花生组织培养研究进展

产业技术

花生组织培养研究进展

杨克相，唐容，吕建伟，成良强，胡廷会，王军

(贵州省农业科学院油料研究所，贵州贵阳550006)

[摘要]组织培养对于花生的新种质筛选鉴定、新品种培育和遗传转化等均具有十分重要的意义。本

文从不同组织部位作为外植体的诱导效率差异、不同品种对特定培养体系的需求以及不同培养基组成对诱 导效率的影响共3个方面综述了 2000年以后我国花生组织培养的研究进展情况。并针对花药培养的优势 以及其在油菜等作物上的成功应用案例，展望了基于花药离体培养在未来花生组织培养中的发展趋势，为今 后的花生快繁体系建立、种质资源和品种提纯复壮和新种质快速创制等提供借鉴。

[关键词]花生；组织培养；外植体；基因；培养基花生作为重要的油料作物和经济作物，是中国重 要的食用植物油和蛋白来源。其种植面积占油料作 物的第二位，总产量居第一位D]。传统的花生育种措 施主要包括株选、荚选和仁选等，大部分在室外或田 间完成，耗时费工，且受环境条件，容易引起混 杂[2]。随着分子生物学技术的发展，组织培养已得到 广泛应用，至今已有40多年的历史。我国作为油料 生产和消费大国，花生油占总油料作物油总产量的 50%w。近十多年来，关于花生组织培养方面的研究 报道逐渐増加，对于花生的新种质创制、品种培育、遗 传转化和适应性筛选鉴定等起到了重要的促进作用。 概述了 2000年后我国花生组织培养的研究进展，以 期为今后的花生组织培养研究提供参考。

好。雷萍萍等的研究显示，花生成熟幼叶、子叶和下

胚轴的愈伤诱导率存在差异，表现为幼叶产生愈伤 的时间最早，芽诱导数最多，其次为子叶，下胚轴的 诱导时间最长，芽诱导率最低[6]。袁宗胜等m研究 显示，不同外植体因为对青枯菌粗毒素抗性反应存 在差异，导致了愈伤组织诱导率的不同。温世杰 等W用不同激素浓度组合对花生种子进行诱导结果 表明，完整胚分化丛生芽的频率髙达100%，且不同 部位作为外植体，其对基础培养基以及激素等的需 求水平也存在差异，从而影响诱导效率。任艳等[8] 通过比较种子萌发不同时间的胚小叶的诱导率结果 表明，花生诱导不定芽的最佳外植体为萌发6天的 胚小叶，其不定芽诱导率为75%，远髙于上胚轴 (3. 75%)、下胚轴（5%)和子叶（7. 5%)的诱导率。 随着单倍体育种技术的诞生和发展，花药培养开始 成为花生育种的一项重要技术。其具有能够缩短育 种周期、排除杂种优势对后代选择的干扰、挽救一些 常规育种无法得到的重组体、诱导和选择新变异M 等优势。研究表明，花蕾长2〜4毫米的花药作为外 植体的诱导效果最好，诱导率最高可达97. 8%，且 生长最大时对应的小孢子处于单核期％3，有利于后 续的加倍和种质纯化。

1 外植体类型对花生组织培养的影响

近年来，基于未成熟胚、成熟胚、胚轴、子叶、叶 片、茎尖、花粉及悬浮培养的细胞为外植体进行离体 培养而获得再生植株的报道较多，研究者们利用花 生的不同部位作为外植体，探讨了其对激素、环境等 的应答差异，取得了一定的进展。庄东红等w比较 了萌芽2天后幼苗的上胚轴、下胚轴、全胚轴、根尖 及幼嫩叶片的芽诱导率情况。结果显示，不同外植 体诱导芽分化存在显著差异。其中幼叶外植体的诱 导芽出现的最早，培养12天后可观察到芽点的出 现，芽诱导率可达78. 9%，每外植体平均产芽数为9 个。上胚轴外植体的芽诱导率为29.7%。每外植 体产芽数为3. 5个。根尖和子叶外植体仅在切口处 出现大置白色、疏松的愈伤组织，没有观察到芽分 化[4]。徐平丽等[5]研究显示，利用胚轴为外植休，结 合髙效的诱导技术，可使芽分化诱导率提高到 83%，外植体平均出芽数可到6〜8个，且重复性较

2 基因型对花生组织培养的影晌

不同基因型品种对激素等的耐受能力不同，从

而导致了组织培养过程中的再生能力存在差异tn]。 何晔等研究显示，不同基因型材料对不同培养基 的应答存在显著差异，即说明了针对不同基因型材 料，需要摸索出最适的培养体系，从而提高芽诱导效 率。徐娟等[13]比较4个不同花生品种的诱导再生 力结果表明，湘花2008和中花8号的不定芽诱导

[收稿日期]2018>04\"05

[基金项目]国家现代农业产业体系建设项目（CARS>l：i-贵州综合试验站）>»州省农科院宵年基金项目“特异种质关岭野花生的鉴定与利

用研究”[黔农科院音年基金(2018)11号]

[作者简介]杨克相（1990_)，女，助理农艺师，从事组织培养与分子生物学相关工作。E-maihykXXllnC@163. com

• 70 •率、成苗率以及生根率均较高。邹湘辉等[14]比较11 个花生品种的诱导分化情况结果显示，不同基因型 品种的诱导率存在显著差异，変幅为 9.5%〜93.1%，其中汕油523的芽诱导率最髙为 93.1%。袁美等比较了 14个花生品种花药培养 的诱导效率，结果显示花药组织的诱导效率同样受 基因型的影响为基，表现因型不同，愈伤组织诱导的 最适基本培养基也不同，其中78. 57%的材料在B5 培养基上的愈伤诱导效率较高，诱导率的変幅为 62. 75%〜97. 8%。此外，不同基因型材料的胚小叶 再生能力同样存在差异。中花8号的不定芽诱导率 和成苗率均最髙，且外植体状态最好白沙1〇16 和化育23的幼叶外植体的不定芽分化率分别为 91. 8%和88. 5%，且再生苗经生根和驯化后可正常 开花结果^。

3 培养基组成对花生组织培养的影响

培养基类型、激素水平等是影响植株再生的关

键因素之一。不同的研究者结合不同的基础培养 基、不同的激素组合和用量及不同的花生组织等，摸 索出不同基因型花生组织培养的最佳技术体系，为 花生的快速繁殖和新种质创制提供了很好的支撑。 周俊辉等[16]比较了基本培养基MS、1/2MS和B5对 不同组织外植体的诱导效果结果发现，B5培养基对 愈伤组织的诱导和萌发成苗的效果最好，外植体中则 是以胚轴的愈伤诱导率最髙。最佳的培养基和激素 组合为B5+0.20毫克/升NAA。李艳等[17」研究得 出，不同浓度的细胞素（BA)和生长素（NAA)对 芽诱导均存在显著影响，其中BA较NAA的影响更 为明显，BA和NAA浓度过髙均不利于丛生芽的诱 导，当6-BA的浓度提高到30邀克/升、NAA的浓度 为2. 0毫克/升时，芽诱导率下降23.33%。对于花生 幼叶作为外植体，6-BA和NAA的最佳诱导浓度为 10毫克/升和0.8毫克/升，诱导率可达80%以上。 除此之外，任艳等[9]研究表明，在培养基中加人羧卞 青樺索能有效抑制花生组培苗的细菌性污染。徐平 丽等认为，在MS培养基中加人10毫克/升6-BA 和〇. 8毫克/升NAA最佳的诱导效率可达83%。阮 建等研究表明，〇〜250毫克/升的头孢霉素对花生 组培苗生根及植株生长无影响，而卡那霉素对花生组 培苗生根影响存在显著差异，其中0〜10毫克/升卡 那霉素对花生组培苗生根与生长基本无影响，10毫 克/升的卡那霉素影响侧根生长，15毫克/升卡那霉 素则抑制根的生长。

4 展望

花生组织培养相关研究主要在花生品种、花生 外植体、培养基类型及激素组合等方面对组织培养

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的快速诱导效率进行了报道，这些研究结果为不同

品种、不同组织部位作为外植体所需要的培养基类 型、激素组合等提供了较科学详实的信息支撑。花 生花药具有排除杂种优势对后代干扰的作用，克服 常规育种无法获得重组体、能够诱导和选择新的变 异等优势，但其作为外植体的成功案例却较少，仅在 野生种中有成功的报道，在栽培种中所获得的植株 仍然较少。然而，花药培养在油菜等171个种中被 成功应用[16]，已经总结出针对不同物种、不同品系 的最优组织培养技术休系，进一步证明了花药培养 较一般体细胞组织培养的优越性。因此，今后的花 生组织培养中，需要借鉴油菜等在花药离体培养方 面的成功经验，在利用好当前成熟的体细胞组织培 养的基础上，进一步探索基于花生栽培种花药的离 体组织培养技术，提高花药离体组织培养效率，这些 研究对后续花生种质创制、加速新品种培育和遗传 转化等研究将具有十分重要的意义。

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• 72 •农技服务

表1

处理

桌式育苗盘

常规育苗盘(CK)

表2

不同处理烟苗的农艺性状

茎长(厘米）1. 66 土0.08 a 1.70 土 0.06 a

最大根长(厘米）8. 66 土 0. 51 a

6. 74 士 0.13 b

有效叶数(片）

4. 00 土 0.28 a 3.20 土 0.18 a

最大叶长(厘米）锻大叶宽(厘米）

8. 土 0.47 a 4. 72 土 0.15 a 8. 22 土 0.29 a4. 50土 0.26 a

不同处理烟苗的千物质含霣地上部分(毫克）

107.16士 13.10 a 103.13士 7. 25 a

地下部分(毫克）

22.84 士0.84 a 19.14 士0.50 b

注：同列不同小写字母表示差异达显著水平（P<0. 05),下同。

处理

桌式育苗盘

常规育苗盘(CK)

苗盘处理，可能与根系生长具有向水性和向肥性有 关。试验研究表，桌式育苗盘育苗只需排出0.8 厘米深度的营养液即达到隔空晾盘，在育苗盘底部 仍然有4厘米深度的营养液，其对根系具有引向性 作用，促进根系向下生长发育，这与金明现试验研究 一致m，试管底部有水的根系长度比试管底部无水 的根系长1〜2厘米，说明了根系生长具有较强向水 性。

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(责任编辑：聂克艳）

+++++++屮十++++十十+++++++十十

地下部分干物质含量比CK处理增加19. 33%，2处 理之间差异显著。

2.4 凉盘操作成本

由表3可知，与常规育苗盘处理（CK)相比，桌 式育苗盘处理仅需排出〇. 8厘米深度水位可实现晾 盘，而CK处理需要全部排完才能实现晾盘，桌式育 苗盘处理比CK处理节约192升营养水，每盘可节 约83. 3%的用水成本。

表3 不同处理晾盘操作的用水成本

处理 排水深度(厘米）排水体积(升）价格(元/盘）

38.40.005桌式育苗盘 0.8

常规育苗盘(CK) 4.8230.40.030

3 结论与讨论

与常规育苗盘处理(CK)相比，桌式育苗盘处理 在排水晾盘操作中可以节约192升营养液，每盘可 节约成本0.025元，降本明显。同时,桌式育苗盘对 烟苗出苗率、烟苗地上部分生长发育无明显影响，但 是能够促进烟苗地下部分生长发育，其最大根长和 地下部分干物质含量分别增加28. 48%和19. 33%， 增加明显。建议在育苗期间湿度较大、需晾盘次数 较多的烟区可以试验推广。

桌式育苗盘处理地下部分生长发育优于常规育

十

十

屮

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(上接第70頁）

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(责任编辑：轰克艳）