利用胚挽救技术创制无核抗寒葡萄新种质

【目的】获得无核抗寒葡萄新种质并提高抗寒无核葡萄胚挽救育种效率。【方法】以7个杂交组合的胚珠作为试验材料,研究不同亲本基因型、基本培养基类型(MM3和ER)、不同氨基酸(MM3+2.5 mmol·L~(-1)半胱氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸)对无核葡萄胚发育率和成苗率的影响。从杂交亲本中分别利用无核探针GSLP1-569、SCC8-1018和抗寒的分子标记S241-717,确定能扩增出特异带的亲本,再用相应的分子标记对其杂种后代进行无核和抗寒性状的鉴定。【结果】7个杂交组合接种至MM3培养基的胚珠为1 168个,获得发育胚331个和杂种后代97株,杂交组合‘红宝石无核’ב北醇’的胚发育率和成苗率最高,分别为46.00%和17.33%。通过比较母本基因型,以‘双优’为父本,‘红脸无核’‘无核白’‘昆香无核’为母本,杂交组合‘昆香无核’ב双优’获得胚发育率和成苗率最高,分别为45.39%和16.31%;以‘北冰红’为父本,‘红脸无核’‘美丽无核’‘无核白’为母本,杂交组合‘红脸无核’ב北冰红’获得胚发育率和成苗率最高,分别为33.52%和6.59%。父本基因型对胚挽救成苗有一定影响,‘红脸无核’ב北冰红’和‘红脸无核’ב双优’,胚发育率分别为33.52%、39.00%,成苗率为6.59%、9.50%;‘无核白’ב北冰红’和‘无核白’ב双优’的胚发育率分别为7.64%、19.26%,成苗率为1.91%、8.15%。接种至MM3培养基的胚珠,获得的胚发育率和成苗率均高于ER培养基。杂交组合‘昆香无核’ב双优’的胚珠接种至添加2.5 mmol·L~(-1)谷氨酰胺的MM3培养基,获得胚发育率最高,为59.69%;添加天冬酰胺、谷氨酰胺培养的杂种胚珠获得的成苗率分别为21.43%、20.93%,对成苗促进作用显著;对于杂交组合‘红宝石无核’ב北醇’,添加2.5 mmol·L~(-1)天冬酰胺的胚发育率最高,为55.71%;添加天冬酰胺、谷氨酰胺培养的杂种胚珠的成苗率分别为21.43%、22.22%,对成苗促进作用显著。利用无核标记GSLP-569、SCC8-1018和抗寒分子标记S241-717,共检测了6个杂交组合的83个杂种株系,其中携带无核分子标记的杂种株系49个,抗寒分子标记的杂种株系55个,同时携带无核和抗寒标记的杂种株系36个。【结论】‘昆香无核’和‘红脸无核’适宜作为胚挽救育种的母本材料。‘双优’作为父本比‘北冰红’的胚挽救效率更高。MM3适宜作为胚发育培养基。MM3培养基中添加酰胺类氨基酸可以促进胚挽救成苗。分子标记检测的83个杂种株系中,36个杂种株系携带无核抗寒分子标记。     

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。     

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^-1 NAA+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。     

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。     

无核葡萄胚珠发育过程中内源激素及多胺含量的变化

【目的】探究无核葡萄胚珠发育过程中内源激素和多胺含量变化对胚发育的影响，为花前喷洒外源激素及胚珠离体培养条件下培养基中添加外源激素以促进胚的发育提供理论依据。【方法】以欧亚种葡萄(Vitis vinifera L.)有核品种‘京秀’及其F₁代种子败育型无核品种‘秦秀’为材料，采用高效液相色谱质谱(high performance liquid chromatography mass spectrometry,HPLCMS)和超高效液相色谱(ultra performance liquid chromatography,UPLC)分析方法，比较二者在果实不同发育时期胚珠中内源激素和多胺含量的变化规律。【结果】对于生长素(IAA)、玉米素(ZT)、玉米素核苷(ZR)和N6-异戊烯腺嘌呤(i PAS)含量，‘京秀’在花后39 d达到最高值，‘秦秀’在花后42 d达到最高值，但前者最高值均高于后者(1.5倍以上)；对于茉莉酸(JA)和水杨酸(SA)含量，‘京秀’在花后36 d(2 000 ng·g^-1和6 500 ng·g^-1)...     

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.     

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。     

无核葡萄离体胚珠发育影响因子及其生理变化

【目的】 研究无核葡萄离体胚珠发育影响因素,为提高无核葡萄胚挽救育种效率提供技术参考。【方法】 选择‘红宝石’无核葡萄为材料,在自然授粉后65 d摘取葡萄幼果,消毒处理后,剥取胚珠接种到不同培养基上。研究不同培养基处理（4种不同的基本培养基、附加4种不同蔗糖含量,共计16个处理）和不同培养时间对胚珠发育率和生理指标的影响,并对胚珠发育率和不同生理指标进行相关分析。【结果】 在胚珠离体培养阶段,不同处理对胚珠发育率影响不同。采用固液双层基本培养基（改良MM3固体培养基+8 mg·L ^-1 ER液体培养基）、附加45 g·L ^-1蔗糖、培养49 d时,胚珠发育率最高,达到（42.23±6.93）%。不同处理对离体培养胚珠各生理指标影响不同。当培养时间相同、基本培养基为固液双层培养基时,胚珠淀粉含量变化差异不显著,而可溶性蛋白含量、总酚含量和超氧化物歧化酶（SOD）活性均增加,过氧化物酶（POD）和多酚氧化酶（PPO）活性均降低;随着附加蔗糖含量的增加,胚珠淀粉含量变化差异不显著,而可溶性蛋白、总酚含量和SOD酶活性均出现先增加后下降的趋势,POD酶和PPO酶活性均出现逐渐升高的趋势。当培养基处理相同时,随着离体培养时间的延长,胚珠淀粉含量出现逐渐下降的趋势,可溶性蛋白含量、总酚含量和SOD酶活性均出现先增加后下降的趋势,POD酶和PPO酶活性均出现逐渐升高的趋势。相关分析发现,胚珠发育率与胚珠可溶性蛋白含量、总酚含量和SOD酶活性呈极显著正相关,与POD酶活性和PPO酶活性呈极显著负相关,与淀粉含量相关性不显著。 【结论】 采用固液双层基本培养基（改良MM3固体培养基+8 mg·L ^-1 ER液体培养基）,附加45 g·L ^-1蔗糖,培养时间49 d时,胚珠发育率最高,离体培养的胚珠生理活性也较强。胚珠发育率与离体培养胚珠的可溶性蛋白含量、总酚含量和SOD酶活性呈极显著正相关,与POD酶活性和PPO酶活性呈极显著负相关。     

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。     

Effects of exogenous paclobutrazol and sampling time on the efficiency of in vitro embryo rescue in the breeding of new seedless grape varieties

Embryo rescue technology plays an important role in seedless grape breeding.  However, the efficiency of embryo rescue, including the embryo formation, germination, and seedling rates, is closely related to the parental genotypes, degree of abortion, growth medium, and plant growth regulators.  In this study, we investigated the effects of different concentrations of paclobutrazol (PAC), a plant growth regulator, and embryo collection times on the embryo formation, germination, and seedling rates for different hybrid combinations of grape breeding varieties used for their aroma and cold-resistance traits.  The results showed that the different PAC concentrations had varying impacts on the development of ovules and embryos from the different grape varieties.  The embryo formation rates of the ‘Sultanina Rose’בBeibinghong’ and ‘Kunxiang Seedless’בTaishan-2’ crosses were the highest under the 5.1 μmol L^–1 PAC treatment.  The 1.0 μmol L^–1 PAC treatment was optimal for the germination and seedling development of the ‘Sultanina Rose’בBeibinghong’ embryos, whereas the 0.2 μmol L^–1 PAC treatment induced the highest germination rate for the ‘Sultanina Rose’בKunxiang Seedless’ cross.  The optimal sampling times for each cross varied as 39 d after pollination (DAP) for the ‘Flame Seedless’בMuscat Hamburg’ cross, 46 DAP for the ‘Kunxiang Seedless’בBeibinghong’ cross, and 41 DAP for the ‘Ruby Seedless’בBeibinghong’ and ‘Fantasy Seedless’בShuangyou’ crosses.  Moreover, the medium modified with 0.5 g L^–1 of indole-3-butyric acid allowed the malformed seedlings to develop into plantlets and achieve larger progenies.  This study provides a useful basis for further studies into grape embryo rescue and could improve breeding efforts for new seedless grape varieties.     

表油菜素内酯对夏黑葡萄幼苗生长的影响

为研究叶面喷施表油菜素内酯(EBR)对葡萄幼苗生长的影响,采用盆栽试验,以夏黑葡萄幼苗为材料,叶面喷施不同浓度(0、0.5、1.0、1.5、2.0 mg·L^-1)的EBR,测定EBR对葡萄幼苗生物量、光合特性、抗氧化系统的影响。结果表明,叶面喷施不同浓度的EBR提高了葡萄幼苗的生物量、根冠比和光合色素含量,降低了叶绿素a/b;除了叶温下蒸气压亏缺值有所降低,幼苗叶片的光合参数(净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和胞间CO₂浓度)升高;叶片的抗氧化酶活性、游离脯氨酸和可溶性蛋白质含量均升高,且均在EBR浓度为1.0 mg·L^-1和1.5 mg·L^-1时升高幅度较大;喷施1.0 mg·L^-1和1.5 mg·L^-1EBR时,叶片的相对电导率降低;喷施1.5 mg·L^-1EBR时,幼苗根、茎的可溶性糖含量升高;喷施0.5 mg·L^-1和1.0 mg·L^-1 EBR时,幼苗叶片的可溶性糖含量升高。总体上,叶面喷施1.0 mg·L^-1 EBR能够促进夏黑葡萄幼苗的生长,并且能够提高幼苗的抗氧化性。     

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。     

菜心和芥蓝种间杂交创制异源四倍体蔬菜种质

通过菜心和芥蓝的种间杂交可丰富遗传背景,创新种质资源,但由于受精合子发育障碍,需对种间杂种进行胚挽救,才能获得后代。以菜心作为母本,芥蓝作为父本,进行种间杂交,于杂交后取种间杂种胚进行人工培养,设置5种不同胚挽救培养基,6个不同取材时间,4种不同生根培养基,3种不同染色体加倍方式,筛选适合的种间杂种胚挽救方式、增殖扩繁方式、染色体加倍方式,提高种间杂种获得率。结果显示,ERM₄(MS+0.5 mg·L^-1 6-BA+0.5 mg·L^-1 NAA+1.0 mg·L^-1 KT+1 g·L^-1 AC)出胚率为10.47%,为最佳胚挽救培养基;授粉后12 d为最佳取材时间,出胚率为26.32%;RM₄(1/2MS+0.5 mg·L^-1 IBA)生根率最高、生根时间最短,为最佳生根培养基;秋水仙碱涂抹生长点5次,染色体加倍率可达62.26%,为最佳染色体加倍方式。通过形态学鉴定、染色体分析、倍性鉴定等方法,对F₁代杂种植株进行鉴定,结果显示,所得杂种为真杂种,可育株为异源四倍体。异源四倍体蔬菜种质的成功创制为后续育种研究奠定了基础。     

板栗成熟胚再生体系的建立与优化

研究了外植体消毒方法、植物生长调节剂组合对胚萌发和生长的影响。以迁西板栗主栽品种‘燕山早丰’成熟胚为试验材料,采用L₉(3⁴)试验设计对增殖培养基进行筛选。结果表明,二次消毒处理可以有效抑制污染,污染率最低为16.67%。胚萌发和生长最佳基本培养基为WPM+6-BA 1.0 mg·L^-1,萌发率最高达到95.00%,胚萌发苗最高为59.65 mm。不定芽诱导的最适培养基为:MS+6-BA 1.0 mg·L^-1+IBA 0.1 mg·L^-1。芽诱导率最高为92.50%。最适增殖培养基为GD+ZT 2.0 mg·L^-1+NAA 0.1 mg·L^-1,增殖系数最大为3.91。