真空滲透法在甜高粱遠緣雜交育種中應用初探

李志成，周振祥，蔡雨琪，裴忠有

（天津農學院農學與資源環境學院，天津 300384）

甜高粱（Sorghum bicolor（L）Moench）作為C4植物，其莖稈高含糖，可用以生產燃料乙醇，被認為是一種高效的綠色能源作物[1]。同時，甜高粱也是一種營養價值非常高的飼料作物，在國內外均得到了廣泛的關注和認可[2-3]。但是，近些年由于人們對甜高粱重視程度較低，種質資源匱乏，甜高粱育種一直處于落后狀態[4-7]。而遠緣雜交是一種非常重要的育種方法，為甜高粱育種帶來契機。目前，在水稻和高粱、水稻和玉米、谷子和高粱等育種上[8-9]都已開展相關工作，而且在甜高粱和甘蔗上開展了遠緣雜交育種工作，也取得了初步的研究進展[10]。該次研究借助真空滲透的技術，把甘蔗的DNA 導入到甜高粱品種中，以期為高含糖量甜高粱育種創新種質資源及遠緣雜交育種奠定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗選用甜高粱抗蚜品種07-27 為受體材料，甘蔗桂果蔗1 號[11]為供體材料，在溫室中土培莖稈節段發芽出苗，剪取葉片用于提取DNA。

1.2 方法

試驗采用真空滲透法[12]。首先將甜高粱07-27 種子用75%酒精浸泡消毒，用無菌水清洗后，再用600 ng/μL 甘蔗DNA 溶液浸泡3 種經不同處理的07-27的種子（A 處理：讓種子發芽至1 cm 左右；B 處理：種子繼續浸泡24 h；C處理：消毒后的種子）。每個處理甜高粱種子為30粒，設置2 個重復，再利用油泵產生的負壓（-0.06 MPa）處理種子4 h，處理后將種子放入墊有濾紙的培養皿中使其再生長，待芽長到一定長度再移植至土中。

2 結果與分析

2.1 真空滲透對不同處理的07-27 種子生長影響

將處理的種子移栽到混有1∶3 草炭土基質泥盆里，在溫室培養中發現，A 處理的10 粒種子在種植后1 d 時間內全部萎蔫死亡，可能是缺氧造成的；B 處理發芽8 粒，存活率為13.3%；C 處理種子共發芽9 粒，存活率15.0%，但苗期長勢弱，芽基部變褐后逐漸死亡。從總的結果來看，種子浸泡24 h 以后再做真空處理效果最佳，B 處理種子成活率高于A、C 處理，差異極顯著。

2.2 甘蔗DNA 轉化07-27 變異研究

利用真空滲透法將浸泡24 h 甜高粱07-27 種子用甘蔗DNA 溶液浸泡后，將發芽種子移栽溫室后至成熟，調查性狀變化情況，通過調查發現轉化處理的07-27 與未處理在表型上有明顯變化，植株生長發生傾斜，與地面夾角達到40℃左右，并且出現2～3 個分蘗，糖錘度平均提高5.65°Bx，株高平均高出38.78 cm，穗長平均長出4.75 cm，穗粒數平均多出299 粒，千粒重多出15.95 g。

3 結論

通過真空滲透法處理浸泡24 h 后的種子成活率最高，處理得到的植株在表型上與空白對照具有明顯差異，表現在分蘗數、節數、株高、穗長、穗粒數、穗重、千粒重、糖錘度等性狀，其中糖錘度提高5.56°Bx?？偟膩碚f，真空滲透法為甜高粱遠緣雜交育種提供了一種新思路。