌芽,茎叶开始生长。
草莓是喜光植物,但又比较耐荫。
光照充足,植物生长旺盛,叶片颜色深,花芽发育好,能获得较高的产量。
相反光照不良,植株生长势弱,叶柄及花序柄细。
叶片色浅,花朵小,果实小,着色不良。
草莓的根系分布较浅,加上植株矮小,而叶片则较大,因此蒸发量大。
在整个生长季节,叶片几乎都在不断地进行老叶死亡、新叶发生的过程,叶片更新频繁。
这些特点,决定了草莓对水分要求较高。
草莓的组织培养草莓(Fr agaria ananass a Ducde)是蔷薇科草莓属宿根性多年生常绿草本植物,是世界性水果。
草莓还有一定的医疗价值,如对胃肠病、贫血病有一定的疗效。
草莓是一年中成熟最早的水果,春末夏初即可采收投放市场。
草莓产业链较长,可加工成果酱、果汁、果酒、饮料、果糕、果脯及各种食品,同时是“农家乐”项目中的主要水果。
但是草莓生产长期以来,都依靠传统的分株繁殖法生产种苗,病毒病成为草莓生产的瓶颈,以茎尖培养法结合脱毒,用试管苗进行繁殖,是解决草莓生产中这一问题的途经。
1草莓茎尖培养之一(1)材料与方法品种为“丰香”,自田问选取健壮草莓母株上生长充实而小叶尚未展开的匍匐茎顶端约3~4 cm长的顶芽,用自来水冲洗2~3 h后,在超净台上进行灭菌处理。
先用小镊子将匍匐茎的外部大叶摘除,再用70%酒精处理30s,用饱和漂白精液浸泡15min,然后用无菌水冲洗3~5遍。
在双筒解剖镜下由外向内逐层剥去幼叶,直至半圆球的顶端分生组织充分暴露出来,切取0.2 mm、0.5 mm、1.0 m m左右大小茎尖接种于诱导培养基上,所有培养基均含有3%蔗糖,0.8%琼脂,pH值为 5.6。
培养条件:光照31.25 μm ol/m /s,14 h/d,温度25±2 0C。
将分化的组培苗转接到增殖培养基上,增殖继代40 d或更长时间继代1次。
将生长健壮的组培苗转接到生根培养基上。
试管苗驯化,生根培养20 d后,将生根试管苗瓶口打开,培养室内放臵2~3 d取出后洗净其根部的培养基,移栽到炼苗基质上,温度保持在15~25~C,相对湿度85%-90%,适当遮荫,后期逐渐通风,增加光照,常规管理。
(2)结果激素配比:草莓茎尖的成活与生长都需要BA的参与,而对NA A并无要求。
B A的最适浓度在0.2~0.5 mg/L,而以BA 0.5 m g/L的成活率高,达66.7%茎尖大小:草莓茎尖成活率受剥取茎尖大小的影响非常大。
落叶果树 2022,54(2):28-30Deciduous Fruits ·综合评议· DOI : 10.13855/ki.lygs.2022.02.008 中国草莓育种研究进展武冲,姜莉莉,宗晓娟,王晓芳,田中一久(山东省果树研究所/山东省现代设施果树技术创新中心,山东泰安271000) 摘 要:对中国草莓品种选育的主要研究进展进行了综述,包括培育方式、发展历程和育成谱系等。
在通过审定的104个草莓品种中,有98个通过杂交选育获得,占比94.2%。
追溯杂交亲本关系发现,引进品种的遗传贡献值高达95.7%。
总结了目前草莓育种存在的主要问题,展望了后续的育种研究工作。
关键词:草莓;品种选育;杂交育种;育种目标 中图分类号: S668.4 文献标识码: A 文章编号: 1002-2910(2022)02-0028-03Advances in strawberry breeding in ChinaWU Chong,JIANG Lili,ZONG Xiaojuan,WANG Xiaofang,TANAKA Kazuhisa (Shandong Institute of Pomology /Shandong Technology Innovation Center ofModern Protected Fruit ,Tai ’an ,Shandong 271000,China ) Abstract :The research progress of strawberry breeding in China was reviewed,including breeding methods,development history and breeding pedigree.Among the 104certified strawberry varieties,98were obtained through cross breeding,accounting for 94.2%.It was found that the ge⁃netic contribution value of the introduced varieties was up to 95.7%.The main problems and pros⁃pects of strawberry breeding were summarized and put forward in order to provide reference for futurebreeding research. Key words :strawberry;variety breeding;cross breeding;breeding goals收稿日期:2022-02-24基金项目:中央引导地方科技发展专项(YDZX2021101);山东省农业科学院引进海外人才项目(CXGC2021B04)。
草莓的育种研究进展作者:马超来源:《现代园艺·下半月园林版》 2014年第11期马超(江西财经大学艺术学院园林系,江西南昌330032)摘要:本文综述了草莓的品种特点、遗传特点、国内外草莓育种研究进展,探讨了草莓组培快繁技术在育种中的应用,并提出了草莓育种研究的新思路。
关键词:草莓;育种;进展基金项目:大学生创新创业训练计划项目(项目编号:201310421078)资助。
1我国草莓种质资源分布在我国的草莓属约11个种,我国野生草莓种质资源丰富,主要分布在东北、西北和西南地区[1]。
天山山脉、长自山山脉、大兴安岭、小兴安岭、秦岭山脉、青藏高原、云贵高原是天然的野生草莓基因库。
蕴藏着资源丰富的野生草莓,存在较多的种、变种和类型,其中许多为珍贵、珍稀的种质资源。
2草莓繁殖方法及栽培技术草莓露地栽植观赏时,对土壤要求不严,但忌板结粘土、碱性土(以红花草莓为例)。
红花草莓匍匐茎抽生能力强,繁殖容易。
定植前翻耕整地,施以有机肥为主的底肥。
母株宜春季3~4月份定植,按50 cm株距定植于畦中央,栽植时做到“上不埋心,下不露根”。
栽后立即灌透水。
为保证匍匐茎苗生长健壮,一般1株母株可以繁殖50~60株壮苗,过多的匍匐茎及后期发生的匍匐茎应及时摘除。
及时摘除老叶、病叶。
红花草莓根浅、叶多,蒸腾强,因此,干旱时要及时浇水;不耐涝,忌长时间渍水,遇雨要及时排水。
3国内外草莓育种成果3.1 国外草莓研究进展英国的Ellis于1989年育成红花草莓品种粉红熊猫后,他又以粉红熊猫为父本、草莓栽培品种为母本育成另一个红花草莓品种“小夜曲”(Serenata)。
目前国外市场上销售的常见红花草莓品种有粉红熊猫、口红和小夜曲等。
为了提高这些红花草莓品种的果实品质或某方面的观赏特性,日本、美国、德国、法国、中国等国家的一些草莓育种单位培育了一批颜色从浅红、粉红、红到深红等不同程度的红花草莓品种。
3.2 国内草莓研究进展3.2.1引种。
草莓的组织培养一、茎尖1.概述李慧等人通过对草莓茎尖离体培养的试验研究表明:取草莓茎尖为外植体,以0.35 mm大小为宜;用MS+0.5 mg/L 6-BA+O.2 mg/L NAA培养基.不定芽再生率高;以1/2 MS+O.1 mg/L IBA 生根效果最好。
2.结论(1)再生途径:草莓刚抽出的匍匐茎的茎尖(2)灭菌方法:洗去泥土、灰尘,再用自来水冲淋2~3h,置超净工作台上进行75 ﹪乙醇和0.1 升汞不同时间的灭菌处理,最后用无菌水冲洗5~8次,接种于诱导培养基中。
诱导培养基为MS+0.5 mg/L6一BA+0.2mg/L NAA+3 蔗糖(w/v)+0.5﹪卡拉胶,pH值为5.6~5.8。
每个灭菌处理接种2O枚外植体,l5d后观察记录外植体的污染、死亡、无菌成活生长等情况。
(3)培养基:①芽诱导试验,于MS培养基附加0.2 mg/L NAA、IAA、IBA不同种类生长素的培养基中,20d后调查记录幼芽分化情况。
②继代培养与扩大繁殖,MS培养基附加0.5 mg/L6-BA、0.01 mg/L NAA。
③根诱导试验, 用1/2 MS附加不同浓度(mg/I )IBA 有0.05、0.1、0.2、0.5及不加IBA的5个处理.(3)条件:培养基均在1~ 1.1大气压下热压灭菌20min。
培养温度(25±2)℃。
每日光照12h,光强2 000Lux。
3.参考文献[1] 韩碧文,等.植物组织培养中器官建成的生理生化基础[J].植物学通报,1993,10(2):1-6.[2] 孙敬三,桂耀林.植物细胞工程实验技术[M].北京:北京工业大学出版社,1995.二、胚状体1.概述郏艳虹,熊庆娥等人:对草莓丰香不同器官体细胞胚胎的诱导及形态发生进行了研究。
结果表明培养基中激素种类与配比对各器官体细胞胚的诱导事均有明显影响。
2.结论(1)再生途径:用其花药、花蕾、叶、叶柄、子叶、下胚轴等作外植体进行离体培养。
分子植物育种,2006年,第4卷,第3(S)期,第123-129页MolecularPlantBreeding,2006,Vol.4,No.3(S),123-129专题介绍Review草莓生物技术育种研究进展高清华叶正文*张学英郑宏清上海市农业科学院林木果树研究所,上海市设施园艺技术重点实验室,上海,201106*通讯作者,yezhengwen1300@yahoo.com.cn摘要应用生物技术是草莓品种改良和种质创新的重要手段。
本文综述了近几十年来国内外生物技术在草莓育种研究中的应用主要进展,内容包括草莓的遗传转化、草莓的细胞悬浮培养、草莓的原生质体培养、草莓的花药培养、草莓的离体胚培养、草莓突变体的筛选等方面的研究。
最后根据草莓生物技术育种存在的问题探讨了今后草莓育种工作的发展方向。
关键词草莓,生物技术,育种AdvancesinResearchonBiotechnologyBreedingofStrawberryGaoQinghuaYeZhengwen*ZhangXueyingZhengHongqingForestryandFruitResearchInstituteofShanghaiAcademyofAgriculturalSciences,ShanghaiKeyLaboratoryofProtectedHorticulturalTechnology,Shanghai,201106*Correspondingauthor,yezhengwen1300@yahoo.com.cnAbstractApplyingbiotechnologywasanimportantmeansinimprovingstrawberryvarietiesandcontrivingnewgermplasm.Thispapersummarizedtheadvancesinresearchonbiotechnologybreedingforstrawberryathomeandabroad,includinggenetransformation,cellsuspensionculture,protoplastculture,antherculture,invitroem-bryoculture,mutantscreening,andsoon.Thepaperalsobringforwardresearchtrendsonbiotechnologybreedingforstrawberrybasedonsomeexistingproblems.KeywordsStrawberry(FragariaananassaDuch.),Biotechnology,Breeding草莓(FragariaananassaDuch.)是蔷薇科(Rosac-cae)草莓属(Fragaria)多年生草本植物,据不完全统计,目前全世界约有草莓品种2000多个。
[摘要] 从草莓组织培养类型(草莓茎尖组织培养、草莓花药培养、草莓叶片、叶柄组织培养)开始,介绍了近几十年国内外草莓组培的研究现状和进展。
[关键词]草莓;组织培养;草莓是蔷薇科草莓属多年生草本植物,是世界上七大水果之一,素有“水果皇后”的美称。
草莓果实色泽艳丽,芳香多汁,酸甜适度,鲜美可口,营养丰富,每百克果实内含有蛋白质1g,脂肪,糖4~12g,酸~2g,无机盐,粗纤维,Vc45~120mg,比苹果和葡萄高10多倍,并含有丰富的磷、钙、铁、锌等矿物质,其中锌的含量是香蕉的4倍以上,比柑橘高6倍以上,比苹果高40倍以上。
另外食用草莓对肠胃病和贫血病有一定的疗效,对促进智力发育有重要作用。
深受国内外消费者的喜爱。
草莓作为一种栽培周期短、结果早、见效快的经济作物,近15年来在我国发展迅猛,中国园艺学会草莓分会统计2003年底,我国草莓总面积和总产量均跃居世界第一位。
在浆果中,草莓的总产量和总面积仅次于葡萄,成为我国发展农村经济,促进农民增收的重要经济作物。
随着草莓在国内栽培面积的扩大和种植年限的延长,草莓的病毒病严重影响草莓的生产。
作为高级浆果的草莓,在我国目前的生产栽培上多沿用无性繁殖种苗:主要方法是匍匐茎繁殖和分株繁殖,但这两种方法效率低、种苗易退化、易造成病毒蔓延。
王国平(1988)等调查,我国栽培草莓带病毒植株率过80%以上,戴子林(1995)等调查,我国长江流域感染大面积植株感染率在50%以上;感染了病毒病的草莓果子一年比一年小、畸形、品质差、生长缓慢,一般减产30%-80%,并逐年加重;严重影响草莓的长势、品质和产量,对病毒病目前还没有药剂可以防治。
通过草莓组织培养扩繁草莓脱毒苗,可以解决上述问题。
近年来在草莓种苗生产中,有关草莓组培快繁技术的研究备受人们的重视,本文就草莓组织培养研究与应用作一综述。
一、常见草莓组织培养类型目前,国内外在草莓品种快速繁殖上已有不少报道:常用的外植体主要有:茎尖(Adam,1972;庆子孝,1972;谭兰英等,1981)、腋芽(Boxus,1974、1977;杨乃博,1981)、叶片、叶柄、茎段,花药(Quak,1977;大泽,1972)。
常见的草莓组织培养主要的类型:草莓茎尖组织培养、草莓叶片和叶柄组织培养、草莓茎段组织培养、草莓花药培养。
其中,草莓在繁殖脱毒苗选择外植体主要是茎尖和花药;组织苗叶片和叶柄是进行组织培养,有取材方便、便于保存和携带的优点。
草莓茎段使用较少。
1.草莓茎尖组织培养草莓茎尖组织培养的主要目的,在短时期内加速繁殖优良品种,脱除感染病毒的草莓品种。
茎尖组织培养程序一般可分为四个阶段:(1)外植体的准备;从田间采取供试草莓品种茎尖,用自来水将其冲洗干净,用纱布轻轻擦干,然后在超净工作台上,按程序消毒。
(2)茎尖苗的诱导和增殖培养;取茎尖和匍匐茎顶端生长点,在MS培养基成活2-3周,再接种到附加不同浓度激素的MS中进行扩繁增殖试验。
茎尖外植体的脱毒率与所取茎尖大小有直接关系,外植体越小,脱毒率越高,但相对成活率越低,且很难操作。
,王长芸等(2007)不超过㎜的茎尖脱毒率100%,的茎尖脱毒率%以上,1㎜以上的茎尖脱毒率极低。
一般取为宜, 在这个范围内脱毒率较高操作比较容易。
(3)生根培养;将材料接种促进生根的培养基上生根成苗。
(4)小苗的移植驯化。
移栽前将瓶苗提前1~2d放在自然温度下,让组培苗在自然环境下适应一段时间。
边启盖边将苗子根部琼脂洗净,栽入由土、沙、珍珠岩2:1:1配制好的苗床中,湿度保持70~80%,用膜覆盖3~5d,温度20℃~25℃和光照以55%~70%自然光为宜,成活率可达90%左右。
这四个阶段并不是一成不变的,邓明琴等(1983)草莓茎尖试验无根苗外生根试验表明。
以珍珠岩作基质的生根成苗率达%移栽成活率也较高.育苗周期缩短20天,繁殖生根可以扩大规模,节省人力,财力,降低成本。
草莓茎尖组织培养过程中不需要形成愈伤组织和再分化过程,培养时间短,变异率低.但在分生组织培养中培养材料易感染,消毒难,茎尖培养操作繁琐。
2.草莓花药培养草莓花药培养在上世纪70-80年代发展很慢,到1971年仍停留在愈伤组织阶段。
直到20世纪80年代,国内外仅有两例经花药培养获得单倍体植株的报道,即国内薛光荣等通过改变培养基成分等措施,培养东方草莓的花药,首次成功得到单倍体植。
Nicmirowica-Szczytt等利用激动素代替BA,从八倍体“Redgauntlet”品种获得了15个单倍植株,但未存活到成熟。
之后,Oosawa andTakayanagi (1982), Velchev and Milanov对不同品种进行了培养,所获得植株仍为正常八倍体。
草莓花药培养意义不断扩大。
草莓花药培养方法:(1)材料准备与消毒,采用花粉发育至单核靠边期的花药,通常花粉单核靠边期的草莓花蕾形态是: 花蕾未开放,花蕾略长于花冠或花冠刚露白,花冠白色或者淡绿且不松动,花药微黄而充实。
张慧琴等(2006)认为,花药培养时,花粉在接种时所处的发育时期可能比培养基更为重要。
将采取的新鲜花药放在2-4℃的低温中预处理2-3天,进行预处理。
自来水将经过预处理花药冲洗干净,用纱布轻轻擦干,然后在超净工作台上,按程序消毒。
(2)草莓花培诱导和绿苗分化,将剥落的花药接种到分化培养基上,MS培养基为基本培养基,添加一定浓度的诱导分化激素组合。
培养基中,徐振南与万蜀渊证实,较高的[NO3-]/[NH4]比有利于草毒花药培养中愈伤组织的产生。
无机成分中铁对多种植物花药培养中愈伤组织的产生有重要影响,鳌合铁被认为是必须的。
另外,培养基中的有机成分对愈伤组织的诱导同样具有重要作用。
另外,蔗糖浓度在花药培养诱导单倍体植株过程中起重要作用。
较高的蔗糖浓度可以提高花药培养效率。
徐振南研究蔗糖、乳糖、甘油、葡萄糖在草毒花药培养中的作用,认为的乳糖效果明显优于蔗糖。
而Owen等研究了葡萄糖、蔗糖、麦芽糖3种碳源,结果表明葡萄糖效果最好。
(3)花培增芽带培养和花药植株生根,若分化出来的丛芽太小,则将丛生芽切成小块,接种到增殖培养基,继代扩繁一次。
生长健壮的无根苗接种生根培养基上诱导生根。
(4)炼苗、移栽与扩繁,移栽前将瓶苗提前3d放在自然温度下,取出小苗,洗去根部残留培养基移到用高压灭菌锅消过毒的蛙石和腐殖土等量的基质中,喷施%的多菌灵溶液,炼苗1周即可移栽。
移栽时,适温、高湿是移栽成活的关键再结合沙培移栽,成活率一般在90%以上。
要进行保湿,每天喷水2次,一周后揭膜。
草莓花药培养中,花药外植体接种操作起来比较简单,容易消毒,脱毒率可以达到100%,可以免去病毒检测,具有广泛的适用性,但从花药培养到分化出再生苗需要时间较长,因为花药培养首先要经过愈伤组织的诱导和再分化过程,然后才能转人正常的继代快繁培养过程。
3.草莓叶片、叶柄组织培养叶片和叶柄是草莓基因转导中常用的外植体,在草莓组织培养中取材最为方便,便于携带和保存。
草莓叶片、叶柄组织培养方法:(1)取材,取草莓健壮叶柄(约2㎝)和青嫩叶片,按程序消毒。
另外,也可直接取组织苗的健壮叶柄、叶片为接种材料。
采外植体时的最佳时期是6-7月份,此期间外界的条件最适合草莓生长发育,外植体生命力强,再生效果好。
错过了最佳时间,外植体的生命力下降,可能会影响愈伤的发生率。
(2)诱导愈伤,取叶柄切成5㎜的小段,叶片切成直径4㎜的圆盘,或取20~30d叶龄的组培苗,弃去叶缘和叶尖,切成0 2cm×0 2cm小块接种于诱导愈伤培养基中。
宋国庆等(2000)认为,同一基因型的同一组织或器官再生能力还受培养苦放置方式的影响,叶背面接触培养基时的再生能力,显著高于叶面接触培养基。
张红梅,王俊丽(2003)认为,诱导叶盘再生不定芽的最佳外植体培养基为MS+6-BA(l)+IAAl)。
(3)诱导生根,芽形成植株后,将生长健壮的无根苗接种生根培养基上诱导生根。
(4)驯化移栽,前须先炼苗2-3天,然后洗去根部培养基、剪去老叶、栽入经过消毒和洗涤的腐殖土-蛭石-珍珠粉(1:1:1)为基质的育苗钵中,盖膜、适时浇水,置于散射光下培养,成活率达80-90%。
艾勇等(2000)认为也可把苗直接栽入消毒过的苗床上,浇足水盖上塑料膜,遮荫不遮光,每天喷少量雾水,湿度保持80%-90%,周后逐步降低湿度,2周后揭膜。
4周后成苗率一般达85%以上。
草莓叶片组织培养不仅可以作为快繁和研究器官建成的一项重要途径,更重要是的是对于体细胞诱变育种和和基因转化等有重要的意义。
但目前我国大部分草莓品种叶片再生率低 ,只有少数几个品种获得了简单、高效的叶片再生芽系统。
需要更进一步的研究。
二、草莓组织培养影响因子(1)消毒剂与消毒时间草莓组织培养中常用的灭菌剂的种类很多,常用的有次氯酸钠溶液(含有效氯%%)、过氧化氢10%-12%水溶液、升汞%水溶液。
其中前两种灭菌剂对接种材料比较安全,但灭菌时间较长,常使接种材料外层氧化变褐,且灭菌效果不如升汞。
升汞有很强的杀菌能力,但浸泡时间稍长,会造成接种材料中毒。
因此,材料消毒处理时间不能过长,时间短根本不能杀灭细菌,灭菌10min后,大部分分生组织褐化严重,因此草莓组织培养用升汞水溶液消毒处理8min-10min最好,且处理后一定要用无菌水充分清洗。
(2)激素及附加成份1.激素对于草莓叶片组织培养而言 ,一旦外植体确定,影响其再生效果的最关键因素即为激素。
在有关文献报道中 ,绝大多数都有激素方面的研究。
不同品种对激素种类及浓度要求不同。
同时,大量试验结果证明,花药离体培养过程中,各生长调节物质的配比及含量对愈伤组织的产生具有重要的影响作用。
它们的组成与配比不但显著的影响着出愈率,而且对愈伤也有重要的调控作用。
草莓花药培养中附加一定量的生长素和细胞分裂素对愈伤组织的诱导是必需的。
马洪民和高公泓的试验,于培养基中仅附加NAA时,花药不能被诱导产生愈伤组织,而以IAA 和BA相配合则可诱导出愈伤组织。
Margaret等也证实,合理的NAA与KT配比对愈伤组织的诱导是不可或缺的。
大泽胜次以不同激素配比的培养基培养草莓花药,在附加NAA和BA的培养基上培养2-3周后得到了颗粒状的黄绿色愈伤组织。
2.附加成分,附加成份是指在含有一定激素配比的培养基中添加的某些营养物质(如水解酪蛋白、谷氨酞胺等)、吸收物质(如活性炭等)及抗氧化物质(如,Vc等)等外源添加物。
这些附加成份也在草莓组织培养中有着重要的作用。
AgNO3(3)培养方式与环境草莓花药、茎尖、叶片和叶柄等组织培养一般采用琼脂固化培养法。
光照与培养温度对草莓组织培养的影响很大。
光质对植株再生有不同的影响,往往光合的作用光谱对再生作用最有效,在试验室培养过程中最常用的是白色荧光。