茄子遺傳轉化植株再生體系的優化

張明華等

摘 要：以4個茄子品種的下胚軸和子葉為外植體，通過不同外源激素種類和濃度組合篩選，對茄子遺傳轉化過程中外植體脫分化誘導、植株再生及生根培養基進行優化，探索建立較為通用完善的茄子遺傳轉化植株再生體系。結果表明，茄子下胚軸的再生能力要顯著高于子葉，不同茄子品種間的分化能力差異明顯；最佳愈傷誘導培養基為MS+ZT 2.0 mg/L+6-BA 1.0 mg/L+IAA 0.2 mg/L，最佳植株再生分化培養基為MS+ZT 0.5 mg/L，最佳生根培養基為1/2 MS+NAA 0.1 mg/L。

關鍵詞：茄子；下胚軸；子葉；植株再生；遺傳轉化

茄子（Solanum melongena L.）是世界各地廣泛栽培的重要蔬菜之一，營養價值豐富，為加快育種進程，國內外已先后從茄子的器官分化[1，2]、花藥培養[3]、胚狀體誘導[4～6]、原生質體培養[7]、小孢子培養[8，9] 子葉與下胚軸離體再生[10～12]等多方面進行了研究。近30 a來，國內的茄子組織培養研究工作取得了很大進展，但是和同科同屬的番茄[13]、馬鈴薯[14]相比，仍有一定距離。茄子再生體系研究面臨的一個主要難題就是不定芽分化頻率較低，缺少通用穩定的適于茄子遺傳轉化的植株再生體系。因此探索高效的受體再生途徑，建立完善的遺傳轉化體系是目前的主要任務。本試驗在課題組已有茄子離體培養研究的基礎上[15]，探討了不同外植體、激素配比、基因型等因素對茄子離體培養植株再生的影響。通過對植株再生體系的優化，以期得到普遍適用的茄子離體培養再生體系，提高茄子遺傳轉化率，促進基因工程在茄子改良育種中的應用。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試茄子品種為中國農業科學院蔬菜花卉研究所選育的高代自交系長茄03154、03204，圓茄07683、07675。以種子露白后苗齡10 d的茄子下胚軸、子葉作為外植體。

1.2 無菌苗培養及外植體接種

將茄子種子用75%酒精浸泡30 s，后用無菌水沖洗1次，再用10% NaClO溶液浸泡20 min后用無菌水沖洗3次。接種至附加0.7%瓊脂和2%蔗糖的1/2 MS培養基上，置于（25±1）°C、光照時間為16 h/d、光強2 000～3 000 Lx光照培養箱內培養。種子露白后苗齡10 d的無菌苗2片子葉可完全展開時從瓶中取出無菌苗，無菌條件下，將下胚軸切成0.8～1.0 cm小段、子葉切成（3～5）mm×5 mm小塊。將子葉正面向上放置，下胚軸橫向放置，接種到誘導分化培養基上，相同光照培養箱條件下培養。每個品種、每種處理接種3個培養皿，每皿接種8～10個外植體，重復3次。2周繼代1次，4周后統計結果，利用DPS軟件進行數據分析。

1.3 培養基的優化

①誘導培養基優化 以MS為基本培養基，設置ZT、6-BA、IAA 3種激素不同種類及不同濃度組合，共12個組合處理，詳見表1。

②植株再生培養基優化 以MS為基本培養基，外源激素ZT設0.2、0.5、0.8 mg/L 3個濃度處理。

③再生植株生根培養基優化 以1/2 MS為基本培養基，外源激素NAA設0.10、0.30、0.5 mg/L 3個濃度處理。

所有處理培養基均附加有機成分Morel維生素1 000倍液2 mL/L、蔗糖3%、瓊脂8.0%，pH值5.8，121℃溫度下高壓滅菌15 min。

1.4 不定芽生長和生根統計

待愈傷組織生長出不定芽后，轉移至植株再生培養基上，每種培養基接種5個三角瓶，每瓶接種6個外植體，重復3次，培養2周后統計不定芽生長情況。當不定芽長出2～4片真葉、長2～3 cm時，將其自基部切下并轉接于生根培養基上培養。每種培養基接種10個三角瓶，每瓶接種2個再生苗，重復3次，培養4周后統計生根情況。

2 結果與分析

2.1 外植體愈傷誘導培養基的優化

由表2可知，不同配比的12種培養基對4個品種的子葉和下胚軸均能誘導出不定芽，但其誘導率存在顯著差異。在不使用6-BA的培養基M1～

M6中，ZT 2.0 mg/L+IAA

0.2 mg/L組合的M4培養基誘導產生不定芽的效果最好。為了研究比較6-BA與ZT對外植體不定芽誘導分化的效果，生長素IAA取最佳濃度0.2 mg/L，分裂素ZT、6-BA取不同濃度進行比較。當只加入6-BA時，M9培養基下胚軸的平均誘導率高于M7和M8培養基；當ZT和

6-BA組合加入誘導培養基時，M10培養基的誘導效果最好，且誘導率明顯高于M4和M9。

由DPS軟件進行數據統計分析可知，不同激素濃度組合的培養基顯著地影響了茄子不定芽的誘導率，4個品種之間表現出相似的變化規律（圖1）。2.0 mg/L ZT 和3.0 mg/L 6-BA均能較好地誘導產生不定芽，0.2 mg/L的IAA可以最佳地促進分裂素ZT和6-BA對不定芽的誘導分化。6-BA、ZT對外植體的誘導分化效果與茄子外植體類型和基因型都相關。對于不同外植體，ZT對子葉的誘導效果高于6-BA，最佳濃度為2.0 mg/L；6-BA對下胚軸的誘導效果較好，最佳濃度為3.0 mg/L。對于不同基因型，不定芽誘導的最適分裂素不同，6-BA對圓茄07675和長茄03204的誘導效果高于ZT，ZT對07683和03154誘導效果較好。IAA濃度為 0.2 mg/L，ZT 1.0～2.0 mg/L+6-BA 1.0～2.0 mg/L組合使用時對4個品種的不定芽誘導效果均較好，據此推測，該水平下的ZT+6-BA+IAA組合可以比較廣泛地適用于不同茄子品種的不定芽誘導分化。

2.2 外植體取材部位對植株再生的影響

橫向放置在誘導培養基上的下胚軸，培養1周后形態學頂端向上翹起，2周后開始有叢生芽在翹起的頂端形成，不經過愈傷組織階段，直接形成微型的小簇叢生芽結構，同時接觸到培養基的下胚軸形態學下端形成愈傷組織（圖2A）。在下胚軸形態學頂端沒有形成叢生芽或叢生芽生長緩慢的情況下，下端愈傷組織也可分化產生不定芽。平鋪在誘導培養基上的子葉，1周后體積明顯膨大，傷口處開始產生愈傷組織，2周左右生長出不定芽生長點（圖2B）。