现代生物技术

在香蕉育种中的应用研究

黄国玉１，２杜中军１

１

中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所，农业部热带作物种质资源利用重点开放实验室

２

海南大学园艺园林学院

香蕉属于芭蕉科（Ｍｕｓａｃｅａｅ）芭蕉属（Ｍｕｓａ），品种多为三倍体，高度雌雄不育，阻碍了传统育种技术在香蕉遗传改良上的应用，香蕉病虫害无法通过传统育种技术得以解决。而现代生物技术在作物病虫害抗性育种方面的研究取得了较快进展，培育出了具有一定抗性的作物新品种。尤其近年来，借助现代生物技术培育香蕉新品种的研究取得了一定进展。主要体现在以下方面：

１香蕉快速繁殖研究

由于香蕉分蘖繁殖速度较慢，不能适应当前大规模商品化种植的需要，香蕉快速繁殖技术将有效解决这一难题。目前主要的快速繁殖技术有：

１．１器官发生途径

通过直接器官发生途径已成功用于再生植株外植体的主要器官有：吸芽、茎尖分生组织、叶鞘、花序、未成熟果实以及幼嫩无菌苗的假茎薄片等。研究前期，多以成熟和未成熟的香蕉果实、花序轴盘、果柄等作为外植体，用多种不同的生长调节剂诱导愈伤组织，但都没有再生出完整的植株。Ｊａｒｒｅｔ等、Ｈａｒｒａｎ和Ｂａｋｒｙ等分别报道了以合子胚、叶鞘和茎尖分生组织为外植体诱导愈伤组织，并分化出根和芽。Ｏｋｏｌｅ等［１］和黄霞等［２］相继报道了以假茎薄片为外植体诱导愈伤组织并再生出植株。卢塔山等［３］在香蕉离体培养过程中，进行了对外植体不经表面药物消毒与传统消毒的对比试验。结果表明：两种处理的外植体萌芽诱导率分别为７７．３０％和７６．８８％，污染率分别为２２．７０％和２３．１３％，差异不显著。由此认为，以香蕉吸芽作外植体，在离体培养中所产生的污染与是否进行表面药物消毒关系不大。Ｉｋｒａｍ等［４］报道了生化物质浓度对香蕉微繁殖效果的影响。

１．２体细胞胚发生途径

体细胞胚发生途径是通过不同外植体来源建立的香蕉体细胞胚胎发生技术方法。从叶鞘和球茎组织切片诱导出愈伤组织，建立胚性细胞悬浮系并获得体胚，然后采用双层培养基系统培养法获得再生植株；也可通过对具有高度分生能力的茎尖切片（ｓｃａｌｐ）培养获得体胚发

生。Ｄｈｅｄ＇ａ等首次在Ｂｌｕｇｇｏｅ（ＡＢＢ）上应用此法建立了稳定的胚性细胞悬浮系，通过体胚发生获得了再生植株。随后Ｓｃｈｏｏｆｓ等［５］在多种基因型（ＡＢ、ＡＡＢ、ＡＢＢ、ＡＡＡ和ＡＡＡＡ）的１８个香蕉品种（系）上取得成功，使用未成熟花序（包括雄花和雌花）作为体细胞胚性恢复的外植体。马溯轩探索出的培养基和从雄花建立ＥＣＳ的方法，是香蕉体细胞胚性发生体系的重大突破，并由此启动了大量的研究［６］。近１０年来，应用此法在多个基因型品种（系）上获得了高再生频率的胚性细胞悬浮系［７］。

１．３原生质体培养

香蕉原生质体培养成功的关键在于选择合适的起始材料。早在上世纪８０年代，以各种分化组织，如叶片、无菌苗或花器官等材料来分离原生质体，取得成功的非常有限。Ｍａｔｓｕｍｏｔｏ等［８］由ＡＡＡ基因型香蕉苞片获得了较高产量的原生质体，但未能获得再生植株。Ｍｅｇｉ等由小果野生蕉（ＡＡ）未成熟合子胚起源的悬浮培养细胞分离出原生质体，在与黑麦看护细胞培养物高密度共培养时，原生质体持续分裂并形成了愈伤组织，但同样未能得到再生植株。Ｍｅｇｉ等［９］和Ｐａｎｉ等从煮食蕉Ｂｌｕｇｇｏｅ（ＡＢＢ）品种的胚性细胞悬浮系分离原生质体，并通过直接体胚发生途径获得再生植株。其关键技术在于从优良的胚性细胞制备高质量的原生质体、采用高密度培养和看护培养，在此条件下，植株再生率可高达５０％以上。Ｍａｔｓｕｍｏｔｏ等［１０］和Ａｓｓａｎｉ等［１１］分别从ｍａｃａ（　ＡＡＢ）、ＧｒａｎｄｅＮａｉｎｅ　（ＡＡＡ）的胚性愈伤及其悬浮细胞中分离原生质体，并通过体胚发生途径成功得到再生植株。Ａｓｓａｎｉ等［１２］进一步证明，体胚发生和植株再生频率与基因型有关。在分属于ＡＡ，ＡＡＡ和ＡＡＢ三种基因型的７个品种中，ＳＦ２６５（ＡＡ）体胚发生和植株再生频率最高，其次是Ｄｏｍｉｎｉｃｏ（ＡＡＢ）和Ｇｒａｎｄｅ　Ｎａｉｎｅ　（ＡＡＡ）。原生质体培养成功为香蕉体细胞杂交和基因转化开辟了新的途径。

２香蕉基因工程育种２．１相关基因克隆与鉴定

香蕉基因组共有５～６亿个碱基对，约为拟南芥的５

基金项目：中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（ＰＺＳ００８）；中国热带农业科学院博士后启动基金（Ｒｋｙｙ０６０１）；中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所研究生基金资助（ＹＪＳ－２００８－Ｓ０１４）。

倍［１３］。目前，香蕉基因工程研究主要集中在抗病、品质等相关基因研究上。全球香蕉基因组财团在２００６年前后，计划以一个起源于印度南部抗黑叶斑病（ｂｌａｃｋｓｉｇａｔｏｋａ）的野生种Ｍｕｓａ　ａｃｃｕｎｕｎａｔａ　Ｃａｌ …… 此处隐藏：2907字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……