真空渗透法在甜高粱远缘杂交育种中应用初探

李志成，周振祥，蔡雨琪，裴忠有

（天津农学院农学与资源环境学院，天津 300384）

甜高粱（Sorghum bicolor（L）Moench）作为C4植物，其茎秆高含糖，可用以生产燃料乙醇，被认为是一种高效的绿色能源作物[1]。同时，甜高粱也是一种营养价值非常高的饲料作物，在国内外均得到了广泛的关注和认可[2-3]。但是，近些年由于人们对甜高粱重视程度较低，种质资源匮乏，甜高粱育种一直处于落后状态[4-7]。而远缘杂交是一种非常重要的育种方法，为甜高粱育种带来契机。目前，在水稻和高粱、水稻和玉米、谷子和高粱等育种上[8-9]都已开展相关工作，而且在甜高粱和甘蔗上开展了远缘杂交育种工作，也取得了初步的研究进展[10]。该次研究借助真空渗透的技术，把甘蔗的DNA 导入到甜高粱品种中，以期为高含糖量甜高粱育种创新种质资源及远缘杂交育种奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验选用甜高粱抗蚜品种07-27 为受体材料，甘蔗桂果蔗1 号[11]为供体材料，在温室中土培茎秆节段发芽出苗，剪取叶片用于提取DNA。

1.2 方法

试验采用真空渗透法[12]。首先将甜高粱07-27 种子用75%酒精浸泡消毒，用无菌水清洗后，再用600 ng/μL 甘蔗DNA 溶液浸泡3 种经不同处理的07-27的种子（A 处理：让种子发芽至1 cm 左右；B 处理：种子继续浸泡24 h；C处理：消毒后的种子）。每个处理甜高粱种子为30粒，设置2 个重复，再利用油泵产生的负压（-0.06 MPa）处理种子4 h，处理后将种子放入垫有滤纸的培养皿中使其再生长，待芽长到一定长度再移植至土中。

2 结果与分析

2.1 真空渗透对不同处理的07-27 种子生长影响

将处理的种子移栽到混有1∶3 草炭土基质泥盆里，在温室培养中发现，A 处理的10 粒种子在种植后1 d 时间内全部萎蔫死亡，可能是缺氧造成的；B 处理发芽8 粒，存活率为13.3%；C 处理种子共发芽9 粒，存活率15.0%，但苗期长势弱，芽基部变褐后逐渐死亡。从总的结果来看，种子浸泡24 h 以后再做真空处理效果最佳，B 处理种子成活率高于A、C 处理，差异极显著。

2.2 甘蔗DNA 转化07-27 变异研究

利用真空渗透法将浸泡24 h 甜高粱07-27 种子用甘蔗DNA 溶液浸泡后，将发芽种子移栽温室后至成熟，调查性状变化情况，通过调查发现转化处理的07-27 与未处理在表型上有明显变化，植株生长发生倾斜，与地面夹角达到40℃左右，并且出现2～3 个分蘖，糖锤度平均提高5.65°Bx，株高平均高出38.78 cm，穗长平均长出4.75 cm，穗粒数平均多出299 粒，千粒重多出15.95 g。

3 结论

通过真空渗透法处理浸泡24 h 后的种子成活率最高，处理得到的植株在表型上与空白对照具有明显差异，表现在分蘖数、节数、株高、穗长、穗粒数、穗重、千粒重、糖锤度等性状，其中糖锤度提高5.56°Bx。总的来说，真空渗透法为甜高粱远缘杂交育种提供了一种新思路。