新疆农业科学 ›› 2022, Vol. 59 ›› Issue (6): 1321-1329.DOI: 10.6048/j.issn.1001-4330.2022.06.003
杨静1(), 王为然1, 王萌1, 朱家辉1, 宁新民1, 阿里甫·艾尔西1, 闵玲2(), 孔杰1,3()
收稿日期:
2021-10-11
出版日期:
2022-06-20
发布日期:
2022-07-07
通信作者:
闵玲,孔杰
作者简介:
杨静(1989-),女,陕西宁强人,助理研究员,研究方向为长绒棉遗传育种. (E-mail) hzjingy@126.com
基金资助:
YANG Jing1(), WANG Weiran1, WANG Meng1, ZHU Jiahui1, NING Xinmin1, Alifu Aierxi1, MIN Ling2(), KONG Jie1,3()
Received:
2021-10-11
Online:
2022-06-20
Published:
2022-07-07
Correspondence author:
MIN Ling, KONG Jie
Supported by:
摘要:
【目的】 研究新疆海岛棉不同材料愈伤组织培养体系,筛选再生能力强的海岛棉材料,为新疆海岛棉基因工程育种提供参考。【方法】 以105份新疆海岛棉为材料,利用改良后的MS培养基对下胚轴共培养,在2,4-D诱导培养基中诱导分化产生愈伤组织,浸染农杆菌介导的红色荧光蛋白,验证转化效果。【结果】 海岛棉材料愈伤组织的增殖速率与其基因型有关,改良后的MS共培养基、2,4-D诱导培养基可有效用于新疆海岛棉共培养和胚性愈伤组织增殖;愈伤组织增殖的适宜培养时间为4个月,时间过长不利于其增殖;愈伤增殖速度与转化率呈正相关,增殖快的材料其红色荧光蛋白的转化率较高;筛选出2份增殖快且转化率好的海岛棉材料。【结论】 建立了新疆海岛棉胚性愈伤组织培养体系与鉴定方法,筛选出9份愈伤增殖好、且能够有效转化的海岛棉材料。
中图分类号:
杨静, 王为然, 王萌, 朱家辉, 宁新民, 阿里甫·艾尔西, 闵玲, 孔杰. 新疆海岛棉胚性愈伤组织培养体系[J]. 新疆农业科学, 2022, 59(6): 1321-1329.
YANG Jing, WANG Weiran, WANG Meng, ZHU Jiahui, NING Xinmin, Alifu Aierxi, MIN Ling, KONG Jie. Preliminary Study on the Embryogenic Callus Culture System of Xinjiang Island Cotton (G. barbadense L. )[J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2022, 59(6): 1321-1329.
材料编号Material code | |||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
907 | 947 | 966 | 974 | 984 | 1011 | 1028 | 1046 | 1061 | 1074 | 1086 | 1094 | 1108 | 1119 |
920 | 954 | 967 | 975 | 987 | 1012 | 1036 | 1050 | 1062 | 1075 | 1087 | 1098 | 1109 | |
921 | 955 | 968 | 976 | 995 | 1013 | 1040 | 1051 | 1063 | 1076 | 1088 | 1099 | 1111 | |
922 | 960 | 969 | 977 | 998 | 1014 | 1041 | 1052 | 1064 | 1080 | 1089 | 1101 | 1112 | |
923 | 961 | 970 | 979 | 999 | 1016 | 1042 | 1056 | 1065 | 1081 | 1090 | 1102 | 1113 | |
926 | 962 | 971 | 980 | 1007 | 1017 | 1043 | 1058 | 1067 | 1083 | 1091 | 1103 | 1115 | |
927 | 964 | 972 | 981 | 1008 | 1024 | 1044 | 1059 | 1070 | 1084 | 1092 | 1104 | 1116 | |
933 | 965 | 973 | 982 | 1010 | 1025 | 1045 | 1060 | 1073 | 1085 | 1093 | 1105 | 1118 |
表1 海岛棉试验材料
Table 1 The experiment accessions of island cotton
材料编号Material code | |||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
907 | 947 | 966 | 974 | 984 | 1011 | 1028 | 1046 | 1061 | 1074 | 1086 | 1094 | 1108 | 1119 |
920 | 954 | 967 | 975 | 987 | 1012 | 1036 | 1050 | 1062 | 1075 | 1087 | 1098 | 1109 | |
921 | 955 | 968 | 976 | 995 | 1013 | 1040 | 1051 | 1063 | 1076 | 1088 | 1099 | 1111 | |
922 | 960 | 969 | 977 | 998 | 1014 | 1041 | 1052 | 1064 | 1080 | 1089 | 1101 | 1112 | |
923 | 961 | 970 | 979 | 999 | 1016 | 1042 | 1056 | 1065 | 1081 | 1090 | 1102 | 1113 | |
926 | 962 | 971 | 980 | 1007 | 1017 | 1043 | 1058 | 1067 | 1083 | 1091 | 1103 | 1115 | |
927 | 964 | 972 | 981 | 1008 | 1024 | 1044 | 1059 | 1070 | 1084 | 1092 | 1104 | 1116 | |
933 | 965 | 973 | 982 | 1010 | 1025 | 1045 | 1060 | 1073 | 1085 | 1093 | 1105 | 1118 |
图1 海岛棉愈伤组织诱导转化过程 注:A.陆地棉Jin668无菌苗(CK);B.Jin668下胚轴;C.海岛棉无菌苗;D~F.923、971、962下胚轴。Bars 值均为1 cm
Fig.1 Process of callus induction and transformin island cotton Note: A.The aseptic seedling of Jin668; B.Jin668 hypocotyl; C.The aseptic seedling of island cotton; D-F.Hypocotyl of 923,971,962.Bars value is 1 cm
图2 愈伤组织增殖 注:A.未浸染农杆菌的陆地棉Jin668(CK)的愈伤组织;B~C,E~F.培养4个月后的愈伤组织;D.Jin668浸染农杆菌后培养4个月的愈伤组织。Bars值均为1 cm
Fig.2 Callus induction and proliferation Note: A.Callus of upland cotton Jin668 (CK) not infested with agrobacterium; B-C,E-F, Callus of 923,986,1007 and 972 after 4 months of culture,respectively.D.The callus of Jin668 after 4 months of cultivation inoculation with agrobacterium.Bars value is 1 cm
材料编号 Code | 诱导4个月增重 Add weight after 4 months(g) | 愈伤颜色质地 Callus of color and phenotype | 愈伤细胞形态 Callus of cell morphology | 诱导6个月增重 Add weight after 6 months(g) | 愈伤颜色质地 Callus of color and phenotype | 愈伤细胞形态 Callus of cell morphology |
---|---|---|---|---|---|---|
Jin668 | 0.26±0.08 | 浅黄,疏松 | 长柱、近球形 | 0.35±0.04 | 浅棕,疏松 | 长柱形 |
962 | 0.13±0.02 | 浅黄色,疏松 | 同上 | 0.64±0.15 | 浅黄,疏松 | 近球、长柱形 |
1010 | 0.22±0.04 | 粉白色,硬 | 同上 | 0.83±0.15 | 浅绿,硬 | 同上 |
1025 | 0.35±0.06 | 浅绿色,疏松 | 同上 | 0.47±0.10 | 浅绿色,疏松 | 同上 |
1052 | 0.24±0.07 | 浅绿色,硬 | 同上 | 0.35±0.13 | 红褐色,疏松 | 同上 |
964 | 0.20±0.06 | 绿色,疏松 | 近球形 | 1.10±0.14 | 浅黄,软 | 近球形 |
986 | 0.12±0.03 | 绿色,硬 | 同上 | 0.45±0.10 | 浅黄,疏松 | 同上 |
1011 | 0.16±0.06 | 浅绿,硬 | 同上 | 0.29±0.04 | 浅黄,硬 | 同上 |
1086 | 0.10±0.01 | 浅绿,疏松 | 同上 | 0.18±0.03 | 浅绿,硬 | 同上 |
1103 | 0.18±0.03 | 同上 | 同上 | 0.39±0.05 | 浅绿,硬 | 同上 |
表2 不同诱导时间下胚轴愈伤组织质量(部分)
Table 2 Callus quality of hypocotyl at different induction time
材料编号 Code | 诱导4个月增重 Add weight after 4 months(g) | 愈伤颜色质地 Callus of color and phenotype | 愈伤细胞形态 Callus of cell morphology | 诱导6个月增重 Add weight after 6 months(g) | 愈伤颜色质地 Callus of color and phenotype | 愈伤细胞形态 Callus of cell morphology |
---|---|---|---|---|---|---|
Jin668 | 0.26±0.08 | 浅黄,疏松 | 长柱、近球形 | 0.35±0.04 | 浅棕,疏松 | 长柱形 |
962 | 0.13±0.02 | 浅黄色,疏松 | 同上 | 0.64±0.15 | 浅黄,疏松 | 近球、长柱形 |
1010 | 0.22±0.04 | 粉白色,硬 | 同上 | 0.83±0.15 | 浅绿,硬 | 同上 |
1025 | 0.35±0.06 | 浅绿色,疏松 | 同上 | 0.47±0.10 | 浅绿色,疏松 | 同上 |
1052 | 0.24±0.07 | 浅绿色,硬 | 同上 | 0.35±0.13 | 红褐色,疏松 | 同上 |
964 | 0.20±0.06 | 绿色,疏松 | 近球形 | 1.10±0.14 | 浅黄,软 | 近球形 |
986 | 0.12±0.03 | 绿色,硬 | 同上 | 0.45±0.10 | 浅黄,疏松 | 同上 |
1011 | 0.16±0.06 | 浅绿,硬 | 同上 | 0.29±0.04 | 浅黄,硬 | 同上 |
1086 | 0.10±0.01 | 浅绿,疏松 | 同上 | 0.18±0.03 | 浅绿,硬 | 同上 |
1103 | 0.18±0.03 | 同上 | 同上 | 0.39±0.05 | 浅绿,硬 | 同上 |
图4 愈伤组织增殖较好的海岛棉 注:A~H分别为962,964,1010,1011,1025,1052,1086和1103培养4个月后的愈伤组织。Bars值均为1 cm
Fig.4 The better callus induction and proliferation of accessions Note:A.The callus of 962,964,1010,1011,1025,1052,1086 and 1103 after 4 months of cultivation,respectively.Bars value is 1 cm
图5 海岛棉红色荧光蛋白转化 注:A~D.Jin668、964、1086和1052培育4个月后的愈伤组织;E~H.Jin668、964、1086和1052培育4个月愈伤组织中的红色荧光蛋白;I~L.Jin668、964、1086和1052培育4个月后愈伤组织的细胞形态(甲苯胺蓝染色).A,B,C,D的bars值为1cm,E、F、G、H、I、J、K、L为100 μm
Fig.5 Observation of red fluorescence protein transform in island cotton Note:A-D.Callus of Jin668,964,1086 and 1052 cultivated 4 Callus after 4 months, respectively; E-H.Jin668,964,1086 and 1052 after 4 months of cultivation of red fluorescent protein in callus; I-L.Jin668, 964,1086 and 1052 after 4 months of cultivation tissue cell morphology (toluidine blue staining), respectively.Bars value of A, B, C, D is 1 cm, and E, F, G, H,I,J,K, L is 100 μm
图6 红色荧光蛋白转化率较低的下胚轴增殖变化 注:A,D.海岛棉1010和1103培育4个月后的愈伤组织;B,E.1010和1103培育4个月后愈伤组织中的红色荧光蛋白;C,F:1010和1103培育4个月后愈伤组织的细胞形态(甲苯胺蓝染色).A和D的bars值为1 cm,B、C、E、F为100 μm
Fig.6 Observation of lower transform ratio of red fluorescence protein in island cotton Note:A, D: Island cotton 1010and 1103 callus after 4 months of cultivation; B, E: 1010 and1103 callus after 4 months of cultivation of red fluorescence protein; C, F: 1010 and 1103 callus cell morphology after 4 months of cultivation (toluidine blue staining).Bars value of A and D is 1cm, B, C, E, and F is 100 μm
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