组培固定番茄杂种优势优化体系的建立

高玉蓉　刘振国　和江明

摘要[目的]建立组培固定番茄杂种优势优化体系。[方法]以番茄杂种优势组合优秀植株的侧芽作为外植体，MS培养基为基本培养基，通过添加不同浓度配比的6-BA和IAA筛选适宜的不定芽诱导、增殖培养基，并通过添加不同浓度的NAA筛选适宜的不定芽生根培养基。[结果]在温度25～26 ℃，光照强度3 000 lx，光照时间12 h/d的环境和静止培养的条件下，参试材料在MS+6-BA 2.4 mg/L+IAA 0.60 mg/L的培养基上能够诱导出生长状态良好的不定芽，并且能够大量增殖；在1/2MS培养基中添加的NAA 浓度为0.5 mg/L时，不定芽生根状态较好。[结论]该研究建立的番茄杂种优势组合植株侧芽组培快繁体系，可以快速繁殖出大量番茄杂种优势组合侧芽的组培苗，将其用于固定番茄杂种优势，可以达到加快番茄新品种选育进程的目的。

关键词番茄；植物组织培养；固定；杂种优势

中图分类号S641.2文献标识码

A文章编号0517-6611（2017）30-0046-03

Abstract[Objective]To establish optimization system of fixed tomato heterosis by plant tissue culture.[Method]Taking lateral bud from outstanding hybrid tomato plants as explant， MS culture medium as the base，to screen out the induction and enrichment medium for adventitious bud by addition of different ratios of 6BA and IAA. Meanwhile， to screen out the rooting medium by adding different concentrations of NAA. [Result] By static culturing at the temperature of 25-26 ℃ with illumination at 3 000 lx for 12 h/d，the testing explant can be inducted to a well growing adventitious bud in the culture medium containing MS+6BA 2.4 mg/L+IAA 0.60 mg/L. This adventitious bud also can be massively enriched. Rooting status showed well in 1/2MS culture medium with NAA at the concentration of 0.5 mg/L. [Conclusion] The optimization system of fixed tomato heterosis by plant tissue culture can massively and quickly enrich the lateral bud of tomato with heterosis as tissue cultured seedlings， which can be used for fixing the heterosis of tomato and speeding up the cultivation of new tomato species.

Key wordsTomatoes；Plant tissue culture；Fixed；Heterosis

番茄（Lycopersicon esculentum）為一年生果菜，原产于南美洲，是全世界栽培较普遍的果菜之一。我国各地均普遍栽培，夏秋季出产较多。随着栽培面积不断增加，番茄品种不断更新换代，新品种在生产上不断应用。

传统的番茄改良技术主要采用有性杂交和在大田条件下大面积选择，一般是通过品种间杂交选育具有较强杂种优势的组合，再通过不同的亲本繁殖和杂交制种方式生产出一代杂交种子供生产应用。但是，一般要将与多基因相关杂合性状进行固定， 相对于单一或者少数基因相关性状的固定， 其分离世代多， 育种难度大，且生产上常规种子繁殖存在繁殖系数低、易混杂等不足。在育种初期世代中选拔优良个体， 然后通过组织培养方式进行种苗繁殖以固定杂种优势的育种方式，为番茄品种快速选育和种苗繁殖提供了新的途径[1-2]。

利用植物无性繁殖技术对选育出的番茄杂种优势优秀植株直接进行种苗生产，省却了自交系纯化、繁制种的烦琐程序，可以快速高效地利用杂种优势。利用植物组织培养技术生产番茄杂交优势组合优秀植株的种苗，能很好地保持其杂种优势，不受有性杂交过程中基因重组导致的性状分离对生产性栽培的不良影响，能更好地利用杂交出现的优势效应，提高育种效率，快速育成优势明显的杂交品种。虽然有关番茄再生体系的研究较多，但是采用侧芽研究番茄再生体系的报道很少，尤其是采用植物组织培养技术固定杂种优势和快繁杂交优良组合种苗的方法鲜见报道[3-9]。该研究用云南省农业科学院园艺作物研究所选育番茄杂交优良组合的植株侧芽作试材，建立番茄杂种优势组合植株侧芽组培快繁体系。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1外植体的获得。番茄杂种优势组合“7728”的种子，经过催芽处理、育苗、定植大田，按照番茄田间栽培的常规技术进行管理，待植株生长到盛果期时，选择各种性状表现优秀的植株，取其健壮侧芽作为外植体。

1.1.2外植体的准备。将“1.1.1”得到的外植体去除叶片，剪成带1～2个节间5 cm左右的茎段，用洗涤剂洗涤后，流水冲洗20 min，70%乙醇浸泡30 s，无菌水冲洗2～3次，转入0.1%升汞溶液中浸泡15 min后，再用无菌水冲洗4次，最后将其浸泡于无菌水中待用。

1.2培养基选择MS培养基为基本培养基，附加不同浓度的6-BA 及6-BA与IAA浓度之比为4∶1或6-BA与IAA浓度之比为10∶1的IAA。不经过愈伤组织阶段，直接诱导不定芽，具体的培养基配方如下。

1.2.1诱导、增殖培养基。MS+6-BA 0.4 mg/L+ IAA 0.10 mg/L；MS+6-BA 0. 8 mg/L+ IAA 0.20 mg/L；MS+6-BA 1.2 mg/L+ IAA 0.30 mg/L；MS+6-BA 1.6 mg/L+ IAA 0.40 mg/L；MS+6-BA 2.0 mg/L+ IAA 0.50 mg/L；MS+6-BA 2.4 mg/L +IAA 0.60 mg/L；MS+6-BA 2.8 mg/L+ IAA 0.70 mg/L；MS+6-BA 3.2 mg/L+IAA 0.80 mg/L；MS+6-BA 0.4 mg/L+IAA 0.04 mg/L；MS+6-BA 0.8 mg/L+ IAA 0.08 mg/L；MS+6-BA 1.2 mg/L+ IAA 0.12 mg/L；MS+6-BA 1.6 mg/L+IAA 0.16 mg/L；MS+6-BA 2.0 mg/L+ IAA 0.20 mg/L；MS+6-BA 2.4 mg/L+ IAA 0.24 mg/L；MS+6-BA 2.8 mg/L+IAA 0.28 mg/L；MS+6-BA 3.2 mg/L+IAA 0.32 mg/L。

1.2.2生根培养基。1/2 MS（对照）；1/2 MS+NAA 0.2 mg/L；1/2 MS+NAA 0.5 mg/L；1/2MS+NAA 0.8 mg/L；1/2MS+NAA 1.0 mg/L。

以上培养基的蔗糖浓度为30 g/L、琼脂浓度为5 g/L，生根培养基中再添加0.05 g/L的活性炭，pH均调整为5.8。

1.3培养方法与培养条件

待接种工作准备就绪后，取出待用外植体，用无菌滤纸吸干表面水分，切成带1个腋芽1 cm左右的茎段，接种于不定芽诱导培养基中，进行不定芽的诱导。诱导不定芽时每个培养瓶中接种3个外植体，每个处理10瓶。诱导不定芽生根接种时，将不定芽接种于生根培养基上，每个培养瓶中接种20个不定芽，每个处理3次重复。接种完毕，将培养瓶置于如下环境条件中静止培养：温度25～26 ℃，光照强度3 000 lx，光照时间12 h/d。

1.4数据处理与计算公式

采用 Microsoft Excel 与 SPSS 分析软件进行数据统计分析，应用 LSD 法进行差异显著性检验。

不定芽诱导率=分化的外植体数/接种的外植体数 × 100%

分化不定芽数=诱导得到的不定芽数/接种的外植体数

生根率=不定芽生根的数量/接种的不定芽数×100%

2结果与分析

2.1不定芽诱导

2.1.16-BA与IAA浓度之比为4∶1对不定芽诱导的影响。

将番茄杂交组合优良植株的侧芽接种到6-BA与IAA浓度之比为4∶1的培养基中，进行不定芽的诱导，25 d后统计污染、出芽情况，计算分化不定芽数目及不定芽诱导率。

由表1可知，在6-BA与IAA浓度之比为4∶1的情况下， 6-BA 浓度为 2.0 mg/L 以上时，未受污染的外植体诱导出的不定芽诱导率可达100%，即接种的每个侧芽（污染的侧芽除外）均被诱导出不定芽；在 6-BA 浓度为 2.4 mg/L 时，平均每个未受污染的外植体诱导出的不定芽数目为 4.5 个，显著高于其他6-BA浓度水平的诱导数目，且不定芽叶片伸展、平整，叶色正常，生长点清晰，状态良好；在 6-BA 浓度为 3.2 mg/L 时，平均每个未受污染的外植体诱导出的不定芽数目只有3.6个，而且不定芽呈现玻化状态。

2.1.26-BA与IAA浓度之比为10∶1对不定芽诱导的影响。

将番茄杂交组合优良植株的侧芽接种到6-BA与IAA浓度之比为10∶1的培养基中，进行不定芽的诱导，25 d后统计污染、出芽情况，计算不定芽诱导率及分化不定芽数目。

由表2可知，在6-BA与IAA浓度之比为10∶1的情况下， 6-BA 浓度为 2.4 mg/L 以上时，未受污染的外植体诱导出的不定芽诱导率可达100%，即接种的每个侧芽（污染的侧芽除外）均被诱导出不定芽；在 6-BA 浓度为 2.4 mg/L 时，平均每个未受污染的外植体诱导出的不定芽数目为 4.4个，显著高于其他6-BA浓度水平的诱导数目，且不定芽叶片伸展、平整，叶色正常，生长点清晰，状态良好；在 6-BA 浓度为 3.2 mg/L 时，平均每个未受污染的外植体诱导出的不定芽数目只有3.7个，而且诱导出的不定芽呈现玻化状态。

综合表1、2结果可以看出，番茄杂交组合优良植株的侧芽诱导不定芽较适宜的培养基配方为MS+6-BA 2.4 mg/L+IAA 0.60 mg/L。

2.2不定芽生根

将诱导培養得到的生长点清晰、叶色正常、生长状态良好的不定芽，转接至新的含有相同激素的增殖培养基上，培养生长至苗高3 cm左右时，再转接至生根培养基上，14 d后观察、统计不定芽基部切口处的生根情况及生根的不定芽数。

由表3可知，随着NAA 浓度的增加，不定芽的生根率先增加后降低；当NAA浓度为0.5 mg/L时，不定芽的生根率最高可达100%，且根数较多，根的表皮颜色洁白，根尖正常、水嫩；添加过量的NAA（如1.0 mg/L）时根的颜色微微发黄，根尖膨大，有的甚至呈现“马蹄”形状。

3讨论

该研究通过直接诱导优良番茄杂交组合优秀植株的侧芽分化产生不定芽的途径，建立了再生率高达100%的番茄再生体系，为番茄杂交育种过程中尽早固定杂种优势提供了有效方法。6-BA是植物组织培养常用的细胞分裂素，广泛应用于番茄再生体系的建立，在该研究中，通过将6-BA与IAA 配合使用，诱导培养25 d后，统计不定芽的数目，尽管与李铁松等[5]报道的数目相比较少，但是他们的结果是在诱导培养进行35 d后统计得到的；通过比较6-BA与IAA的不同浓度配比，发现6-BA与IAA的浓度之比为4∶1时，不定芽诱导、增殖的效果最好，不定芽生长速度也比6-BA与IAA的浓度之比为10∶1时的快。

此外还发现，随着培养时间的延长，诱导得到的不定芽数目会增加，丧失了分化能力的畸形芽的数目也会增加，并且接种的外植体会部分变褐或试管苗部分成为玻璃化苗。外植体变褐以后，不定芽的叶片也会有一些黄化，这样的不定芽生长缓慢，不易生根。试管苗玻璃化以后，分化能力降低，即使转接到新鲜增殖培养基上也不能够分化增殖新的生长正常的不定芽，玻璃化苗转接到生根培养基上也不能诱导分化出不定根。导致不定芽玻璃化的主要因素是诱导不定芽时的培养条件，如培养基的成分及配比、培养温度、培养瓶封口膜的透气性等[10]。缩短不定芽在诱导培养基上的生长时间，尽快将不定芽转接至生根培养基中，不仅缩短了不定芽和试管苗在培养基中的培养时间，而且避免了外植体褐化和试管苗玻璃化的现象，同时，也可加快组培试管苗生产速度和降低组培试管苗培养生长阶段的成本。

安徽农业科学2017年

4结论

试验以番茄杂种优势品种“7728”优秀植株的侧芽为试验材料，以培养室温度为25～26 ℃，光照强度为3 000 lx，光照时间12 h/d的环境条件以及采用静止培养的方式，研究了影响番茄侧芽组织培养激素因子的浓度配比，建立了一个再生频率高、所需时间短、试管苗状态好的高效再生体系，即在MS + 6-BA 2.4 mg/L+ IAA 0.60 mg/L、蔗糖浓度30 g/L、琼脂浓度5 g/L、 pH为5.8的培养基上进行不定芽的诱导。25 d后，将诱导生长出来并且生长状态良好的不定芽丛转接到相同浓度的新鲜增殖培养基上，在相同的环境条件下进行增殖培养。

当不定芽增殖生长到一定数量后，再将苗高在2 cm以上的不定芽转接到1/2MS + NAA 0.5 mg/L、蔗糖浓度30 g/L、琼脂浓度5 g/L、活性炭浓度0.05 g/L、pH 5.8的生根培养基中，在相同的环境条件和培养方式下进行生根培养。经过这样的植物组织培养流程，能够获得生长状态良好的番茄杂种优势组合优秀植株的试管苗，用于固定番茄杂种优势和应用于生产。这一优化体系的建立为实现尽早固定番茄杂种优势，创新番茄杂交育种方法，缩短番茄育种进程奠定了技術基础。

参考文献

[1]

王敏杰.杂种优势预测和固定方法的研究进展[J].农业科技与装备，2010（12）：1-3.

[2] 仇松英 ，许钢垣 ，武计萍，等.小麦无融合生殖及杂种优势的固定研究初报[J].陕西农业科学，2005（5）：5-6.

[3] 孙同虎， 孙秀玲， 薄鹏飞，等.番茄高效离体再生体系的建立[J].安徽农业科学，2006，34（24）：6467， 6487.