不同基因型和预处理方式对大葱离体雌核发育诱导单倍体的影响

陈伟　王清华　高莉敏

摘要：以大葱未开放花蕾为试材，研究不同基因型和低温、热激两种预处理方式对大葱离体雌核发育诱导单倍体效果的影响。结果表明：不同基因型大葱以鲁葱杂5号的胚状体诱导率最高，为4.50%，再生植株数为15株;低温处理的胚状体诱导率和再生植株数整体高于热激处理，两指标分别于低温处理3 d、热激处理36 h时达到最大值，分别为7.50%、41株和3.50%、17株;基因型和预处理试验分别得到31、147株再生植株，其中，分别有4、18株被鉴定为单倍体，单倍体诱导率分别为12.90%和12.24%。

关键词：大葱;基因型;预处理;雌核发育;诱导;单倍体

中图分类号：S633.103.6文献标识号：A文章编号：1001-4942（2020）04-0023-04

Abstract The haploid induction capacity of spring onion by gynogenesis in vitro was studied with buds of different genotypes under low temperature and heat shock pretreatment conditions. The results showed that fifteen regenerated plants were cultured from Lucongza 5 with the highest embryogenesis induction rate of 4.50%. Compared with heat shock treatment， the low temperature treatment resulted in higher embryogenesis induction rate and more regenerated plants， which reached the maximum as 7.5% and 41 plants under low temperature for 3 days and 3.5% and 17 plants under heat shock treatment for 36 hours， respectively. In the genotype and pretreatment experiments， 31 and 147 spring onion regenerated plants were obtained， in which， four and 18 regenerated plants were identified as haploid， respectively. The haploid induction rates were 12.90% and 12.24% respectively.

Keywords Spring onion; Genotype; Pretreatment; Gynogenesis; Induction; Haploid

大蔥起源于中国，是一种非常重要的香辛类蔬菜，现已在中国、日本、韩国等国家广泛栽培。目前，我国种植的大葱品种主要有章丘大葱等地方品种以及日本进口品种，国内现有品种不能满足生产需要，而进口种子价格昂贵。因此，培育具有我国自主知识产权的大葱杂交种势在必行。利用三系（不育系、保持系及自交系）配套制种是当前大葱杂交种培育与生产的有效途径。大葱通常自交2～3代，很难获得基因型和表现型完全一致的自交系，并且，大葱是二年生植物，育成优良的自交系至少需要6～10年。通过单倍体途径可在较短时间内选育出整齐一致的纯系，并且不存在等位基因位点的显隐性作用，一些由隐性基因决定的性状可充分得到表现，此外，还可在筛选育种材料时大大降低误选频率，明显提高选择效果。

单倍体可以自然发生，也可以诱导产生，但自然发生几率很低，约为几十万分之一。目前，常采用人工诱导方法如雌核诱导（大孢子培养）未受精子房、胚珠来获得单倍体。20世纪70年代，人们在蔬菜中开始雌配子体诱导单倍体的研究[1]，同期，San等成功利用大麦未受精子房的离体培养获得了单倍体植株，并首次提出“雌核发育”的概念[2]。自此，许多学者利用该方法先后在烟草、小麦、向日葵、甜菜、草莓、韭菜、洋葱、西葫芦和黄瓜等多种植物上获得单倍体植株，特别是在韭菜[3]、洋葱[4]等葱属植物上的成功，为大葱雌核发育培养单倍体途径提供了参考依据。

目前，关于大葱离体雌核诱导单倍体研究鲜有报道，本试验利用该方法，探讨不同基因型和预处理方式对大葱离体雌核发育诱导单倍体的影响，以期提高大葱优良自交系选育效率，并为大葱雌核发育诱导单倍体再生体系的建立提供参考，同时为大葱杂交种选育、分子标记研究、遗传图谱构建等奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试不同基因型大葱品种为河北鸡腿葱（HBJT）、991鸡腿 （991JT ）、章丘大葱 （ZQ）、章丘大葱不育系（2016A6）、天光（TG）、极晚抽（JWC）、鲁葱杂1号（LCZ1）、鲁葱杂5号（LCZ5）。预处理方式比较试验所用大葱品种为LCZ5（鲁葱杂5号）。2017年7月种植于山东省农业科学院蔬菜花卉所核心试验区，待次年3—5月中旬抽薹花苞开放后，选取直径为2.0～2.5 mm的未开放花蕾作为材料。

1.2 试验设计

1.2.1 不同基因型对大葱离体雌核诱导单倍体的影响 将大葱花蕾剪去花柄，用75%酒精表面消毒30 s，放入2%（体积比）次氯酸钠中消毒15 min，无菌水冲洗4遍，灭菌滤纸吸干表面水分，后接种于诱导培养基中。每基因型接种20皿，每皿接种20个花蕾。培养50 d后分别统计诱导率。其中，诱导所用MS培养基添加1.0 mg/L 2，4-D、1.5 mg/L 6-BA、100 g/L蔗糖和7 g/L琼脂，均用NaOH溶液调至pH值为5.8，灭菌20 min后分装至培养皿（直径90 mm）中，每皿约30 mL，Parafilm膜封口;培养条件：（25±2）℃，光照强度30 μmol/（m2·s），每天光照16 h。