[论文解读] Micropropagation of three genotypes of Indian mustard [{Brassica juncea} (L.) Czern.] using seedling-derived transverse thin cell layer (tTCL) explants

Michel Aoun, Gilbert Charles+1 more|ArXiv.org|Jul 7, 2008

Plant tissue culture and regeneration参考文献 23被引用 4

一句话总结

本研究利用7日龄无菌印度芥菜（Brassica juncea）幼苗的横切薄层（tTCL）外植体，建立了一种高效的微繁殖方案。在添加10 µM硝酸银的MS培养基中，配合26.6 µM BAP与3.22 µM NAA，使基因型2的子叶来源tTCL外植体实现高达100%的丛芽再生率，每外植体产生4.45个芽；温室驯化后，再生苗的存活率和正常开花率均达99%。

ABSTRACT

Micropropagation of three genotypes of Indian mustard [ extit{Brassica juncea} (L.) Czern.] using 7-days old seedling-derived transverse thin cell layer (tTCL) explants was accomplished. The genotype, explant source and addition of silver nitrate to the medium significantly influenced shoot bud induction. MS medium with 26.6 $μ$M of 6-Benzylaminopurin (BAP) and 3.22 $μ$M of 1-naphtaleneacetic acid (NAA) was identical (in the case of cotyledon tTCLs whatever the organ) and superior for the induction of buds (in the cases of petiole tTCL explants of genotypes 1 and 2 and hypocotyl tTCL explants of genotypes 1 and 3) than 53.3 $μ$M of BAP and 3.22 $μ$M of NAA. However, 53.3 $μ$M of BAP was superior for the induction of buds than 26.6 $μ$M in the presence of the same concentration of NAA for petiole tTCL explants of genotype 3 and hypocotyl tTCL explants of genotype 2. The addition of silver nitrate significantly enhanced the rate of shoot induction in all genotypes. Cotyledon-derived tTCL explants exhibited the highest shoot bud induction potential and was followed by petiole- and hypocotyl-derived ones. Addition of 10 $μ$M of silver nitrate to BAP and NAA supplemented medium induced higher frequency shoot bud induction (up to 100 %) with the highest means of 4.45 shoots per cotyledon-derived tTCL explants obtained with the genotype 2. Shoot regenerated were rooted on MS basal medium without PGRs which induced 99 % of roots per shoot. The plantlets established in greenhouse conditions with 99 % survival, flowered normally and set seeds.

研究动机与目标

• 开发一种基于tTCL外植体的高频率印度芥菜（Brassica juncea）微繁殖系统。
• 评估基因型、外植体类型（子叶、叶柄、下胚轴）以及硝酸银对丛芽再生的影响。
• 优化BAP与NAA浓度，以实现tTCL培养中丛芽诱导的最大化。
• 建立可靠的再生苗体外再生与体外驯化协议。
• 评估tTCL外植体在今后遗传转化及油菜属植物植物修复应用中的潜力。

提出的方法

• 从7日龄无菌印度芥菜（Brassica juncea）幼苗的子叶、叶柄和下胚轴分离出厚度为400–500 µm的tTCL外植体。
• 将tTCL外植体接种于添加0.6%琼脂、2%蔗糖及不同浓度BAP（26.6–53.3 µM）和NAA（3.22 µM）的MS基本培养基上进行培养。
• 测试0–20 µM不同浓度的硝酸银，以评估其对丛芽再生频率及每外植体芽数的影响。
• 在12小时光周期（60 µmol·m⁻²·s⁻¹）下，22/20°C培养，培养基pH在高压灭菌前调节至5.8。
• 将再生的丛芽转移至无植物生长调节剂的MS培养基中诱导生根，随后在温室条件下进行炼苗。
• 采用单因素方差分析（ANOVA）和LSD检验（p < 0.05或0.01）分析不同处理与基因型间的统计学差异。

实验结果

研究问题

• RQ1 使用7日龄幼苗的tTCL外植体是否能实现印度芥菜（Brassica juncea）的高频率丛芽再生？
• RQ2 不同基因型的B. juncea对tTCL培养中BAP与NAA浓度变化的响应如何？
• RQ3 硝酸银对不同基因型及器官类型tTCL外植体的丛芽再生频率及每外植体芽数有何影响？
• RQ4 在B. juncea的tTCL培养中，哪种外植体来源（子叶、叶柄、下胚轴）具有最高的再生潜力？
• RQ5 再生苗是否能在温室条件下成功驯化，并实现正常开花与结实？

主要发现

• 在含26.6 µM BAP与3.22 µM NAA的MS培养基中添加10 µM硝酸银，使基因型2的子叶来源tTCL外植体丛芽再生频率达到100%。
• 在最佳条件下，基因型2（AB79/1）的平均芽数最高（每外植体4.45个），显著优于其他基因型。
• 子叶来源的tTCL外植体再生潜力最高，其次为叶柄和下胚轴来源，所有基因型中均呈现此趋势。
• 对于基因型3（J99），53.3 µM BAP在诱导叶柄与下胚轴来源tTCL丛芽方面优于26.6 µM BAP，表明存在基因型特异性响应。
• 在无植物生长调节剂的MS培养基上，生根效率达99%，且99%的再生苗在温室驯化后存活，实现正常开花与结实。
• 再生苗在继代培养与驯化后未观察到表型异常，证实再生系的遗传稳定性。