蔗糖对水曲柳体细胞胚发生的影响

张宇

（黑龙江省林业监测规划院，黑龙江 哈尔滨 150080）

水曲柳是我国东北珍贵的“三大硬阔”之一，由于开发历史较早，其分布范围和种群数量明显减少，已被国家列为渐危种[1]。对水曲柳胚胎发生进行系统研究，掌握其生物学特性，是加速水曲柳繁殖又一举措。在植物离体培养中，培养基中的碳源是培养过程中的重要因素。植物细胞培养一般采用蔗糖、果糖、葡萄糖为碳源，而蔗糖是生长效果最好的[2]。为此，本研究以水曲柳子叶为试验材料，探讨了不同的蔗糖浓度对水曲柳愈伤组织和体细胞胚发生的影响，以期为水曲柳体细胞胚发生研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验材料取自吉林省露水河林业局50年生发育良好的水曲柳母树，将单片子叶作为试验材料。

1.2 试验设计

以1／2MS（将所有元素都减半的MS培养基）为基本培养基，附加激素NAA和BA。本试验采用3种激素浓度和15种蔗糖浓度共计45个处理的设计。3种激素组合为：①5mgL－1NAA和1mg L－1BA；②5mgL－1NAA和2mgL－1BA；③2 mgL－1NAA和5mgL－1BA。蔗糖浓度分别为10、20、30……150gL－1。

1.3 材料接种及培养条件

在室内进行种子去翅，置于去离子水中浸泡2～3d，用70%酒精处理30～40s后，再用10%的双氧水处理10min，然后用无菌的去离子水冲洗4～5次。在超净工作台将种子平放，用解剖刀在种子的胚根端及两侧各切去少许，挑开种皮，取出种胚。将种胚上的胚根切去，取单片子叶接种。采用暗培养，接种后放入纸箱中或用数层黑布遮盖置于培养室中，培养室的温度控制在25±2℃，湿度60%～70%之间。

2 结果与分析

2.1 不同蔗糖浓度对愈伤组织诱导的影响

在这45个处理中蔗糖浓度达到140gL－1时外植体上无愈伤组织的产生。由图1可知，3种处理中蔗糖浓度分别为80gL－1，60gL－1和50g L－1时愈伤组织的诱导率最高，分别为20%，16.7%和30%。由图中还可看出，随着NAA与BA比例的增高，诱导愈伤组织的最适蔗糖浓度也随之升高，但其具体是何种关系还需近一步的分析研究。

图1 不同蔗糖浓度对愈伤组织诱导的影响

2.2 不同蔗糖浓度对体细胞胚发生的影响

一般来说，在一定浓度范围内提高渗透压有利于体细胞胚发生发育。本试验结果也证实了这一点（图2）。蔗糖浓度低于2%和高于14%时均不能诱导体细胞胚的发生。蔗糖浓度在7%时的体细胞胚发生率明显高于低浓度蔗糖时的体胚发生率。然而，与这些观点不同的是，图2显示体细胞胚发生率有两个峰值，即当NAA为5mgL－1，BA为1mg L－1和2mgL－1时体胚发生率的两个峰值都出现在附加7%和10%蔗糖的培养基中，而当NAA为2 mgL－1，BA为5mgL－1时，峰值出现在附加10%和13%的蔗糖的培养基中。

图2 不同蔗糖浓度对体细胞胚发生的影响

2.3 蔗糖浓度对体细胞胚数量和质量的影响

与蔗糖浓度对愈伤组织和体细胞胚的诱导率影响相似，蔗糖浓度的不同使得单个外植体上体细胞胚数量和质量也出现了两个峰值。在3种激素处理中蔗糖浓度分别为12%、9%和12%时单个外植体上的体细胞胚数量最多，分别为16个、18个和13个；另一个峰值出现在蔗糖浓度为3%、5%和10%（图3），但这些体细胞胚相对较小，略黄。

图3 不同蔗糖浓度对体细胞胚数量的影响

同时，蔗糖浓度影响体胚的质量。试验发现，白色胚比例随蔗糖浓度增加呈上升趋势，当蔗糖浓度在6%～8%时，白色胚比例可达100%，随后白色胚比例开始下降，当蔗糖浓度在10%～12%时白色胚比例达到另一个峰值（90%）。

3 结论

在植物组织培养中，糖的用量影响着培养物的生长速度和生长量及其代谢水平，是影响植物组织培养成功与否的关键之一[3]。在本研究中可以发现，蔗糖浓度较低时有利于愈伤组织的诱导，而较高的蔗糖浓度对直接体细胞胚胎发生起促进作用。蔗糖浓度较高时愈伤组织诱导率下降这可能是由于高的蔗糖浓度抑制了愈伤组织的诱导，众所周知蔗糖浓度过高会对细胞的形态建成起副作用。本试验表明，当NAA多于BA时，附加7%蔗糖的体细胞胚发生率最高；而当BA多于NAA时，附加10%蔗糖的体细胞胚发生率最高，但每个外植体上体细胞胚的数量和质量不是最好的。综合体细胞胚发生的各个方面，选定9%～12%的蔗糖浓度最有利于水曲柳体细胞胚的诱导。

[1]中国树木志编委会.中国主要树种造林技术[M].北京：中国林业出版社，1983：780－784

[2]侯学文，郭勇.接种量及蔗糖浓度对悬浮培养玫瑰茄细胞生长的影响[J].华南农业大学学报，2000（4）：51－54

[3]陈丽娟，周嘉运，闭志强，等.蔗糖浓度和激素对粉蕉离体快繁的影响[J].西南农业学报，2001，14（2）：66－68