胚挽救技术在我国无核葡萄育种中的应用及展望

在对我国无核葡萄胚挽救育种相关文献进行综合分析的基础上,阐述了胚挽救技术在无核葡萄育种中的应用、取得的成果以及胚挽救技术的主要影响因素(包括亲本基因型、接种时间、培养基、培养条件和胚挽救苗的驯化移栽),并对胚挽救技术在无核葡萄育种上的应用进行了展望。     

胚挽救技术在葡萄育种上的研究及应用

胚挽救是指受精后胚在早期的发育阶段退化或败育,然后通过早期胚的离体培养而发育成完整植株的过程。胚挽救技术在早熟葡萄育种率的提高、无核葡萄品种的培育、三倍体葡萄的育种以及葡萄远缘杂交等方面发挥着重要作用。综述了胚挽救的概念、影响胚挽救成功的因素、胚挽救技术在葡萄育种中的应用,并提出了胚挽救技术在今后的研究和应用前景。     

无核葡萄胚挽救影响因素研究

正通常情况下,根据葡萄果实内是否有种子而将其分为有核葡萄和无核葡萄。在葡萄生长发育过程中的开花结实阶段,从雌配子体发育到有性生殖过程完成的任何一个阶段出现障碍,就会形成无核果。不同阶段出现障碍形成各种类型的无核葡萄。本试验研究了不同取样时期、培养基类型及激素浓度等因素对无核葡萄自交胚挽救后代的影响,优化昆诺无核和雷明无核胚挽救体系,试验结果为无核葡萄的育种研究提供了技术支持。     

无核葡萄胚挽救技术研究

[目的]研究无核葡萄胚挽救过程中的一些主要影响因素,为今后开展无核葡萄胚挽救育种提供参考。[方法]以6个无核葡萄杂交及自交组合未成熟胚珠为试材,研究了接种时期、培养基及激素浓度对无核葡萄胚挽救效果的影响。[结果]各组合适宜的胚珠接种时期为：火星无核×无核白鸡心在花后40d,金星无核×康能无核在花后55d,优无核×布朗无核在花后45d;采用ER为基本培养基更有利于胚珠的发育和萌发;不同品种的胚珠对培养基中IBA浓度要求不同,幼胚发育程度较高,败育时期较晚的胚珠,适合较低的IBA浓度,胚发育程度较低,败育较早的胚珠则需要较高的IBA浓度。[结论]接种时期、培养基种类和培养条件对无核葡萄胚挽救的成功都非常重要,且各条件的确立要视具体品种而定。     

无核葡萄胚挽救苗的驯化及移栽技术

胚挽救技术是无核葡萄种质创新的重要途径之一,胚挽救苗从实验室移栽至大田的最终成活率直接影响无核葡萄的育种效率。试验以种子败育型(stenospermocarpy)无核葡萄品种为试材,从葡萄种类、胚挽救苗质量、移栽方法、基质种类和组成4个方面对葡萄胚挽救苗移栽成活率的影响进行了系统研究。结果表明,不同无核葡萄品种移栽成活率存在显著差异;选取健壮苗(根数≥3个,根长≥10cm,叶数≥6个,叶色深绿,茎高≥10cm,茎秆粗壮)进行炼苗移栽,可以显著提高无核葡萄胚挽救苗的成活率;蘸取浓度为200mg·kg-1的生根粉(ABT10)30s+培养室炼苗15d+温室炼苗15d的移栽方式较好;珍珠岩∶草炭∶园土=4∶1∶1作为移栽基质较好。初步探索出一套简单易行、实用高效的葡萄胚挽救苗优化配套移栽技术。     

提高无核葡萄胚挽救中幼胚成苗率的研究

 【目的】提高无核葡萄胚挽救中幼胚的成苗率。【方法】以7个杂交组合的胚珠为试材,研究不同基因型、不同胚珠发育培养基、添加不同氨基酸及低温处理采后幼果对无核葡萄胚成苗率的影响。【结果】在无核葡萄胚离体发育中,母本和父本对胚的成苗均有影响;在二倍体无核葡萄作母本的杂交组合中,以二倍体无核葡萄作父本比以四倍体有核葡萄作父本更有利于胚的成苗。在3种不同配方的培养基中,适宜于无核葡萄离体幼胚发育和成苗的培养基是MM4。ER添加4 mmol?L-1脯氨酸培养基最有利于无核葡萄胚的发育。低温处理3 d对红宝石无核×森田尼无核和红宝石无核×黑奥林胚的成苗促进最大。【结论】无核葡萄胚挽救的适宜培养基是ER+4 mmol?L-1脯氨酸或MM4培养基,低温处理幼果3 d能有效提高二倍体无核葡萄×二倍体无核葡萄胚挽救中胚的成苗率。     

无核葡萄胚挽救中影响胚发育的因子

 【目的】提高无核葡萄胚挽救育种效率。【方法】以12个无核葡萄品种或株系的自然授粉胚珠和6个杂交组合的胚珠为试材,研究不同配方的培养基、不同培养基相态、低温处理、光照和暗培养对无核葡萄的胚发育率的影响。同时,研究花后不同时间取样,摘取果粒取出胚珠培养的适宜时间。【结果】在供试的8种培养基中,Nitsch＋GA3 0.5 mg?L-1＋IAA 1.5 mg?L-1和MM3培养基最适宜于无核葡萄离体幼胚的发育,其次是ER培养基。在供试的固相、液相和固液双相的3种相态培养基中,以固液双相培养基进行无核葡萄品种底来特离体胚珠培养为最好。在胚珠离体培养阶段进行低温培养,降低了胚发育率。暗培养有利于幼胚的发育,可提高胚发育率。不同无核葡萄品种和组合在花后摘取果粒,取出胚珠进行离体胚挽救的适宜时间不同,无核白为35 d、森田尼无核为40 d、火焰无核为40 d、底来特为60 d、黎明无核为55 d、无核紫为70 d、优无核为50 d、皇家秋天为70 d、奇妙无核为60 d、奥迪亚无核为40 d、红宝石无核×贵妃玫瑰为70 d。【结论】本研究中不同无核葡萄品种进行胚挽救宜选择Nitsch＋GA3 0.5 mg?L-1＋IAA 1.5 mg?L-1、MM3或ER培养基,在（25±2）℃常温下进行固液双相暗培养,有助于提高胚挽救效率。     

胚挽救技术在葡萄上的应用

对胚挽救技术在葡萄育种中的应用及取得的成绩作了综述,并对胚挽救中应注意的几个问题:适宜的培养时期、营养及环境条件作了简介,同时初步提出了葡萄胚挽救技术存在的不足及今后的研究方向。     

种子败育型无核葡萄胚发育及败育的细胞学研究

以种子败育型葡萄火星无核、康能无核为试材,系统研究其胚发育及败育的细胞学进程,分析胚乳败育与胚败育的关系。结果表明,种子败育型无核葡萄与有核葡萄的胚均能发育到球形胚阶段,但不同品种发育到该阶段的时间不同,火星无核在花后28~37 d处于球形胚阶段,康能无核在花后31~40 d,有核葡萄白香蕉的球形胚阶段是花后28~40 d,随后无核葡萄的胚逐渐败育,而有核葡萄的胚历经心形胚和鱼雷形胚阶段,最后发育成熟。种子败育型葡萄胚乳败育均早于胚败育,可能是胚败育的直接原因。火星无核、康能无核胚挽救适宜取材时期分别在花后34 d和花后40 d。     

葡萄胚珠发育及败育过程中果实主要营养成分变化

[目的]探明无核葡萄胚挽救的最佳培养条件。[方法]以无核品种无核白鸡心和有核品种维多利亚为试材,研究葡萄胚珠发育及败育过程中果实主要营养成分含量的变化。[结果]有核品种果实内可溶性糖、K、Mg含量高于无核品种,而Mn、Fe含量则相反,无核品种的含量高于有核品种。[结论]该研究为提高无核葡萄胚挽救成功率提供理论依据。     

南方地区无核葡萄胚挽救及其取样时间研究

[目的]探讨无核葡萄品种离体培养的培养条件,并确定最佳取样时期.[方法]选取南方无核葡萄品种中5个自然授粉胚珠和4个杂交组合的胚珠为试材,通过形态学观察确定取样时间,探索适宜南方无核葡萄品种的胚挽救程序.[结果]适宜火焰无核×寒香蜜、碧香无核、火焰无核、奥迪亚无核等的胚挽救程序为授粉后30 ～40 d剥取胚珠接种在ER培养基,暗培养90d,取胚转入WPM培养基上成苗.[结论]该研究可为提高幼胚离体发育和萌发成苗率提供科学依据.     

科研快讯

○无核葡萄新品种沪培2号沪培2号葡萄是以无核品种杨格尔为母本,紫珍香为父本杂交,杂交胚经离体胚挽救而育成的无核葡萄新品种。果穗圆锥形,平均穗质量350克,果     

金星无核葡萄胚挽救影响因素的研究

以金星无核葡萄的胚珠为试材,对胚挽救的多个影响因素包括接种时间、培养基和培养方式进行研究,以进一步确定无核葡萄胚挽救各个阶段的适宜培养条件。结果表明,影响无核葡萄胚挽救最重要的因素是接种时期,其他因素影响程度因组合而不同:在果粒着色10%左右接种胚珠发育率最高,达到63.38%;在胚珠发育阶段,附加1.5 mg/L IBA、1.0 mg/L 6-BA和0.5 mg/LGA3的ER培养基最适宜离体幼胚的发育;在胚萌发阶段,使用附加1.0 mg/L IBA、0.5 mg/L 6-BA和0.5 mg/L GA3的WP培养基萌发率最高,同时对胚珠进行横切处理可以显著提高胚珠萌发出苗率。     

无核葡萄胚挽救苗的抗病性鉴定

【目的】对无核葡萄胚挽救苗进行抗白粉病、黑痘病和霜霉病鉴定,筛选抗病无核葡萄杂种单株。【方法】2008-2009年,采用田间自然鉴定方法,对欧洲葡萄无核品种×中国野生葡萄、无核品种×有核品种、无核品种×无核品种、无核品种自交共10个组合获得的219株胚挽救苗进行抗病性鉴定。【结果】在219株无核葡萄胚挽救苗中,筛选出抗白粉病且抗黑痘病和霜霉病的杂种4株[05-1-2(爱莫无核×北醇),03-2-14、03-2-19、03-2-24(火焰无核×黑龙江实生)],抗白粉病且抗黑痘病的杂种2株,抗白粉病且抗霜霉病的杂种9株,抗黑痘病且抗霜霉病的杂种73株,仅抗白粉病的杂种3株,仅抗黑痘病的杂种32株,仅抗霜霉病的杂种29株。【结论】获得的抗病无核葡萄杂种单株可为进一步选育新品系奠定基础。     

无核葡萄胚挽救试管苗驯化移栽体系优化

【目的】研究炼苗移栽过程中生根粉溶液浸根时间、营养液处理、开始通风时间及遮阴处理对无核葡萄胚挽救苗炼苗及移栽的影响,探索胚挽救试管苗炼苗移栽技术。【方法】以2011年与2012年无核葡萄胚挽救杂交育种后代试管苗为材料,研究生根粉溶液浸根时间、炼苗过程中是否添加营养液、揭开保湿罩时间以及移栽大田过程中遮阴对胚挽救苗炼苗及移栽的影响。【结果】1.0mg/L生根粉溶液浸泡根系3min时植株各项生理指标较好且成活率最高;移栽过程中添加1/8 MS营养液一定程度上抑制了植株的长势;炼苗初期保湿时间为4d时炼苗成活率最高;移栽至温室或大田中时一定程度的遮阴处理有利于移栽成活率的提高与植株的生长发育。【结论】无核葡萄胚挽救试管苗炼苗前生根粉浸根处理3min、炼苗时添加1/8MS营养液、炼苗后4d开始通风以及移栽时进行遮阴能提高胚挽救试管苗的生物积累量和成活率。     

无核葡萄"喜乐"胚挽救培养研究与应用

以小败育型的无核"喜乐"葡萄杂交胚珠为材料,进行胚挽救技术研究及杂交后代无核性状的观察.结果表明:"喜乐"胚珠接种适宜期应在盛花后30～40 d;用二次果的胚培养成功率明显比一次果高;采用剖胚培养等技术,能提高胚培效率;以"喜乐"为亲本的杂交后代,其无核株率平均达60.4%.     

木纳格葡萄胚挽救苗的获得及其无核性状分子鉴定

以木纳格葡萄败育型胚珠为材料进行胚挽救,按照已建立的适合白木纳格葡萄败育型胚珠培养体系进行实验,获得了大量木纳格葡萄胚挽救幼苗,炼苗后移栽到大田中种植。并结合已有分子标记技术,对胚挽救幼苗进行鉴定,结果显示45株胚挽救幼苗中,有21株扩增获得了目的片段,初步确定为具有无核性状的葡萄苗。     

葡萄胚挽救技术优化及无核和玫瑰香味新种质创制

【目的】研究葡萄玫瑰香味性状,为无核香味葡萄育种提供重要的材料基础,探究亲本基因型、胚发育形态以及生长调节剂对胚萌发的影响,进一步优化无核×玫瑰香味组合胚挽救体系,并结合分子标记技术初步对杂交后代进行无核性状鉴定。【方法】利用顶空固相微萃取结合气质联用方法,对10个玫瑰香味和无玫瑰香味葡萄品种的果实香味物质含量进行测定,从中筛选出浓香型品种作为亲本;结合课题组前期研究结果,以6个玫瑰香味品种为父本,5个欧洲无核品种为母本,配置13个杂交组合;无菌条件下,从幼果中剥离杂种胚珠,离体黑暗培养8周,随后将发育的杂种幼胚接种于添加不同激素浓度和比例的胚萌发培养基中,通过优化胚萌发培养基配方,提高幼胚萌发率和成苗率。幼苗经温室炼苗后,将成活的F1代移栽至大田。利用分子标记早期辅助选择具有无核性状的F1代杂种株系。【结果】萜烯类物质是玫瑰香味的主要呈香物质,8个玫瑰香味品种均能检测到萜烯类物质,其总含量为0.0246—1.3824。筛选出‘亚历山大’‘阳光玫瑰’‘玫瑰香’等玫瑰香味物质含量相对较高的品种,可作为杂交亲本,用于创制兼具无核和玫瑰香味新种质;利用胚挽救技术从13个杂交组合获得杂种株系1 284个,移栽成活697株;以‘红宝石无核’和‘火焰无核’作为母本的后代成苗率较高,以‘阳光玫瑰’‘爱神玫瑰’‘红亚历山大’为父本的胚挽救成苗较好,其中‘红宝石无核’ב爱神玫瑰’杂交后代胚发育率和成苗率相对较高,分别为48.59%和51.71%;幼胚萌发率以WPM为基础培养基,添加1.0 mg·L-1 KT+0.5 mg·L-1NAA+1.0 mg·L-1 ZT的生长调节剂时较高,达11.33%,高于对照的7.41%;分别利用3种无核相关分子标记GLSP1-569、SCF27-2000和SCC8-1018,对101个株系进行无核性状检测,表明使用不同的标记在27个株系均检测到特异性条带,初步确定以上携带无核特异条带的株系为无核株系。【结论】‘亚历山大’和‘阳光玫瑰’的香味物质含量高,并且与欧洲葡萄杂交后其胚挽救效率高,是合适的香味父本材料;而‘红宝石无核’‘火焰无核’适合作为母本。胚萌发培养时,以WPM培养基添加适当浓度的KT及ZT有较好的促生根效果。通过分子标记对杂交F1代无核性状检测率为26.73%。目前开发的玫瑰香味标记较少,本研究获得的杂种后代可为研究玫瑰香味基因标记提供重要的试材。     

葡萄三倍体育种初报

用二倍体无核葡萄作母本与四倍体有核葡萄作父本进行杂交,用常规育种法去雄授粉,授粉后３５ｄ至５５ｄ期间,采用胚挽救技术,将各杂交组合的幼胚接种在不同培养基上进行离体培养。在设置的７个不同处理的杂交组合中,经系列培养后获５个杂交组合的胚培养苗１９株。经根尖染色体鉴定,有一杂交组合的两组试管苗为三倍体。经３年继代培养,目前已形成两个葡萄三倍体新品系。     

无核葡萄胚挽救杂交F_1倍性鉴定

为鉴定无核葡萄胚挽救杂交F_1早期幼苗倍性,试验以早黑宝×河津-1、丽红宝×山河1号、红宝石无核×北冰红、户太8号×山河3号的4个杂交组合胚挽救F_1的早期幼苗为试材,通过无核分子标记进行早期鉴定,采用根尖染色体计数法和组织形态学观察法进行葡萄胚挽救杂交F_1的倍性鉴定。结果表明,使用无核分子标记SCC8-1018结合根尖染色体观察对3个杂交组合(早黑宝×河津-1、丽红宝×山河1号和红宝石无核×北冰红)的16个杂交F_1进行鉴定,初步确定4个无核株系,1个三倍体株系。