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关世凯等
, 2011,
甘薯近缘野生种
Ipomoea cordatotriloba
组织及原生质体培养植株再生
,
分子植物育种
(online) Vol.9 No.117 pp.1851-1856
(doi: 10.5376/ mpb.cn.2011.09.0117)
1852
triloba
原生质体的高频率植株再生，达
62%
。
Guo
等
(2006)
从
Ipomoea cairica
(
槭叶野牵牛
, 2x)
的叶
肉原生质体实现了
41.3%
的植株再生率。
关于甘薯及其近缘野生种体细胞杂交的研究
也有一些报道。刘庆昌等
(1994)
从甘薯品种高系
14
号与
I. triloba
的融合原生质体得到
7
株种间体细胞
杂种植株。刘庆昌等
(1998)
获得了高系
14
号和
I.
lacunosa
的
2
株体细胞杂种植株。
Zhang
等
(2002)
获得了甘薯品种栗子香和
I. lacunosa
的种间体细胞
杂种植株。
Guo
等
(2006)
获得了甘薯品种徐薯
18
和
Ipomoea cairica
的
46
株种间体细胞杂种植株。
Y
ang
等
(2009)
获得徐薯
18
与
I. triloba
的体细胞
杂种植株，并从中筛选出具有膨大块根的抗旱杂
种植株。
研 究 表 明 ， 甘 薯 近 缘 野 生 种
Ipomoea
cordatotriloba
(2x)
具有抗甘薯茎线虫病的特性
(
曹
清河等
, 2009)
，但由于其与甘薯栽培种杂交不亲和，
其抗茎线虫病基因资源难以直接应用于甘薯育种。
但是，目前尚未见有关
I. cordatotriloba
的原生质体
培养及体细胞杂交的报道。为通过体细胞杂交法利
用
I. cordatotriloba
中的抗茎线虫病基因资源，首先
需要建立其有效的原生质体植株再生体系。本研究
在建立
I. cordatotriloba
叶柄组织培养植株再生体
系的基础上，成功地建立了
I.cordatotriloba
的叶柄
原生质体植株再生体系，实现了高频率的原生质体
植株再生。
1
结果与分析
1.1
叶柄组织培养及植株再生
将甘薯近缘野生种
I
.
cordatotriloba
的叶柄组
织在添加
0.05 mg/L 2,4-D
和
0.5 mg/L KT
的固体
MS
培养基上进行培养
(
图
1A)
。培养
4~7 d
后，叶
柄组织开始形成愈伤组织；培养
3~4
周后，形成直
径约
10 mm
的愈伤组织
(
图
1B)
，愈伤组织诱导率为
100% (
表
1)
。甘薯近缘野生种
I
.
cordatotriloba
的叶
柄组织所形成的愈伤组织较松软，白色，与
Liu
等
(1990)
获得的
I
.
triloba
叶柄组织培养结果相似。
将诱导得到的愈伤组织转移到添加
0
、
0.1 mg/L
IAA
和
1.0
、
2.0
、
5.0 mg/L BAP
的
6
种分化培养基
上进行培养。培养
7~10 d
后，愈伤组织开始变成黄
绿色；培养
20 d
后开始形成不定根。在分化培养基
上，只有极少数愈伤组织直接形成不定芽，大多数
愈伤组织仅形成不定根。
培养
4~6
周后，将愈伤组织连同不定芽或不定
根一起进一步转移到
MS
基本培养基上。转移
2~3
周
后，不定芽进一步发育成完整植株
(
图
1C)
；多数愈伤
组织陆续在不定根上再生出植株。在添加
0.1 mg/L
IAA
和
5.0 mg/L BAP
的
MS
固体培养基上培养过
的愈伤组织显示了最高的植株再生率达
52%
，显著
高于其他培养基的培养效果
(
表
1)
。表明较高浓度的
BAP
有利于甘薯近缘野生种
I
.
cordatotriloba
的愈伤
组织植株再生。将再生植株进一步转移到
MS
基本
培养基上，它们发育成完整的再生植株
(
图
1D)
。
1.2
原生质体培养与植株再生
对甘薯近缘野生种
I
.
cordatotriloba
的叶柄组织
进行酶解处理后获得大量原生质体
(
图
2A)
。这与以
前在
I. triloba
和
I. lacunosa
中分离叶柄原生质体的
结果类似
(Liu et al., 1991;
刘庆昌等
, 1995)
。将甘薯
近缘野生种
I. cordatotriloba
的叶柄原生质体在含
有
1/2MS
无机盐
(
但不含
NH
4
NO
3
)
、
MS
维生素类、
图
1
I
.
cordatotriloba
的叶柄组织培养植株再生
注
: A:
接种在含
0.5 mg/L KT
和
0.05 mg/L 2,4-D
的
MS
培养基上的叶柄外植体
; B:
由叶柄组织形成的愈伤组织
; C:
愈伤组织的植株再生
; D:
完整的再生植株
Figure 1 Plant regeneration in petiole tissue cultures of
I
.
cordatotriloba
Note: A: Petiole explants inoculated
on solid MS medium
supplemented with 0.5 mg/L KT and 0.05 mg/L 2,4-D; B:
Calluses formed from petiole tissues; C: Plantlet regeneration
from a callus; D: Whole regenerated plant