久久人人爽爽爽人久久久-免费高清a级毛片在线播放-国产高清自产拍av在线-中文字幕亚洲综合小综合-无码中文字幕色专区

學(xué)術(shù)咨詢

讓論文發(fā)表更省時、省事、省心

玫瑰組織培養(yǎng)和遺傳轉(zhuǎn)化的研究進(jìn)展

時間:2021年03月13日 分類:農(nóng)業(yè)論文 次數(shù):

摘要:玫瑰是一種重要的藥食兼用植物,栽培歷史悠久,被廣泛種植用于提取精油,具有較高的觀賞價值、經(jīng)濟(jì)價值和藥用價值。玫瑰常規(guī)以扦插、分株、嫁接等方法繁殖,繁殖率較低,建立玫瑰組織培養(yǎng)體系可提高繁殖速度,有利于進(jìn)行工廠化育苗。在玫瑰遺傳轉(zhuǎn)化方

  摘要:玫瑰是一種重要的藥食兼用植物,栽培歷史悠久,被廣泛種植用于提取精油,具有較高的觀賞價值、經(jīng)濟(jì)價值和藥用價值。玫瑰常規(guī)以扦插、分株、嫁接等方法繁殖,繁殖率較低,建立玫瑰組織培養(yǎng)體系可提高繁殖速度,有利于進(jìn)行工廠化育苗。在玫瑰遺傳轉(zhuǎn)化方面,以農(nóng)桿菌介導(dǎo)法應(yīng)用最多,已獲得轉(zhuǎn)基因株系。本研究總結(jié)了前人在玫瑰組織培養(yǎng)中外植體選擇、外植體消毒、培養(yǎng)條件、初代培養(yǎng)、增殖培養(yǎng)、生根培養(yǎng)、煉苗移栽以及遺傳轉(zhuǎn)化等方面的研究成果,提出了目前研究中存在的問題,并對未來研究方向和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景進(jìn)行了展望,以期為玫瑰組織培養(yǎng)研究、遺傳轉(zhuǎn)化體系建立以及工廠化育苗等工作的開展提供借鑒和幫助。

  關(guān)鍵詞玫瑰;組織培養(yǎng);遺傳轉(zhuǎn)化

玫瑰葡萄酒

  玫瑰為薔薇科(Rosaceae)薔薇屬(Rosa)植物,是重要的藥食兼用植物,在生態(tài)涵養(yǎng)、景觀綠化、食品化工、醫(yī)藥保健等方面起著重要作用,以重瓣紅玫瑰(Rosarugosa„Plena‟)、大馬士革玫瑰(R.damascene)等為代表,其主要的商業(yè)用途為提取玫瑰精油(徐立軍等,2015,河北林業(yè)科技,(2):19-21)。中國是玫瑰種植大國,玫瑰資源豐富,品種繁多,山東平陰、北京妙峰山、甘肅苦水、新疆是國內(nèi)主要的玫瑰種植地區(qū)。

  農(nóng)業(yè)栽培論文范例:玫瑰香葡萄汁冷凍濃縮響應(yīng)面工藝優(yōu)化與品質(zhì)研究

  目前,玫瑰產(chǎn)業(yè)品種退化等問題制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展。同時,玫瑰存在著種間雜交親和力低、種子萌發(fā)弱以及種子幼苗成活困難等問題,其傳統(tǒng)繁殖方式(嫁接,扦插以及分株等)繁殖周期長且病蟲害嚴(yán)重,不利于工廠化種苗生產(chǎn)(霍書新等,2007)。植物組織培養(yǎng)是一種利用植物細(xì)胞全能性來進(jìn)行快速繁殖的技術(shù),應(yīng)用組織培養(yǎng)技術(shù)快速繁殖優(yōu)質(zhì)種苗是一種行之有效的措施(李坤峰等,2014;陳宇杰等,2019,寧波大學(xué)學(xué)報(理工版),32(1):1-5)。此外,植物組織培養(yǎng)作為高效再生體系建立的重要環(huán)節(jié),它通過控制再生體系的穩(wěn)定性與再生頻率的高低,直接影響遺傳轉(zhuǎn)化效率(胡選萍等,2018)。

  采用組織培養(yǎng)進(jìn)行玫瑰種苗繁殖具有速度快、種苗脫毒等優(yōu)勢,可以加速品種更新?lián)Q代,促進(jìn)玫瑰種植業(yè)更快更好地發(fā)展(尹利方等,2016,江西農(nóng)業(yè),(19):59)。目前,國內(nèi)外學(xué)者對玫瑰組織培養(yǎng)進(jìn)行了多方面的研究,在大馬士革玫瑰(R.damascene)、重瓣紅玫瑰(R.rugosa„Plena‟)等品種中均有報道,前人以莖段等為外植體,探究了腋芽萌發(fā)、增殖、生根培養(yǎng)的最佳培養(yǎng)基配方、煉苗移栽方法及培養(yǎng)條件,建立了組織培養(yǎng)技術(shù)體系,為生產(chǎn)應(yīng)用提供了科學(xué)依據(jù)(李雪,2014;黃穎等,2014;陳宇杰等,2019,寧波大學(xué)學(xué)報(理工版),32(1):1-5)。

  近年來,關(guān)于玫瑰遺傳轉(zhuǎn)化的研究報道較少,對玫瑰組織培養(yǎng)和遺傳轉(zhuǎn)化的研究進(jìn)展也缺乏系統(tǒng)的的歸納和總結(jié)。本研究對玫瑰組織培養(yǎng)及遺傳轉(zhuǎn)化研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述,對目前存在的問題、未來研究方向及應(yīng)用前景進(jìn)行了探討,以期為玫瑰的快速繁育、遺傳轉(zhuǎn)化以及工廠化快速育苗等提供參考。

  1玫瑰組織培養(yǎng)

  1.1外植體選擇

  外植體類型、取樣時期均會影響玫瑰離體組織培養(yǎng)體系的建立,組培苗的再生率、污染率也存在很大差異,選擇合適的外植體類型和采樣時間尤為關(guān)鍵(賈玉娟等,2018,林業(yè)科技通訊,(9):22-26)。已報道的玫瑰離體快繁的外植體主要包括玫瑰(R.rugosa)的莖段(Xingetal.,2010)、大馬士革玫瑰(R.damascene)的莖尖、莖段以及葉片(趙蓓蓓等,2011,園藝學(xué)報,38(S):2630;黃穎等,2014)、野生玫瑰(R.rugosa)的莖段(楊麗娟等,2010)、苦水玫瑰(R.sertata×R.rugosa)的莖段(張武等,2018)、重瓣紅玫瑰(R.rugosa„Plena‟)的莖段(楊博,2003,中國農(nóng)業(yè)大學(xué),pp.25-26)、墨紅玫瑰(R.chinensis„CrimsonGlory‟)的莖段(靳松等,2015)、紫枝玫瑰(R.rugosa„ZiZhi‟)的莖段(朱翠英等,2005)、以及滇紅食用玫瑰(R.rugosa„Dianhong‟)的莖尖和莖段(李曉亮等,2015)等。玫瑰不同類型的外植體組織培養(yǎng)效果差異較大,可能與玫瑰的品種、植物激素等相關(guān)。

  同一品種的不同莖段取材部位也會影響到玫瑰組織培養(yǎng)的成功率,其中,當(dāng)年生枝條上部和中部的帶芽莖段、莖尖褐變率低,是適于組織培養(yǎng)的理想材料(賈玉娟等,2018,林業(yè)科技通訊,(9):22-26)。玫瑰外植體取樣時間需兼顧外植體的再生能力和組培污染率等兩方面,宜在玫瑰再生能力強(qiáng)、攜帶病菌少的季節(jié)進(jìn)行。對于莖段的組織培養(yǎng),在芽休眠末期或者萌動初期效果最佳。已有研究對比新疆7月、9月以及11月不同時間采集的接種材料萌發(fā)率,發(fā)現(xiàn)11月采集的枝條腋芽萌發(fā)率最高,達(dá)到了84.2%(黃穎等,2014)。

  由于不同地域氣候的差異,各地適合玫瑰外植體取樣時間也存在差異。在陜西地區(qū),玫瑰莖段外植體的最佳選取時間在3~5月及10月中旬,而盛夏季節(jié)最不適于玫瑰組培(于福科和張廣軍,2002,陜西農(nóng)業(yè)科學(xué),(11):47-48)。在山東地區(qū),4~12月份,外植體污染率逐漸上升,其中,4~9月份以細(xì)菌性污染為主,10~12月份枝條逐漸進(jìn)入休眠,霉菌污染率逐漸升高,4月份是取樣的最佳時期(盧緒娟,2007)。

  1.2外植體消毒

  對于木本植物而言,組織培養(yǎng)最具挑戰(zhàn)的是無菌體系的建立(胡選萍等,2018)。消毒方式(消毒劑種類,濃度和消毒時間)的選擇對于植物組織培養(yǎng)的成敗起著至關(guān)重要的作用(汪騰越等,2012)。外植體消毒包括消毒劑浸泡處理、無菌水清洗等步驟,其中,75%乙醇(C2H5OH)、升汞(HgCl2)、次氯酸鈉(NaClO)等是玫瑰外植體的主要消毒劑。在消毒效果方面,升汞的效果最佳,次氯酸鈉次之。盡管升汞的消毒效果顯著,但它對人體存在極大的毒性,近年來被嚴(yán)格管控使用,而次氯酸鈉毒性低于升汞,高效廣譜,被廣泛使用。另外,在消毒劑處理前,對外植體表面進(jìn)行清洗,也可降低污染率(邢文等,2014)。

  玫瑰莖段消毒后宜切除兩端接觸消毒劑的部位,再進(jìn)行組織培養(yǎng),可減少攜帶的病菌,提高組織培養(yǎng)的成功率。外植體消毒時間尤為關(guān)鍵,不同玫瑰品種對消毒滅菌所能承受的時間存在差異。消毒時間過短,易出現(xiàn)消毒殺菌不徹底等問題,而時間過長會導(dǎo)致外植體的褐化死亡(賈玉娟等,2018,林業(yè)科技通訊,(9):22-26)。在玫瑰莖段消毒中,0.1%~0.2%升汞的消毒時間宜在5~8min,2%次氯酸鈉的消毒時間在20min左右,消毒效果最佳(孟長軍,2012,中國園藝文摘,28(8):177-178)。

  以葉片進(jìn)行體細(xì)胞胚組織培養(yǎng)時,葉片為莖段組培苗的無菌葉,不需要外植體消毒(Xingetal.,2014a)。以種子合子胚為外植體時,需對玫瑰種子進(jìn)行70%乙醇消毒1min、1%次氯酸鈉溶液消毒15min等處理,以獲得無菌外植體(Kimetal.,2009)。除了消毒劑的選擇、消毒時間的控制,對外植體低溫預(yù)處理也有助于消毒充分,降低污染率。將玫瑰枝去葉剝刺后置于冰箱低溫處理7d,再進(jìn)行消毒,發(fā)現(xiàn)該方法可有效降低污染,減輕褐變,也不影響莖段腋芽的萌發(fā)(于福科和張廣軍,2002,陜西農(nóng)業(yè)科學(xué),(11):47-48)。相關(guān)研究證實,在升汞或次氯酸鈉消毒過程中添加表面活性劑吐溫20(Tween-20),可顯著提高消毒效果(楊博,2003,中國農(nóng)業(yè)大學(xué),pp.25-26)。

  1.3培養(yǎng)條件

  溫度、光照、濕度及pH值等是組織培養(yǎng)體系成功建立的重要環(huán)境因素。玫瑰的初代培養(yǎng)以MS為基本培養(yǎng)基,增殖培養(yǎng)主要以MS、WPM為基本培養(yǎng)基,生根培養(yǎng)主要以1/2MS為基本培養(yǎng)基(徐立軍等,2015,河北林業(yè)科技,(2):19-21)。基本培養(yǎng)基通常添加20~30g/L蔗糖、6~12g/L瓊脂,pH為5.8~6.2(楊博,2003;盧緒娟,2007)。溫度是組織培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)境因子,生根階段對溫度的變化非常敏感,過高過低的溫度會導(dǎo)致嫩莖生根數(shù)量減少(姚曉惠等,2002,農(nóng)業(yè)與技術(shù),(5):25-28)。

  在培養(yǎng)室溫度(25±2)℃、濕度30%~45%、光照時間12h/d條件下,玫瑰組織培養(yǎng)效果較好(李曉亮等,2017)。適宜的光照強(qiáng)度是玫瑰組培苗正常生長的必要條件,2000~3000lx的光照強(qiáng)度為最佳光強(qiáng)范圍(盧緒娟,2007)。黑暗培養(yǎng)對葉片不定芽的誘導(dǎo)起到重要作用,研究發(fā)現(xiàn),最適合玫瑰不定芽誘導(dǎo)的暗培養(yǎng)時間為10~15d,在暗培養(yǎng)結(jié)束后,外植體繼續(xù)在誘導(dǎo)培養(yǎng)基上轉(zhuǎn)入光照培養(yǎng),15~20d后再轉(zhuǎn)入增殖培養(yǎng)基,培養(yǎng)效果最好(邢文等,2014)。

  1.4初代培養(yǎng)

  初代培養(yǎng)是植物組織培養(yǎng)過程中必不可少的一個環(huán)節(jié),又稱為啟動培養(yǎng)。選擇合適的培養(yǎng)基和植物生長調(diào)節(jié)劑,能促進(jìn)莖段腋芽的萌發(fā),也能促進(jìn)葉片快速、大量地產(chǎn)生不定芽,實現(xiàn)植物快速無性繁殖(陳宇杰等,2019,寧波大學(xué)學(xué)報(理工版),32(1):1-5;李雪等,2020)。在莖段腋芽萌發(fā)中,使用的植物生長調(diào)節(jié)劑包括細(xì)胞分裂素類的6-芐氨基嘌呤(6-BA)、玉米素(ZT)、噻苯隆(TDZ)、二氯苯氧乙酸(2,4-D)等,生長素類的α-萘乙酸(NAA)、吲哚乙酸(IAA)、吲哚丁酸(IBA)和赤霉素(GA3)等。6-BA與NAA兩種植物激素在玫瑰初代培養(yǎng)中最適濃度、比例的研究較為深入。

  有研究以玫瑰幼嫩葉片為外植體,建立不定芽再生體系,發(fā)現(xiàn)6-BA是影響愈傷組織質(zhì)量的主要因素(盧緒娟,2007);在玫瑰嫩莖基部直接再生芽苗的誘導(dǎo)研究中,也發(fā)現(xiàn)6-BA的濃度尤為關(guān)鍵,過高濃度的6-BA會抑制玫瑰芽苗再生(李敏等,2016,江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),44(6):81-83)。

  6-BA最適濃度因品種而存在差異,如重瓣紅玫瑰為1.5mg/L(陳宇杰等,2019,寧波大學(xué)學(xué)報(理工版),32(1):1-5),紫枝玫瑰為0.4mg/L(朱翠英等,2005)。在初代培養(yǎng)中,NAA濃度通常低于6-BA濃度,以0.02~0.3mg/L較適宜。黃穎等(2014)在MS培養(yǎng)基中添加不同濃度NAA,發(fā)現(xiàn)NAA濃度為0.1mg/L時,腋芽萌發(fā)率較高,可達(dá)到97.5%。植物激素TDZ是玫瑰葉片愈傷組織再生不定芽的必要條件(盧緒娟,2007),當(dāng)TDZ濃度為1.5mg/L誘導(dǎo)時,葉片不定芽誘導(dǎo)效果最佳(邢文等,2014)。

  1.5增殖培養(yǎng)

  在玫瑰的繼代増殖培養(yǎng)階段,不同生長調(diào)節(jié)劑配比是影響叢生芽繼代増殖的關(guān)鍵(Kimetal.,2009;李雪,2014;邢文等,2014)。增殖培養(yǎng)使用的生長調(diào)節(jié)劑主要是NAA、6-BA、GA3與2,4-D等,叢生芽的發(fā)生源主要為腋芽和不定芽。6-BA和NAA的濃度影響增殖效果,當(dāng)6-BA濃度為0.5~3.0mg/L、NAA濃度為0.01~0.1mg/L時,增殖效果較佳。

  在WPM培養(yǎng)基中,6-BA在0.6~1.5mg/L時,苦水玫瑰的叢生芽增殖倍數(shù)隨6-BA濃度的增加呈逐步上升趨勢,其中,6-BA濃度達(dá)到1.5mg/L時,叢生芽的增殖系數(shù)最高,為3.56(張武等,2018)。大馬士革玫瑰芽苗增殖系數(shù)隨6-BA和NAA濃度的提高而增加,其中WPM+6-BA3.0mg/L+NAA0.1mg/L為最佳的繼代增殖培養(yǎng)基(徐立軍等,2015,河北林業(yè)科技,(2):19-21)。

  在MS培養(yǎng)基中,6-BA濃度為1.0mg/L時,大馬士革玫瑰新芽的增殖能力最強(qiáng),增殖系數(shù)最大,為4.2(黃穎等,2014)。增殖效果最佳的6-BA濃度可能與玫瑰品種、培養(yǎng)基類型等因素相關(guān)。植物激素的選擇也影響到愈傷組織增殖、不定芽再生。

  TDZ有利于誘導(dǎo)玫瑰愈傷組織再生不定芽,相比TDZ,6-BA不能誘導(dǎo)不定芽,但有利于不定芽增殖再生,2,4-D對不定芽的再生有顯著的抑制作用,MS+TDZ2.0mg/L+IBA0.1mg/L是玫瑰葉片愈傷組織再生不定芽的適宜培養(yǎng)基(盧緒娟,2007)。在不定芽增殖培養(yǎng)中,低濃度6-BA和NAA組合下增殖效果較佳(張娜等,2011)。

  邢文等(2014)發(fā)現(xiàn),葉片愈傷組織分化出的不定芽在MS+6-BA0.5mg/L+NAA0.05mg/L培養(yǎng)基上增殖培養(yǎng),均能形成幼苗。不同的是,以合子胚為外植體進(jìn)行增殖繼代培養(yǎng)時,使用的培養(yǎng)基為1/2MS+2,4-D2.26μmol/L培養(yǎng)基(Kimetal.,2009)。在基于體細(xì)胞胚再生體系建立的遺傳轉(zhuǎn)化中,發(fā)現(xiàn)抗生素濃度對體細(xì)胞增殖存在影響,抗生素濃度過高,體細(xì)胞增殖困難,甚至褐化死亡(邢文等,2014,中國園藝學(xué)會觀賞園藝專業(yè)委員會,pp.209-216)。

  此外,培養(yǎng)基類型、植物激素種類和配比、葡萄糖濃度等也都會影響體細(xì)胞胚的增殖,體細(xì)胞胚在MS+2,4-D1.0mg/L+BA0.01mg/L+葡萄糖45g/L培養(yǎng)基上增殖效果最佳(Xingetal.,2014a)。Xing等(2014b)應(yīng)用了這種培養(yǎng)基進(jìn)行體細(xì)胞胚增殖培養(yǎng),用于培育轉(zhuǎn)基因玫瑰。

  1.6生根培養(yǎng)

  相比初代培養(yǎng)和增殖培養(yǎng)兩個階段,玫瑰組織培養(yǎng)中的生根培養(yǎng)更為困難。近年來關(guān)于生根培養(yǎng)的研究主要圍繞植物生長調(diào)節(jié)劑種類及配比的篩選以及根褐化機(jī)理分析等方面開展,已取得了一定的進(jìn)展。NAA、IBA、6-BA和2,4-D是誘導(dǎo)生根的主要植物生長調(diào)節(jié)劑,其配比在不同玫瑰品種生根培養(yǎng)中存在差異。

  據(jù)報道,NAA和IBA與促進(jìn)植物細(xì)胞分裂和根的分化相關(guān),6-BA與細(xì)胞分裂、頂端優(yōu)勢改變以及芽的分化等有關(guān)(李曉亮等,2015)。盡管IBA也具有促進(jìn)生根的作用,研究發(fā)現(xiàn),利用IBA誘導(dǎo)的根系普遍較為細(xì)弱,NAA比IBA更利于促進(jìn)玫瑰生根(李雪,2014)。

  NAA對大馬士革玫瑰不定芽生根率及生根數(shù)影響顯著,芽苗生根率隨NAA濃度提高而降低,平均生根數(shù)隨NAA濃度的提高而增加(徐立軍等,2015,河北林業(yè)科技,(2):19-21)。這與黃穎等(2014)的研究報道一致,當(dāng)NAA濃度增大時,其生根率卻降低,表明生根培養(yǎng)時NAA濃度不宜過高。ABA激素和IAA、IBA或NAA等多種激素同時使用不能促進(jìn)大馬士革玫瑰生根,而單獨添加2,4-D激素可有效誘導(dǎo)生根,在MS+2,4-D2.5mg/L生根培養(yǎng)基上培養(yǎng)2周后,轉(zhuǎn)入無植物激素的MS培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng),根系生長效果較好(JabbarzadehandKhosh-Khui,2005)。

  1.7煉苗移栽

  煉苗移栽是玫瑰組培苗由無菌的培養(yǎng)基環(huán)境向露地栽培轉(zhuǎn)變的重要環(huán)節(jié)。玫瑰組培苗與大田苗在形態(tài)和組織上存在差異,如組培苗無根毛,葉片角質(zhì)層不發(fā)達(dá)且移栽初期保水能力差等(盧緒娟,2007)。煉苗馴化可促進(jìn)玫瑰組培苗適應(yīng)外界環(huán)境。研究發(fā)現(xiàn),煉苗的方法和時間直接影響試管苗的移栽成活率(趙鑫等,2007)。

  煉苗方法總結(jié)為:將培養(yǎng)幼苗的組培瓶在組培室內(nèi)揭蓋,培養(yǎng)2~3d,再將組培瓶轉(zhuǎn)移到栽培環(huán)境培養(yǎng)3d左右,可實現(xiàn)玫瑰組培苗的煉苗馴化。煉苗后的組培苗移栽時需要清洗根部的培養(yǎng)基,對移栽基質(zhì)消毒殺菌,移栽期間需注意保持溫度和濕度。移栽方法總結(jié)為:用5mg/L高錳酸鉀溶液洗去組培苗根部的培養(yǎng)基,再轉(zhuǎn)移到100倍多菌靈消毒過的腐爛松針、泥炭土和細(xì)河砂(1:2:1)混合的移栽基質(zhì)中,薄膜覆蓋以保濕保溫,濕度保持在70%~80%,溫度控制在(20±2)℃,每天自然光照9h,3d后通風(fēng)換氣,7d后揭膜,每天適時噴灑清水2次,成活率可達(dá)95%以上(楊麗娟等,2010)。

  2玫瑰遺傳轉(zhuǎn)化

  遺傳工程技術(shù)對改良現(xiàn)存玫瑰品種顯示了極大的潛力,通過導(dǎo)入外源基因,改善抗病性、花香、花期、精油品質(zhì)等性狀。體細(xì)胞胚胎發(fā)生是細(xì)胞工程中植株再生的重要途徑之一(賈彩鳳等,2004)。以葉片等材料誘導(dǎo)出初生體細(xì)胞胚,誘導(dǎo)的體細(xì)胞胚經(jīng)增殖培養(yǎng)可形成次生體細(xì)胞胚,次生體細(xì)胞胚發(fā)生過程可為遺傳轉(zhuǎn)化提供穩(wěn)定的胚性材料(Raemakersetal.,1995)。

  農(nóng)桿菌介導(dǎo)法是遺傳轉(zhuǎn)化的主要方法,利用體細(xì)胞發(fā)生過程進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化已在部分薔薇屬植物中應(yīng)用(Lietal.,2002)。如在月季(Rosahybrida)的遺傳轉(zhuǎn)化中,胚狀體培養(yǎng)技術(shù)已被成功應(yīng)用(王伏林和胡張華,2003,亞熱帶植物科學(xué),32(1):65-67)。早在1994年,國外學(xué)者利用花絲誘導(dǎo)的體細(xì)胞胚與農(nóng)桿菌共培養(yǎng),獲得了首例轉(zhuǎn)基因月季(Firoozababyetal.,1994)。隨后,轉(zhuǎn)花青素相關(guān)基因CHS、抗菌蛋白相關(guān)基因等的月季也相繼被報道(Souqetal.,1996;Dohmetal.,2001)。大部分月季品種以體細(xì)胞胚為受體材料進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化,而玫瑰是以體細(xì)胞胚的增殖、萌發(fā)再生為基礎(chǔ),以次生體細(xì)胞胚為受體材料,利用次生體細(xì)胞胚發(fā)生體系進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化(邢文等,2014,中國園藝學(xué)會觀賞園藝專業(yè)委員會,pp.209-216)。

  3展望

  玫瑰組織培養(yǎng)是遺傳轉(zhuǎn)化體系建立的關(guān)鍵,實現(xiàn)玫瑰的遺傳轉(zhuǎn)化可定向培育轉(zhuǎn)基因玫瑰(Xingetal.,2014b;Shenetal.,2019)。此外,將組織培養(yǎng)與輻射誘變結(jié)合,建立復(fù)合育種技術(shù),也具有應(yīng)用價值。如對月季莖段進(jìn)行γ射線輻射誘變后繼續(xù)進(jìn)行組織培養(yǎng),獲得了花色突變的月季新品種(BalaandSingh,2013)。這種復(fù)合育種技術(shù)在玫瑰的遺傳改良中還未被報道,具有極大的研究潛力和應(yīng)用價值。

  病毒誘導(dǎo)的基因沉默(virus-inducedgenesilencing,VIGS)技術(shù)是一種RNA水平轉(zhuǎn)錄后的基因沉默現(xiàn)象,能夠快速鑒定基因功能,目前已在月季中應(yīng)用,用于鑒定基因功能(任浩然等,2019)。研究發(fā)現(xiàn),VIGS試驗中,組培苗相比扦插實生苗能夠更高效、快速呈現(xiàn)沉默效果,在進(jìn)行侵染操作時還具有體積小,較便捷、易操作的優(yōu)勢,可以作為株型、成花誘導(dǎo)等相關(guān)基因功能研究的理想材料(丁榕等,2018)。

  然而,VIGS技術(shù)還未被應(yīng)用于在玫瑰基因功能研究。將VIGS技術(shù)與組織培養(yǎng)技術(shù)相結(jié)合,可為玫瑰基因功能研究提供新思路。近年來,玫瑰產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,已成為中國鄉(xiāng)村振興下的特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。隨著玫瑰種植業(yè)規(guī)模和體系不斷擴(kuò)大,人們對新品種、優(yōu)質(zhì)種苗快速繁育方法的需求持續(xù)增加。玫瑰組織培養(yǎng)和遺傳轉(zhuǎn)化的研究可為工廠化脫毒種苗生產(chǎn)、遺傳轉(zhuǎn)化、新品種培育等提供重要的技術(shù)支撐,具有極大的發(fā)展空間。

  目前,玫瑰的組織培養(yǎng)和遺傳轉(zhuǎn)化還存在的主要問題包括:

  (1)組培苗邊葉黃化、玻璃化、褐化現(xiàn)象較嚴(yán)重;(2)生根困難以及煉苗移栽難以成活;(3)體細(xì)胞胚培養(yǎng)體系待優(yōu)化;(4)遺傳轉(zhuǎn)化效率低,轉(zhuǎn)化細(xì)胞再生植株再生困難;(5)組織培養(yǎng)和遺傳轉(zhuǎn)化在實際生產(chǎn)中應(yīng)用不足。在今后的研究中,建議從以下幾方面進(jìn)行深入研究:(1)對不同玫瑰品種的組培快繁體系歸納總結(jié)、優(yōu)化與改進(jìn),建立高效的再生體系,應(yīng)用于種苗生產(chǎn)繁育中;(2)加強(qiáng)體細(xì)胞胚培養(yǎng)技術(shù)研究,結(jié)合遺傳轉(zhuǎn)化、誘變育種等方法培育玫瑰新品種,豐富玫瑰種質(zhì)資源;(3)目前農(nóng)桿菌介導(dǎo)法是玫瑰遺傳轉(zhuǎn)化的主要方法,基因槍轉(zhuǎn)化法等轉(zhuǎn)化方法在玫瑰中的研究還較少,未來可探究多樣的遺傳轉(zhuǎn)化方法,建立高效轉(zhuǎn)化、再生的遺傳轉(zhuǎn)化體系;(4)進(jìn)一步擴(kuò)大玫瑰組織培養(yǎng)和遺傳轉(zhuǎn)化的應(yīng)用研究,實現(xiàn)工廠化脫毒種苗生產(chǎn)、轉(zhuǎn)基因玫瑰新品種培育。

  參考文獻(xiàn)

  BalaM.,andSinghK.P.,2013,Invitromutagenesisofrose(RosahybridaL.)explantsusinggamma-radiationtoinducenovelflowercolourmutations,J.Hortic.Sci.BIotech.,88(4):462-468.

  ChenP.H.,ChenS.B.,ChenL.F.,XuL.P.,WangH.B.,ChenY.Q.,andChenR.K.,2009,Effectofcoconutwateronsugarcanepropagationinvitro,RedaiZuowuXuebao(ChineseJournalofTropicalCrops),30(12):1818-1823.

  (陳平華,陳舜彬,陳嵐鳳,許莉萍,王恒波,陳由強(qiáng),陳如凱,2009,椰乳在甘蔗組培快繁中作用的研究,熱帶作物學(xué)報,30(12):1818-1823.)

  DohmA.,LudwigC.,SchillingD.,andDebenerT.,2001,Transformationofroseswithgenesforantifungalproteins,ActaHort.,547(547):27-33.DingR.,LiangJ.,ZhaoH.W.,ZhangK.Z.,andCuiJ.T.,2018,ApplicationandoptimizationofVIGSexperimentaltechnologysysteminRosahybrida,ZhongguoNongxueTongbao(ChineseAgriculturalScienceBulletin),34(3):87-92.

  (丁榕,梁晶,趙和文,張克中,崔金騰,2018,VIGS實驗技術(shù)體系在月季中的應(yīng)用及優(yōu)化,中國農(nóng)學(xué)通報,34(3):87-92.)FiroozababyE.,MoyY.,Courtney-GuttersonN.,andRobinsonN.,1994,Regenerationoftransgenicrose(Rosahybrida)plantsfromembryogenictissue,Nat.Biotechnol.,12(6):609-613.

  作者:程浩*歐陽琳*苗保河**