NaN₃对香蕉农科1号不定芽诱变的影响

李洪波 叶肖燕 陈康丽 何建齐 刘建平 唐琪璐 杜彩娴

摘要    研究了不同NaN3浓度和诱变时间处理对香蕉品种农科1号不定芽的诱变效果。结果表明，0.15 g/L NaN3处理3 h和0.25 g/L NaN3处理2 h为农科1号不定芽诱变的适宜处理组合，在这2个诱变条件下，农科1号香蕉不定芽致死率接近半致死率，存活的不定芽能够恢复生长和增殖，容易获得再生植株。

关键词    NaN3;香蕉;农科1号;不定芽;诱变

中图分类号    S668.1        文献标识码    A

Abstract    Different concentrations of sodium azide combined with different mutation times were applied to mutagenize the adventitious buds of Nongke 1 banana. The results showed that both 0.15 g/L sodium azide combined with 3 h treatment and 0.25 g/L sodium azide combined with 2 h treatment were suitable combinations for mutation of adventitious buds of Nongke 1 banana， with which the lethal rate was close to 50%， the survival buds were able to restored growth and multiplication after the mutation.

Key words    sodium azide; banana; Nongke 1; adventitious bud; mutation

香蕉枯萎病（Fusarium oxysporum f. sp. cubense，FOC）是一種毁灭性土传病害，防治困难，控制该病最经济有效的措施是选育与利用抗病品种。香蕉的主栽品种绝大多数为三倍体，为了解决其难以通过杂交育种获得高抗性新品种的难题，利用诱变育种、基因工程等技术及多种技术相结合的方式选育香蕉新品种成为趋势[1]。

农科1号为广州市农业科学研究院选育的产量性状、外观性状、果实品质与巴西香蕉相近的抗枯萎病新品种，是香蕉枯萎病发病蕉区替代巴西香蕉的优良抗（耐）病品种[2]。农科1号存在生育期稍长、果轴略短、茎节较密等缺点[2-3]，有必要对其进行改良。

诱变剂NaN3诱变效率高、生理损伤小、毒性低，在酸性溶液中对叶绿素缺失和形态突变诱发非常有效，是一种安全高效的化学诱变剂[4-5]。NaN3对香蕉不定芽的诱变尚处于初步研究阶段。本试验研究了NaN3对香蕉品种农科1号不定芽的诱变效果，以期为选育香蕉抗枯萎病品种提供参考。

1    材料与方法

1.1    试验材料

以香蕉品种农科1号为材料，材料取自东莞市香蕉蔬菜研究所建立的香蕉种质资源圃，品种来源于广州市农业科学研究院。

1.2    试验设计

试验设置2个因素，即NaN3浓度和诱变时间。NaN3浓度设0（CK）、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75 g/L共16个水平，诱变时间设3 h和2 h共2个水平。NaN3诱变液用pH值为3.0的磷酸缓冲液配制[6]。

1.3    试验方法

选取长势健壮的农科1号吸芽苗，切取生长点，消毒，将其接种于诱导培养基（MS+5 mg/L腺嘌呤+30 g/L蔗糖，pH值5.8）诱导分化不定芽，用增殖培养基（MS+3 mg/L 6-BA+0.3 mg/L NAA+5 mg/L腺嘌呤+30 g/L蔗糖，pH值5.8）进行扩繁，经3～4代增殖培养后获得大量不定芽。

将NaN3诱变液和无菌水在105 ℃下灭菌30 min后冷却备用。选择生长基本一致、健壮的第3～4代不定芽置于不同浓度的诱变液中分别浸泡3、2 h，无菌水清洗3次后转接到增殖培养基上培养。3次重复，每次重复接种12瓶，每瓶接种4个芽。培养20 d后调查接种株数（接种于培养基上的不定芽总数）、死亡株数（接种于培养基上死亡的不定芽总数）、分化株数（接种于培养基上分化有不定芽的不定芽总数）、有效芽数（培养基上有效的不定芽总数）、芽高（瓶内不定芽的平均株高）等指标。计算公式如下：

致死率（%）=（死亡株数/接种株数）×100;

分化率（%）=（分化株数/接种株数）×100;

增殖系数=有效芽数/接种株数。

调查数据采用SPSS进行统计分析。

2    结果与分析

2.1    不同浓度NaN3诱变3 h对不定芽的影响

由表1可知，随NaN3诱变浓度的提高，农科1号不定芽的致死率明显提高，分化率、增殖系数和芽高明显降低，长势变弱。CK的致死率为0.6%，分化率（82.2%）和增殖系数（2.93）较高，芽高4.83 cm，不定芽长势强健，无褐化现象。0.15 g/L NaN3处理，致死率为46.7%，接近半致死浓度;分化率为49.6%，增殖系数为1.47，不定芽数量比诱变前有所增加;芽高为3.29 cm，处于中等高度;不定芽长势、褐化程度、分化率中等。诱变浓度0.15 g/L与0.10、0.20 g/L处理的致死率、分化率、增殖系数差异显著。综合考虑，确定0.15 g/L为不定芽诱变处理3 h的适宜诱变浓度。

此外，当NaN3诱变浓度达到0.65 g/L时，致死率为100.0%，分化率和增殖系数分别为0，为完全致死浓度。诱变浓度0.55、0.60、0.65 g/L 3个处理的致死率、分化率、增殖系数、芽高差异不显著，为诱变处理3 h的致死浓度。

2.2    不同浓度NaN3诱变2 h对不定芽的影响

由表2可看出，随NaN3诱变浓度的提高，农科1号不定芽的致死率明显提高，分化率、增殖系数和芽高明显降低，长势变弱。CK的致死率为0，分化率和增殖系数较高，分别为87.7%、3.10，芽高4.63 cm，不定芽长势强健，无褐化现象，分化率高。当NaN3誘变浓度达到0.25 g/L时，致死率45.40%，接近半致死浓度;分化率、增殖系数分别为51.20%、1.45，不定芽数量比诱变前有所增加;芽高2.97 cm，处于中等高度;不定芽长势、褐化程度、分化率中等。0.30 g/L时，致死率56.6%，分化率34.5%，增殖系数1.01，不定芽长势弱，褐化程度较严重，分化率低，不定芽数量不增加。且0.25 g/L与0.20、0.30 g/L处理的致死率差异显著，分化率、增殖系数、芽高差别明显。综合考虑，确定0.25 g/L为农科1号不定芽诱变处理2 h的适宜诱变浓度。

此外，NaN3诱变浓度0.65、0.70、0.75 g/L的致死率、分化率、增殖系数、芽高差异不显著，为诱变处理2 h的致死浓度，其中0.75 g/L为完全致死浓度。

3    结论与讨论

化学诱变易操作、诱变剂量易控制、对基因组损伤小、突变率高，近年来在育苗领域应用广泛[7-8]。化学诱变的关键是确定诱变剂浓度和诱变时间，而确定适宜的诱变浓度和时间要综合考虑诱变效果和对外植体的伤害程度，一般以半致死剂量为参考[9-10]。Bhagwat等[11]认为，通过半致死剂量确定适宜的诱变浓度并不是绝对合适，还应考虑处理后材料的恢复、增殖、再生和变异情况。

在本试验中，0.15 g/L NaN3处理3 h和0.25 g/L NaN3处理2 h的致死率分别为46.7%和45.4%，虽然两者都不是半致死剂量，但是其致死率接近半致死率，且二者不定芽褐变程度中等，增殖系数分别为1.47和1.45，不定芽有一定分化和长势，容易恢复生长和增殖再生，可保障诱变后获得一定量的不定芽[12]，用于苗期和大田筛选突变体。综上所述，0.15 g/L NaN3处理3 h和0.25 g/L NaN3处理2 h是农科1号不定芽比较适合的诱变处理组合。

4    参考文献

[1] 徐春香，陈厚彬，胡桂兵，等.香蕉选育种的途径与方法研究进展[J].仲恺农业技术学院学报，2008，21（1）：60-64.

[2] 刘绍钦，梁张慧，黄炽辉，等.抗枯萎病香蕉新品系农科1号的选育[J].广东农业科学，2007（1）：30-32.

[3] 傅炽栋，李永忠，伍日强，等.抗黄叶病香蕉新品系农科1号配套栽培技术[J].广东农业科学，2011（11）：63-64.

[4] RODRIGO R L，ALVIS H A，AUGUSTO T N.Invitro mutation of Chrysa-nthemum with ethyl methane sulphonate in immature floral pedicels[J].Plant Cell Tissue Organ Cult，2004（77）：103-106.

[5] JOONG H L，SEUNG Y L.Selection of stable mutants from cultured rice anthers treated with ethyl methane sulfonic acid[J].Plant Cell Tissue Organ Cult，2002（71）：165-171.

[6] 李洪波，吕顺，刘文清，等.适宜香蕉不定芽叠氮化钠诱变的磷酸盐缓冲液配制[J].现代农业科技，2015（12）：81-82.

[7] 安学丽，蔡一林，王久光，等.化学诱变及其在农作物育种上应用[J].核农学报，2003，17（3）：239-242.

[8] 彭波，徐庆国，李海林，等.农作物化学诱变育种研究进展[J].作物研究，2007，21（5）：517-519.

[9] 钮力亚，于亮，付晶，等.叠氮化钠在农作物育种中的应用[J].河北农业科学，2010，14（12）：52-53.

[10] NOVAK F J，AFZA R，VAN D M.Mutation induction by gamma irradia-tion of in vitro-cultured shoot-tips of banana andplantain[J].Tropic Agriculture（Trinidad），1990（67）：21-28.

[11] BHAGWAT B，DUNCAN E J.Mutation breeding of banana cv.Highgate（Musa spp.，AAA Group）for tolerance to Fusarium oxysporum f. sp.cubense using chemical mutagens [J].Scientia Horticulturae，1998（73）：11-12.

[12] 杜婵娟.香蕉炭疽病生防菌的复合诱变选育研究[C]//中国病理学会，中国病理学会2014年学术年会论文集，2014.