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吕永刚等
:
水稻休眠芽再生无性繁殖体系的构建
1034
收，费时费工；
(2)
制种产量低，不能很好解决种子
混杂问题；
(3)
不适宜规模化、机械化操作等。基于
此，可见杂交育种过程也需要耗费巨大的物力、人
力以及漫长的育种周期。随着雌性全不育隐性单基
因控制的水稻雌性不育突变体材料
(
fst
)(
由于胚珠和
合子体分化发育异常导致完全败育，但雄性器官花
粉发育正常
)
发现和在育种中的应用
(Lee et al.,
2013)
，利用雄性不育
(MS)
和雌性不育
(FS)
，构建
“MS+FS”
的制种模式，即制种时的花粉供体为雌性
不育系
(
陈丽娟等
, 2009)
，也有望在不久后继三系和
两系杂交的又一育种模式进行大规模的推广和应
用。但问题在于其花粉供体是雌性不育系，不能正
常结实获得大量的父本群体。因此，这种
“MS+FS”
制种模式能否得到成功应用，取决于能否获得大量
的雌性不育株。还有一些特殊稀贵材料
(
如单体和三
体以及多倍体
,
自交不亲和等材料
)
，由于自身的特
点不能通过有性生殖的方式进行繁殖或不易繁殖。
无性繁殖技术以及基因工程等是目前如何获得这些
特殊材料最常用的方法途径。植物无性繁殖的方法
中以组织培养在水稻中的应用最为广泛。但水稻组
织培养也具有较大的局限性：幼胚、幼穗、花粉其
取材受季节和环境的限制，取材时间严格，过早或
过晚都会导致愈伤诱导失败；组织培养过程中容易
出现死亡、白化等情况，难以获得大量的组培苗，
且组培苗相对较弱，移栽到大田成活率得不到保障，
同时对于大规模的生产成本高；组织培养目前也主
要局限于实验室的研究，难以实现完全的室外生产。
另一种被广泛应用的途径是利用水稻茎秆上的节点
休眠芽再生进行无性繁殖，最典型的是再生稻的研
究和推广。但目前再生稻仅限于在田间直接利用稻
桩简单再生，不仅没有充分利用休眠芽，而且产量
和生产效益也普遍偏低。通过如何合理挖掘水稻休
眠芽的再生潜能，提高休眠芽的再生率和存活率以
及再生植株的产量等方面入手，建立一套高效实用
的无性繁殖体系还有待进一步深入研究。
本研究以水稻带休眠芽的离体稻杆为研究材
料，通过数轮筛选适应范围较广的适宜外源植物激
素组合及配比，对不同处理方式下获得再生植株的
苗期、营养生长和生殖生长时期以及成熟期的各农
艺性状和生理指标进行比较，阐述激素诱导离体休
眠芽再生繁殖的可行性与高效性。本研究旨在克服
现有水稻再生产量不稳定、产量和生产效益普遍偏
低，以及特殊材料繁殖困难等生产和繁育技术难
题，初步建立了一套完整的水稻休眠芽再生无性繁
殖体系，不仅丰富了水稻无性繁殖的技术途径，同
时也为
“MS+FS”
制种模式的应用推广奠定了基础。
1
结果与分析
1.1
适宜植物激素及组合配比筛选
1.1.1
第一轮筛选结果
(1)
激素单独使用时
(
表
1)
，
Kinetin
浓度为
9mg/L
时出苗率最高为
36%
；
NAA
浓度为
15mg/L
时出苗
率达到
38%
，且随着浓度的升高出苗率还有增高的
趋势；
6-BA
浓度为
9 mg/L
时出苗率最高为
37% (
图
1A)
。
(2)
组合激素使用时
(
表
1)
，
DK
组合：
0.1mg/L
2,4-D +(2.0~4.0) mg/L Kinetin
，其出苗率均高于
40%
(
图
1B)
；
NB
组合：
0.1 mg/L NAA +(7.0~12.0) mg/L
6-BA
，出苗率均高于
40% (
图
1B)
；
KN
组合：
10.0 mg/L
Kinetin +(1.0~6.0) mg/L NAA
，出苗率均高于
40%
(
图
1A)
。结果表明，植物激素组合使用的出苗率总
体高于单独使用，这与王冬梅等
(1996)
、
Rueb
等
(1994)
的研究结果一致，部分浓度区段效果较好，
都可进一步筛选。
表
1
第一轮筛选所用的激素、激素组合及浓度
Table 1 The first round of screening applied plant hormone, plant hormone combination and concentration
激素配比
Hormone combination
浓度
Concentration
1 mg/L
3 mg/L
6 mg/L
9 mg/L
12 mg/L
15 mg/L
Kinetin (KIN)
KIN1
KIN2
KIN3
KIN4
KIN5
KIN6
6-BA (BA)
BA1
BA2
BA3
BA4
BA5
BA6
NAA (NAA)
NAA1
NAA2
NAA3
NAA4
NAA5
NAA3
0.1 mg/L NAA + Kinetin (NK)
NK1
NK2
NK3
NK4
NK5
NK6
0.1 mg/L2,4-D+Kinetin (DK)
DK1
DK2
DK3
DK4
DK5
DK6
0.1 mg/L NAA + 6-BA (NB)
NB1
NB2
NB3
NB4
NB5
NB6
0.1 mg/L 2,4-D + 6-BA (DB)
DB1
DB2
DB3
DB4
DB5
DB6
10 mg/L Kinetin+ NAA (KN)
KN1
KN2
KN3
KN4
KN5
KN6