大白菜游离小孢子成胚影响因素研究进展

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摘要 对影响大白菜游离小孢子培养的主要因素，包括供试体的基因型、花蕾、花期生长时期、生长环境、培养基以及植株再生等情况进行了综述，并结合实际提出了小孢子培养中存在的问题及未来的发展方向。

关键词 大白菜；游离小孢子；影响因素

中图分类号 S634.103.6 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）21-0079-01

1989年，日本学者Sato[1]首次在春性早熟类型大白菜上进行游离小孢子培养时，从一个品种中得到了小孢子胚和再生植株。此后国内相继有一些科研院所开展这项工作，并获得成功。近年来，国内许多学者对大白菜游离小孢子培养技术进行了深入研究并提出了改进方法，完善游离小孢子培养技术，使小孢子培养方法能成功应用于育种实践。笔者总结了前人在大白菜游离小孢子培养上的研究成果，以供参考[2-4]。

1 影响小孢子成胚的自然因素

1.1 供体植株的基因型

基因型对大白菜胚状体的发生起决定性作用，不同基因型材料在相同条件下的胚诱导率有很大差异。王秀英等[2]研究发现，春白菜、秋白菜和夏白菜的胚诱导率依次增高；早熟、中熟和晚熟品种胚诱导率逐渐降低。刘 凡等[5]研究表明叠抱型的大白菜产胚率高于合抱型，早熟型产赔率高于中、晚熟类型。方淑桂等[6]在南方生态条件下的研究也表明，大白菜拧抱炮弹型品种比叠抱头球型品种胚诱导率高；但早熟与中晚熟类型胚状体诱导率无明显差异。Chuong等[7]报道，将胚状体发生能力有差异的材料进行杂交，可以提高甘蓝型油菜小孢子的胚体发生率。余凤群[8]报道易出胚的材料之间或与难出胚的材料之间杂交的F1代进行小孢子培养可以得到大量胚状体。因此，对于难出胚的品种可以通过杂交提高其出胚率。

1.2 供试体花蕾选择时期

小孢子发育一般分为3个时期，即：单核期、双核期和三核期。发育时期的选择对成胚的影响很大。张德双等[9]研究表明双核期小孢子成胚的比例较高。姜立容等[10]报道大白菜游离小孢子所处的最佳诱导时期是单核后期。粟根义等[11]研究发现最佳时期是单核晚期至双核早期。王秀英等[12]研究发现小孢子即使是单核晚期至双核早期，取蕾的时间不同，胚诱导率也不同，下午取蕾的胚诱导率要比上午高。造成此种差异的原因可能是供试体的基因型不同和生长环境的差异引起的。

1.3 供试体花期选择时期

花期可分为初花期（整株主枝花开少于10朵）、盛花期（整株主枝开花20朵花以上直到一级侧枝2/3开花）、末花期（一级侧枝花开2/3以后）3个时期。陈 军等[13]研究报道只有从开花3～7 d这段时间取材才能得到胚状体。严 准等[14]研究结果是在初花期所取得出胚率最高。轩正英等[15]对大白菜游离小孢子培养成胚影响因素的研究表明，株龄对胚诱导率有一定影响，在盛花期和末花期采集花蕾进行游离小孢子培养产胚率最高。因此，具体花期选择还没有准确权威说法，需要自己试验研究。

1.4 供试体生长环境对小孢子出胚率的影响

供试植株的生长温度、光照强度和光照时间均由生长环境决定，因此环境决定了供试植株的生理状况，间接影响了小孢子的产胚率。Sato等[1]对小孢子进行培养，供试体生长在人工气候室（温度20 ℃，光照16 h/d，光照强度10 000 lx）内，严格控制温度、光照时间和光照强度，结果孢子出胚率很高。余凤群[8]认为植株生长在较低的温度条件下，较容易诱导胚胎发生，小孢子胚产量较高。另外，供试植株的种植密度对小孢子产胚量也有一定影响，Chuong等[7]研究表明高密度产胚量显著低。

2 影响小孢子成胚的化学因素

培养基是小孢子成胚的基础。不同作物在小孢子培养中采取不同的培养基类型，白菜培养基大多采用NLN，B5培养基。Sato等[1]进行培养时采用的是NLN培养基中大量元素的1/2，不含激素的培养基与加NAA和BA的培养基诱导效果相同。但是，其他学者的研究结果不尽相同，李岩[16]研究发现在培养基中加入少量的NAA，BA能有效增加出胚率。Dias J S等[17]研究硝酸银会抑制离体外植体内胚状体的生物合成。李维薇等[18]试验表明，加入6-BA处理的小孢子出胚率增加。由此可见，游离小孢子成胚过程极其复杂。也有一些研究表明活性炭可以吸附培养过程中排放的有害物质，改善小孢子的发育环境，从而增加出胚率。

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3 再生植株倍性

利用游离小孢子培养出的再生植株理论上是单倍体，实际上是单倍体、多倍体（双倍体、四倍体、非整倍体、嵌合体）并存。并且以双倍体所占比例最大（60%～70%）。其中双倍体植株可以正常开花结子，而其他植株均高度不育。单倍体植株所占比例很小，对其诱导使其形成二倍体，所得植株就是需要的纯合植株，可直接进行育种工作。现如今诱导染色体加倍的化学药剂主要是秋水仙碱等，浓度一般为0.2%左右[19-20]。

4 地区小孢子培养技术存在的问题及展望

近年来，大白菜游离小孢子培养研究取得了丰硕的成果，培育了一些新的品系及品种，但是关于小孢子培养技术的一些机制目前还不是很清楚。对于来说，游离小孢子培养研究尚属首次，高原低压缺氧的生态环境是否会对小孢子的启动萌发或者是成胚率造成影响还有待验证。在以后的研究中，要从生长环境、花蕾、花期，生长调节剂的种类和浓度以及活性炭的应用等培养方法入手，探讨适合当地实际的大白菜小孢子培养方法。

5 参考文献

[1] SATO T，NISHIO T，HIRAI M.Plant regeneration from isolatedmicrospore culture of Chinese cabbage（Brassica campestrisssp. pekinensis）[J].Plant Cell Rep，1989（8）：486-488.

[2] 王秀英，巫东堂，赵军良，等.影响大白菜游离小孢子培养若干因素的研究[J].陕西农业大学学报：自然科学版，2009，29（3）：243-247.

[3] 郭瑞峰，王秀英，巫东堂，等.大白菜游离小孢子培养技术研究进展[J].陕西农业科学，2008，36（3）：7-11.

[4] 董彦琪，原连庄，吴涛，等.大白菜游离小孢子培养技术研究进展[J].长江蔬菜，2011（20）：1-6.

[5] 刘凡，莫东发，姚磊，等.遗传背景及活性炭对白菜小孢子胚胎发生能力的影响[J].农业生物技术学报，2001，9（3）：297-300.

[6] 方淑桂，陈文辉，曾小玲，等.大白菜游离小孢子培养若干因素探讨[J].福建农业学报，2004，19（4）：243-246.

[7] CHUONG P V，PAULS K P，BEVERSDOUF W D.High-fre-quency embryogenesis in male sterile plants of Brassica napus through microspore culture[J].CanJ Bot，1988（66）：1676-1680.

[8] 余凤群.芸薹属植物未成熟小孢子培养技术的研究和应用[J].中国油料作物学报，1994，16（4）：70-73.

[9] 张德双，曹鸣庆，秦智伟.绿菜花双核期小孢子比例对游离小孢子培养的影响[J].园艺学报，1998，25（2）：201-202.

[10] 姜立荣，刘凡，李怀军，等.大白菜小孢子胚状体发生早期的超微结构研究[J].北京农业科学，1996，16（3）：28-31.

[11] 粟根义，高睦枪，赵秀山.大白菜游离小孢子培养[J].园艺学报，1993，20（2）：167-170.

[12] 王秀英，巫东堂，赵军良，等.影响大白菜游离小孢子培养因素的研究[J].中国瓜菜，2009（2）：10-12.

[13] 陈军，陈正华，刘澄清，等.甘蓝型油菜小孢子培养的胚胎发生[J].遗传学报，1995，22（4）：307-315

[14] 严准，田志宏，孟金陵.甘蓝游离小孢子培养的初步研究[J].华中农业大学学报，1999，18（1）：5- 7.

[15] 轩正英，徐书法，冯辉.大白菜游离小孢子培养成胚影响因素的研究[J].辽宁农业科学，2005（2）：18-19.

[16] 李岩.通过游离小孢子培养方法获得白菜三个变种的胚胎及植株[J].华北农学报，1993，8（3）：92- 97.

[17] DIAS J S，MARTINS M G.Effect of silver nitrate on anther culture embryo production of different Brassica oleracea morphotypes[J].SECH Actas de Horticultura，1998（22）：189-197.

[18] 李维薇，蔺忠龙，白现广，等.大白菜游离小孢子培养最新研究进展[J].北方园艺，2009（2）：133-135.

[19] 蒋武生，原玉香，张晓伟，等.提高大白菜游离小孢子胚诱导率的研究[J].华北农学报，2005，20（6）：34-37.

[20] 周英，冯辉，王超楠，等.大白菜小孢子胚诱导和植株再生[J].沈阳农业大学学报，2006，37（6）：816-820.