体外再生七草莓(草莓属ƒ—ananassa杜赫)。从种子基因型、终端分生组织、终端芽、叶和叶柄外植体

文摘

草莓是最重要的水果之一,因其独特的风味和丰富的维生素A和c,世界人口增加,对草莓的高需求,使用更多的农场和温室培养以及耗时,和传统的改性方法使使用组织培养生产植物健康,未被污染的必要性。在这个研究,高山和Sarian作为品种为了解决的问题在草莓种子萌发和萌发的最高比例是观察l - 1½MS + 2毫克GA3 + 36 N和硫酸+ 2毫克l - 1 GA3 + H2O2100%女士½。之后,7个品种,高山、Camarosa Gaviota, Pajaro、外空、Sarian和热带雨林被用来提高草莓组织培养。在实验中进行了培养终端分生组织,每个品种对病人反应完全,T4, T1, T2, T3,分别T14和T5。接下来,草莓从终端的再生芽的实验进行中,每个品种都有最好的回复速度B5、B14, B1, B2, B3, B4和B12。芽文化的实验优化设计结果的基础上最终阻止文化的最高数量的生产草莓植株在O3, O5, O2, O8, O9, O1和O4。最后,一个互补实验直接再生完成的叶和叶柄外植体再生的最高比例在LP24, LP2, LP6, LP13, LP5, LP11 LP18。

关键字

草莓属×ananassa杜赫、组织文化、外植体、植物生长调节剂、直接再生,种子萌发,大规模生产。

介绍

两个美国的混合物种,f . virginiana杜赫。和f . chiloensis杜赫,被用于这项研究草莓属xananassa。草莓的全球产量在过去的20年里翻了一番,420万吨(1]。第二次绿色革命使用基因改造和生物技术来提高作物的产量和质量,植物组织培养技术起着至关重要的作用。尽管那些使用这种技术可能仍有担忧其细节,更多的研究人员参与其应用基础方面的细胞分化和增殖以及改善作物品质。草莓含有丰富的维生素C、A、花青素和有用的氨基酸使其药用和抗癌化合物2,3]。草莓也是一个不错的选择对于生产药品和重组蛋白的口服疫苗开发由于快速生产大量的转基因植物的跑步者(4,5]。植物组织培养是指植物生长的细胞,组织或器官通过隔离来自母亲的植物在一个人造的媒体(6]。植物组织培养技术可以用来从各种获得完整的植物外植体通过直接或间接形态发生以及体细胞胚胎发生。直接再生芽,从外植体产生不经过愈伤组织阶段而在间接再生这样做是通过诱导芽愈伤组织阶段。机关文化是指获得的一种组织形式不断增长(6]。用于微体繁殖器官的分生组织,射击,胚胎和孤立的根文化。其他类型的文化如愈伤组织、悬浮细胞培养,原生质体文化被认为是无组织的组织文化。草莓是最喜欢的水果,因为他们的味道,香气特征,更重要的是,他们的健康的品质7]。它是世界上主要分布和栽培水果(8]。但有几个常见的问题和前景在草莓组织培养。细菌污染起始和乘法阶段在白色渗出物的形式观察牙根周围的细菌芽和酚类化合物的存在导致死亡的外植体组织培养是最重要的问题。使用外植体从成熟的树木也有问题,因为他们是不同于少年叶子和在媒体上表现不同。Hyperhydricity是另一个问题;是植物组织的反应压力条件的细长的形式,皱纹和半透明的叶子,芽节间较短,减少数量的芽。茎尖坏死,有时与hyperhydricity,在拍摄文化主要是由于缺钙导致可怜的根系生长的植物和变黑和卷曲的顶端叶子的边缘(9]。作为照明而言,必须考虑三个元素:强度、每日曝光时间的长度,和质量。重要的是要知道组织文化不需要尽可能多的光线,整个植物由于光合作用不是同样必要的组织培养(10]。通过组织培养周期许多体细胞无性系变异已经可以非常有用的农业。然而,他们可能会导致大问题如果他们off-types导致产生不良的工厂。损失大量的micro-propagated植物转移在体外温室或现场环境条件是另一个困难在这个研究。相对较低的湿度,太多的光和败血性环境在这些媒体的压力在体外培养植物(11]。此外,在体外发芽的草莓植物瘦果组成一个必要阶段生产无菌幼苗任何过程在生物遗传转化的关键。然而,萌发瘦果通常是贫穷的12]。

简单而有效的方法对再生草莓品种需要改善。在目前的研究中,在体外七个草莓再生(草莓属×ananassa杜赫)品种不同外植体进行了研究。

材料和方法

植物材料

这个项目中使用的七个基因型:外空、Pajaro,热带雨林,Gaviota, Camarosa、高山和Sarian混合(Sarian F1和高山从约翰尼选择种子公司购买种子和其他品种的运动员获得从农业学院Trabiat Modares大学)里。

加速草莓种子发芽用过氧化氢和硫酸的治疗方法

两个独立的阶乘实验建立了基于完全随机设计有五个复制,打破种子休眠。在第一个实验中,赤霉酸(GA的因素包括预处理₃浸1小时)))6浓度(0,1,2,4,6,8毫克l¹),这两个品种的高山和Sarian F1种子,和使用硫酸的种子中浸30秒7浓度(0、1、3、12、18、24日和26 N)。第二个实验是遗传算法的预处理₃和种子的浸一小时6浓度(浓度为0,1,2,4,6,8毫克l¹)。第二个因素表现在两个品种的高山和Sarian F1和第三个是由使用过氧化氢在六个浓度百分比的0,10、30、50、70和100。种子被保存在冰箱在±4°C温度为一个月。他们用洗涤液洗净(常见的洗碗液)4分钟消毒的种子。冲洗后,他们都摇动了三次的猎鹰次氯酸盐钠1%和5滴渐变20(每次5分钟)。在本研究中,两个商业材料,从Razi石油化学和过氧化氢硫酸德固赛公司和GA₃,在草莓消除休眠种子了。在处理种子后,½(默克公司)女士进行了包括15 gr l¹蔗糖和5 gr l¹琼脂(pH = 5.7)。每四个星期生产工厂是他们的亚文化。为了获得跑步者,当草莓种子萌发的幼苗根部,他们运送土壤含有两卷坑和一卷珍珠岩。他们每天灌溉一次通过水培法。

在体外终端分生组织的文化

在每个品种,实验是独立设置的阶乘的形式实验基于对10复制完全随机设计。研究因素是女士和Boxus介质和生长激素(BAP和BA细胞分裂素,IAA、IBA和NAA茁长素,和GA₃激素)[13,14]。下面的因素进行了研究:中以两种形式:固体(M₁)和液体(M₂)和不同浓度的植物生长调节剂(表A1)。然后,为了知道切片的最佳品种,交互在不同品种进行了研究。正常和不正常植株的数量和他们的创造在外植体进行了计算。当提供的材料,他们的冗余部分(叶、根和片)被使用手术刀。为了消毒植株的表面的选手,以下步骤是:洗4分钟使用五滴洗涤液,冲洗,20分钟,NaCLO 1% +渐变20最后,用无菌蒸馏水清洗三次。去除冗余后外植体分生组织培养的准备,每个品种,植株培养在实验管(直径2厘米,20厘米高,在每个管20毫升)含有固体培养基和玻璃瓶(直径6厘米,8厘米高,含50毫升液体介质在每个瓶子和纸桥)。加油后植株的文化(温室跑步者和在玻璃容器内植株),其中一些被运送到了土壤。为此,打破休眠的草莓种子中的步骤之后(12]。

在体外顶芽文化

底部的顶芽每个植株在一个或两个片高度约3毫米减少了手术刀消毒(图A1)。它遵循相同的步骤描述在体外终端分生组织的文化。七个完全随机设计独立设置的十四治疗和10复制。所包含的特征,研究了正常和异常的植株的数量以及在外植体愈伤组织的形成。治疗包括不同组织培养基在十四层B1-B14 (表A1)。植株培养在含有150毫升玻璃瓶固体培养基。一个月后的植株进行评估。

优化在体外终端味蕾文化

为了优化在体外文化终端味蕾,七个实验在每个品种分别建立了基于完全随机设计有五个复制。介质类型的治疗(包括O1-O10) 5类型的两种水平的细胞分裂素和生长素在一个级别(表A1)。研究特征是每个外植体不定芽的数量。在这个阶段,优化终端芽文化在体外状况调查。的第一阶段的文化终端芽进行描述的在体外顶芽的文化。这是最好的培养基培养条件根据统计分析的结果。一个月后,为了做第一个亚文化的外植体被转移到一个新的实验介质。的条件培养基中所描述的一样一节草莓种子发芽。40天后,文化进行评估和以生产成套设备,每个不定芽被转移到一个完整的、无激素MS培养基。最后,他们中的一些人被转移到土壤后打破休眠的过程解释了草莓种子。

在体外再生的草莓属×ananassa杜赫。植株叶片和叶柄外植体

析因实验在每种类型的外植体建立了独立与五个复制基于完全随机设计。在每个外植体产生的正常植株进行评估。外植体的研究因素如下:类型(叶和叶柄)和数量和类型的介质在24级(LP1-LP24)包括软面包卷2和NAA、IBA, IAA在四个级别(表A1)。本研究有以下目的:直接在体外草莓的再生。叶和叶柄的草莓属ananassa拍摄在体外植物的种子萌发和分生组织的结果组织培养和终端味蕾。样品和文化是根据描述的步骤保持打破休眠的草莓种子。每个品种的试验是独立进行的。一个月后的植株被选中。生根的植株被转移到一个无激素,基本的MS培养基。

统计分析

正常测试数据评估使用Minitab 16(美国PA Minitab Inc . www.minitab.com)和SPSS 18日Minitab 16, SAS 9.1被用于实验的进行统计分析。5%的P值作为比较的标准方差和治疗的手段。相关的图数据是使用Microsoft Excel 2010。

结果与讨论

打破休眠的草莓种子

方差分析表明,硫酸浓度有显著区别,GA₃打破种子休眠的实验(p < 0.05),而草莓的品种之间没有显著差异在这项研究中使用的硫酸和遗传算法的应用₃。类似的结果观察实验的高山和Sarian之间₃和过氧化氢作为治疗。结果表明,发芽率显著依赖于应用治疗(p < 0.05)。控制种子的高山和Sarian F1½女士中没有显示任何变化到实验的最后时期。草莓种子的发芽率不同从0到百分之一百取决于应用的治疗方法。品种之间的交互,GA₃l 2毫克¹浓度和硫酸36 N和品种之间的交互,GA₃l 2毫克¹和过氧化氢导致100%在第一和第二种子发芽实验(表A2(一个)和A2 (b))。之间没有显著差异的品种和化学治疗表明,发芽种子直接取决于数量的硫酸,GA₃过氧化氢,之间没有显著差异不同品种的草莓(图1)。结果显示在相同的条件进行了研究,GA₃诱导种子的生理活动,硫酸和过氧化氢是有用的化学抓挠导致疲软的种皮和增加种子层渗透率(图A2)。因此,为了有效的萌发,GA₃、硫酸和过氧化氢可以用来软化种皮的草莓,导致水和氧气渗透和打破种子休眠。因为没有显著区别不同品种的草莓,最好的治疗方法可以用于其他草莓品种的种子发芽。

草莓从终端分生组织培养增殖

方差分析再生异常和正常的草莓植株表示一个重要的三方互动(p < 0.05)。根据这些结果,正常和异常的植株在每个品种的生产取决于不同浓度的植物生长调节剂治疗。然而,热带雨林和Pajaro最高正常植株的再生在液体和固体培养基,分别。但是一般来说,媒介的类型没有很大的影响生产效率的正常和异常的植株(表1和图A3)。最好的介质高正常植株的再生、低再生植株异常在不同品种不同(p < 0.05) (数字A3和A4)。结果的基础上(表A3),每一个研究的七个品种的最大和最小数量的生产正常和异常的植株在一个特定的激素治疗(图A5)。

表1:分组的品种和固体和液体媒体交互作用的异常和正常的草莓植株再生终端分生组织,使用图基与0.05概率水平的测试。

现今的文化分生组织是一个重要的技术生产无病的植物。在这部分实验中,三个重要的因素在分生组织文化(品种的植物、介质类型和浓度的植物生长调节剂)研究了为了实现一个可复制的草莓组织培养的协议。一般来说,根据本研究的结果;有可能产生正常植物分生组织培养的草莓。这是很重要的,由于不断增长的文化需求的工厂。

在体外文化顶芽的草莓

基于方差分析的结果之间有显著差异的品种在生产的最大正常植株或不正常植株的最小数量(p < 0.05) (表A4)。正常植株的七个研究品种的最大生产发生在不同级别的各种介质化合物;这也是发生最多的愈伤组织生产。最高的生产一直在强调大量愈伤组织表A4。在这个表中,介质的水平是唯一有效的化合物刺激愈伤组织生产。根据表A4。在大多数激素水平的化合物,生产的数量等于零。结果表明,草莓扩散是可能的使用终端芽文化。在短时间内,大量的正常植株产生,速度比终端分生组织的文化(图2)。

优化在体外文化终端味蕾的草莓

方差分析的结果显示了显著影响的媒介和媒介的互动和品种(p < 0.05,数据未显示)。根据所得结果,没有显著差异的品种最高效率的不定芽生产(表2)。最高的不定芽生产获得品种热带雨林和介质O4 (表2和图3)。

表2:分组交互作用的品种和介质类型草莓不定芽的再生,使用图基与0.05概率水平的测试。

在体外草莓再生(草莓属×ananassa杜赫)。植株叶和叶柄外植体

方差分析结果显示,最好的媒介生产的正常植株的最大数量是不同的每个品种(数据没有显示)。根据结果,正常的苗木生产的最高金额的7个研究品种在不同介质和不同浓度的植物生长调节剂不同品种(表A5)。中、外植体的切片的交互效应表明,生产正常植株,除了LP11 LP21,和LP24最大生产在叶叶柄和叶,分别;所有其他媒体没有任何明显的差异在不同的外植体类型。根据方差分析,之间没有显著的交互类型的外植体。一般来说,外植体的类型没有任何相当大影响生产正常植株的效率(表A6)。本研究的调查结果显示超过60%在体外再生成套设备的叶和叶柄外植体在某些品种(表3和图4)。基因转换,高百分比的再生起着重要的作用。在目标基因的转换一个单细胞,外植体的类型是必要的,以防止奇莫工厂的生产。正如上面提到的,这是一项重大发现扩散和基因转换在草莓15]。

表3:介绍最好的类型的介质直接再生草莓的叶和叶柄外植体品种。

结论

根据我们的研究结果来实现有效的萌发,GA₃、硫酸和过氧化氢可以用来减轻草莓种子的外套种子吸收水分和氧气到他们和打破休眠。现今,已被更多的关注callus-free(直接)途径加快组织培养和转换过程16,17]。一般来说,使用细胞、组织和器官的草莓文化(草莓属×ananassa杜赫)下的媒介在体外条件,没有微生物可能导致生产无污染的植物。结果表明,通过使用终端芽的草莓、文化扩散的可能。后只有三个植株各有30天时间间隔从另一个,有大量的正常植株增长快于终端芽的文化。

此外,结果表明,终端芽文化是一个非常好的草莓扩散。使用这种方法可以节省大量的时间和费用。叶和叶柄可以创建孵化和基因转换(18- - - - - -21]。

此外,本研究的目的是研究草莓组织培养限制增长条件下的激素,化合物,和矿物质。在基因转换的问题,除了生产病毒脱毒植物的重要性,转换目标基因的单细胞和直接再生至关重要问题(6]。叶和叶柄可以分别引入合适的外植体再生的叶光盘的使用和选择介质直接再生。希望本研究的结果有重大影响实现的目的与草莓。

外植体的类型是至关重要的目标基因转换的一个单细胞,因为它阻止奇莫工厂的生产。这项研究的结果表明,高百分比的再生在体外文化的外植体,叶和叶柄种子文化的结果,分生组织,和终端芽可以提高成功的概率基因转换(15]。相比与其他参考资料和报告,到目前为止,这项研究的结果显示(60%)在体外再生成套设备的叶和叶柄外植体的使用品种(数字A6和A7)。

确认

本研究支持格兰特设拉子大学和Tarbiat Modares大学里伊朗。

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