不同基因型和預處理方式對大蔥離體雌核發(fā)育誘導單倍體的影響

陳偉　王清華　高莉敏

摘要：以大蔥未開放花蕾為試材，研究不同基因型和低溫、熱激兩種預處理方式對大蔥離體雌核發(fā)育誘導單倍體效果的影響。結果表明：不同基因型大蔥以魯蔥雜5號的胚狀體誘導率最高，為4.50%，再生植株數為15株;低溫處理的胚狀體誘導率和再生植株數整體高于熱激處理，兩指標分別于低溫處理3 d、熱激處理36 h時達到最大值，分別為7.50%、41株和3.50%、17株;基因型和預處理試驗分別得到31、147株再生植株，其中，分別有4、18株被鑒定為單倍體，單倍體誘導率分別為12.90%和12.24%。

關鍵詞：大蔥;基因型;預處理;雌核發(fā)育;誘導;單倍體

中圖分類號：S633.103.6文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2020）04-0023-04

Abstract The haploid induction capacity of spring onion by gynogenesis in vitro was studied with buds of different genotypes under low temperature and heat shock pretreatment conditions. The results showed that fifteen regenerated plants were cultured from Lucongza 5 with the highest embryogenesis induction rate of 4.50%.?Compared with heat shock treatment， the low temperature treatment resulted in higher embryogenesis induction rate and more regenerated plants， which reached the maximum as 7.5% and 41 plants under low temperature for 3 days and 3.5% and 17 plants under heat shock treatment for 36 hours， respectively. In the genotype and pretreatment experiments， 31 and 147 spring onion regenerated plants were obtained， in which， four and 18 regenerated plants were identified as haploid， respectively. The haploid induction rates were 12.90%?and 12.24% respectively.

Keywords Spring onion; Genotype; Pretreatment; Gynogenesis; Induction; Haploid

大蔥起源于中國，是一種非常重要的香辛類蔬菜，現已在中國、日本、韓國等國家廣泛栽培。目前，我國種植的大蔥品種主要有章丘大蔥等地方品種以及日本進口品種，國內現有品種不能滿足生產需要，而進口種子價格昂貴。因此，培育具有我國自主知識產權的大蔥雜交種勢在必行。利用三系（不育系、保持系及自交系）配套制種是當前大蔥雜交種培育與生產的有效途徑。大蔥通常自交2～3代，很難獲得基因型和表現型完全一致的自交系，并且，大蔥是二年生植物，育成優(yōu)良的自交系至少需要6～10年。通過單倍體途徑可在較短時間內選育出整齊一致的純系，并且不存在等位基因位點的顯隱性作用，一些由隱性基因決定的性狀可充分得到表現，此外，還可在篩選育種材料時大大降低誤選頻率，明顯提高選擇效果。

單倍體可以自然發(fā)生，也可以誘導產生，但自然發(fā)生幾率很低，約為幾十萬分之一。目前，常采用人工誘導方法如雌核誘導（大孢子培養(yǎng)）未受精子房、胚珠來獲得單倍體。20世紀70年代，人們在蔬菜中開始雌配子體誘導單倍體的研究[1]，同期，San等成功利用大麥未受精子房的離體培養(yǎng)獲得了單倍體植株，并首次提出“雌核發(fā)育”的概念[2]。自此，許多學者利用該方法先后在煙草、小麥、向日葵、甜菜、草莓、韭菜、洋蔥、西葫蘆和黃瓜等多種植物上獲得單倍體植株，特別是在韭菜[3]、洋蔥[4]等蔥屬植物上的成功，為大蔥雌核發(fā)育培養(yǎng)單倍體途徑提供了參考依據。

目前，關于大蔥離體雌核誘導單倍體研究鮮有報道，本試驗利用該方法，探討不同基因型和預處理方式對大蔥離體雌核發(fā)育誘導單倍體的影響，以期提高大蔥優(yōu)良自交系選育效率，并為大蔥雌核發(fā)育誘導單倍體再生體系的建立提供參考，同時為大蔥雜交種選育、分子標記研究、遺傳圖譜構建等奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試不同基因型大蔥品種為河北雞腿蔥（HBJT）、991雞腿?（991JT ）、章丘大蔥?（ZQ）、章丘大蔥不育系（2016A6）、天光（TG）、極晚抽（JWC）、魯蔥雜1號（LCZ1）、魯蔥雜5號（LCZ5）。預處理方式比較試驗所用大蔥品種為LCZ5（魯蔥雜5號）。2017年7月種植于山東省農業(yè)科學院蔬菜花卉所核心試驗區(qū)，待次年3—5月中旬抽薹花苞開放后，選取直徑為2.0～2.5 mm的未開放花蕾作為材料。

1.2 試驗設計

1.2.1 不同基因型對大蔥離體雌核誘導單倍體的影響 將大蔥花蕾剪去花柄，用75%酒精表面消毒30 s，放入2%（體積比）次氯酸鈉中消毒15 min，無菌水沖洗4遍，滅菌濾紙吸干表面水分，后接種于誘導培養(yǎng)基中。每基因型接種20皿，每皿接種20個花蕾。培養(yǎng)50 d后分別統(tǒng)計誘導率。其中，誘導所用MS培養(yǎng)基添加1.0 mg/L 2，4-D、1.5 mg/L 6-BA、100 g/L蔗糖和7 g/L瓊脂，均用NaOH溶液調至pH值為5.8，滅菌20 min后分裝至培養(yǎng)皿（直徑90 mm）中，每皿約30 mL，Parafilm膜封口;培養(yǎng)條件：（25±2）℃，光照強度30 μmol/（m2·s），每天光照16 h。