二倍体、四倍体小麦成熟胚组织培养研究初报

以栽培二粒小麦(Triticum dicoccum Schuble)、硬粒小麦(Triticum durum Desf.)以及普通六倍体小麦祖先种野生二粒小麦(Triticum dicoccoides Kom.)、野生一粒小麦(Triticum aegilopides Bal.)4个基因型麦属植物成熟胚(MEs)为外植体,对成熟胚愈伤组织诱导、分化及植株再生的组织培养效果做了初步研究,筛选出适合于非六倍体小麦成熟胚组织培养的基因型.结果表明,不同基因型成熟胚愈伤组织的诱导、分化及植株再生差异显著,具有很强的基因型效应和基因型依赖性.其中栽培二粒小麦的成熟胚表现出较好的组织培养特性,它的愈伤组织诱导率、分化率、成苗率以及组培效率分别为95.00%、90.00%、32.40%、27.70%,显著高于其它基因型.二倍体、四倍体小麦成熟胚组织培养特性的研究以及组织培养基因型的筛选,为遗传转化体系的建立、小麦功能基因的分离和克隆,以及小麦分子育种工作奠定了基础.     

春小麦成熟胚愈伤组织诱导及再生体系的优化

为优化小麦成熟胚再生体系,以CB037和中国春(CS) 2个春小麦品系的成熟胚为外植体,在培养基中添加不同浓度的TDZ (Thidiazuron, N-苯基-N’-1,2,3-噻二唑-5-脲)。结果显示,CB037和CS成熟胚胚性愈伤组织诱导率最适TDZ浓度为0.5 mg/L,在培养14 d时分别为90.43%和87.88%,均高于对照,达到极显著差异水平。CB037愈伤组织分化率和绿芽诱导率在0.5 mg/L TDZ时达到最高值,分别为48.94%和60.64%,与对照相比具有极显著性差异和显著性差异;CS愈伤组织分化率和绿芽诱导率的最适TDZ浓度为1.0 mg/L,与对照相比,二者均达到极显著性差异。TDZ最适响应浓度存在品种间差异,适量添加可提高成熟胚再生效率。本研究通过优化培养基成分提高成熟胚再生能力,为高频小麦遗传转化体系的建立提供了依据。     

基因型对陆地棉花药离体培养反应的影响

对２７种棉花基因型的花药在离体培养中的反应进行了比较,结果表明：所有的基因型在合适的培养条件下均能高频率地形成愈伤组织,但不同基因型间愈伤组织诱导率和诱导量不同;再生植株的花药比原始亲本的花药易诱导出愈伤组织;品种间杂种表现出部分优势,但不明显。本试验中,仅鲁棉６号和Ｓｉｏｋｒａ１－３两个品种诱导获得了胚性愈伤组织、胚状体和再生植株,且二者之间也存在着差别。从基因型在棉花花药培养中的效应、外界调控对棉花不同基因型花药培养效果的影响、棉花花药培养与体细胞培养基因型差异的比较等三个方面进行了讨论,提出了棉花花药培养愈伤组织诱导和植株再生是受两套遗传基因控制的遗传性状,并提出了棉花组织培养植株再生的阈值问题     

基因型和环境条件对小麦花药培养效果的影响

为进一步提高小麦花培育种效率,明确花药培养力的遗传控制基础,以11个小麦品种及其组配的20个F₁杂种为材料,探讨了基因型、培养基和环境条件对愈伤组织诱导率的影响。在W14D、W14gD、W14GD培养基上,Alondra、Verry、石4185、新春9号和百农3217的花药易被诱导产生愈伤组织,诱导率为25.3%~51.9%,其中石4185是目前公认的花培育种优良亲本,新春9号为新发现的优良花培基因型。以宁春4号配制的部分F₁杂种的愈伤组织诱导率较高,大多数组合高于10.0%,表明宁春4号与供试品种间具有较高的花药培养配合力。小麦花培育种技术要求亲本之一具有较高的花药愈伤组织诱导率或较高的花药培养配合力。小麦花药培养力的遗传控制复杂,表现为数量性状遗传,亲本花药培养力很高,其F₁组合花药培养力不一定很高,这与双亲配合力有关。小麦花药培养中,供体植株生长和愈伤组织诱导的适宜条件为较长的营养生长期、适宜的前期(分蘖期)温度和较高的中期(拔节后期)温度。在添加低浓度生长素和葡萄糖的液体培养基中发现小麦花药直接成苗现象,2,4-D诱导花药直接成苗效果优于Dicamba。随着年度间气候升高的影响,相同基因型花药愈伤组织诱导率呈现增加趋势。     

小麦成熟胚的组织培养

【研究目的】为了筛选出小麦(Triticum aestivum L.)成熟胚(MEs)培养和遗传转化受体材料的优良基因型,【方法】以27份优良普通小麦冬性主栽品种或高代育种品系为试材,采用整粒切胚诱愈方法(endosperm-supported method),对小麦成熟胚进行组织培养研究。【结果】结果表明,在成熟胚培养过程中光照、温度、培养基2,4-D浓度、基因型等因素对小麦成熟胚组织培养影响较大;同时小麦成熟胚组织培养存在着较强的基因型依赖性,不同基因型愈伤组织诱导率、分化率、成苗率的差异具有统计学意义（P<0.01）。通过研究从27个小麦基因型中筛选出了3个适合于成熟胚整粒切胚诱愈的基因型,即山农2618、泰山021、河北341,他们的成苗率分别达到了15.38%、25.27%、21.33%。【结论】小麦成熟胚组织培养优良基因型的筛选,为以后小麦的遗传转化和应用基因工程技术进行遗传改良奠定了基础。     

小麦幼胚组织培养研究进展

小麦组织培养是利用基因工程改良小麦品种的重要基础和保证,小麦幼胚转化体系的建立对促进小麦基因工程研究和功能基因组研究具有重要的意义。以幼胚为外植体进行小麦组织培养的方法被大多数学者认为是最有效的培养方式。笔者就目前中国小麦幼胚组织培养研究现状,对品种、胚龄、培养基、外源激素、预处理、接种方式等研究现状进行了综述,目的是为了进一步建立和完善小麦幼胚再生体系和转化体系提高参考。     

燕麦愈伤组织诱导和分化再生影响因素的研究

以燕麦3个品种(系)幼胚、幼穗为材料,通过组织培养方法,研究了基因型、培养基、外植体对愈伤组织诱导、继代和分化再生的影响。结果表明,对愈伤组织的诱导,基因型和培养基起重要作用,对幼胚作用极显著,对幼穗作用显著;外植体不同也影响愈伤组织形成,随培养基成分改变而变化,且幼穗较幼胚更易培养;2,4-D浓度影响愈伤组织生长和胚性愈伤组织形成,3 mg/L 2,4-D有利于愈伤生长,促进胚性愈伤形成;草莜一号幼穗愈伤组织有很强的继代能力,继代培养330 d仍具有46.58%的分化率,该材料在组织培养和基因工程研究中具有很大潜力。     

“济麦”系列品种成熟胚再生体系的优化研究

建立成熟的外植体再生体系,搭建有效的转化平台是实现小麦基因工程改良的重要途径。与未成熟胚相比,利用小麦成熟胚作为外植体不仅取材方便,而且不受环境和季节的限制。因此,建立小麦成熟胚再生体系是小麦组织培养发展的重要趋势。本研究利用"济麦"系列5个品种济南17、济麦19、济麦20、济麦21和济麦22,以适于组培的小麦品种Bobwhite作对照,研究了不同浓度2,4-D、玉米素(ZT)和激动素(KT)对小麦成熟胚的愈伤诱导和分化成苗的影响。结果表明,与对照品种Bobwhite相比,"济麦"系列品种具有更高的成熟胚出愈率,品种间差异显著,呈现出基因型效应。在相同2,4-D诱愈浓度条件下,不同品种间分化和成苗率差异极显著。"济麦"系列品种的成苗率均低于对照品种Bobwhite(13.55%),说明进一步优化愈伤的再生成苗能力是未来建立再生体系的关键。相同品种条件下,2,4-D诱愈浓度对出愈、分化和成苗率影响显著,当2,4-D诱愈浓度4mg/L时,除济麦20以外,其它五个品种均能分化成苗,其中济麦22成苗率约10.33%,接近Bobwhite水平。本研究为建立和完善"济麦"系列品种的成熟胚再生和遗传转化体系奠定了基础。     

玉米胚叶再生植株研究

玉米(Zea mays L.)组织培养早在70年代就已开始, 已有从花药、幼穗、幼胚等不同外植体获得再生植株的报道[1～5]. 然而用玉米胚叶诱导愈伤组织并再生出完整植株, 却未见报道. 以玉米胚叶作外植体诱导产生再生植株, 避免了以幼穗、幼胚等作外植体进行玉米组织培养及转基因研究时, 取材受生长季节限制的困难, 极大地方便了取材,     

多效唑在小麦组织培养中的应用研究

组织培养已成为小麦育种工作中系重要的辅助手段之一.许多科学家在小麦远缘杂交中利用幼胚培养抢救杂种胚或体细胞无性系变异创造新种质.一些育种机构应用花药培养缩短杂种后代分离期育成了小麦新品种.在我国北部冬麦区,小麦的花药培养以及幼胚幼穗培养大都始于4—5月,直到秋季天气较冷时移栽到温室或大田.再生植株在长时间的越夏培养中,往往表现生长弱,根系不发达,移栽时成活率低,很难满足育种对群体的需要.一些基     

Plant regeneration through callus initiation from mature embryo of Triticum

The behaviour of diverse Triticum genotypes in the tissue culture response of mature embryo callus was compared, and factors affecting tissue culture response were studied in this paper. Significant differences were detected in callus induction, embryogenic callus differentiation, plantlet regeneration and culture efficiency when mature embryos of 31 plants of different Triticum species were compared. These were the main wheat cultivars of the Chinese northern winter‐type wheat region and breeding lines (Triticum aestivum L.), durum wheat (Triticum durum Desf.), cultivable emmer wheat (Triticumdicoccum Schuble) and the common wheat progenitors Triticum dicoccoides and Triticum aegilopides. The genotype dependency was particularly high in tissue culture of mature embryos of these Triticum genotypes. The efficiency of induction, differentiation and regeneration of mature embryos callus was high in genotypes selected out. Mature embryo‐derived callus of HB341, TS021, SN2618, T. dicoccum, HB188, and T9817 showed better tissue culture response than the other genotypes. Plantlets can be regenerated from mature embryo‐derived callus of 31 genotypes, saving on growth facility resources and time required for the collection of other explants, and providing a solid basis for the genetic transformation and molecular plant breeding of Triticum plants.     

小麦花培育种技术研究

对5个小麦不同组合基因型的F1,F2,F3花药进行培养,结果表明:不同组合基因型在同一杂种世代的花药愈伤组织诱导率、愈伤组织鲜重和绿苗分化率等方面存在较大差异,而同一组合基因型在不同杂种世代的花药愈伤组织诱导率、愈伤组织鲜重和绿苗分化率等方面差异较小。花药愈伤组织诱导率与绿苗分化率具有显著的相关性(r2=0.903)。以石4185为亲本配制的两个组合基因型,在F1,F2,F3都表现出较高的花药愈伤组织诱导率和绿苗分化率,说明石4185是理想的花培育种桥梁亲本。     

Callus induction and plant regeneration from immature and mature embryos of winter durum wheat genotypes

Seven genotypes of winter durum wheat (Triticum durum Desf.) were cultured to establish an efficient method of callus formation and plant regeneration from mature embryo culture, and to compare the responses of immature and mature embryo cultures. Immature embryos were aseptically dissected from seeds and placed, with the scutellum upwards, in dishes containing Murashige and Skoog's (MS) mineral salts and 2mg 2,4- dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) per litre. Calli and regenerated plants were maintained on 2,4-D-free medium. Mature embryos were moved slightly on the imbibed seeds. For callus formation, the seeds with moved embryos were placed, furrow downwards, in dishes containing 8 mg 2,4-D per litre. The developed calli and regenerated plants were maintained on the MS medium. Plants regenerated from both embryo cultures were vernalized and grown to maturity in soil. Variability was observed among the wheat genotypes tested for various culture responses in both explant cultures. Callus induction rate and regeneration capacity of callus were independent of each other. Mature embryos have a low frequency of callus induction but a high regeneration capacity. Considering availability, rapidity and reliability, this form of mature embryo culture can be used as an alternative method for immature embryo culture.     

小麦不同杂种世代花药脱分化特性研究

对5个小麦不同组合基因型的F1，F2，F3花药进行培养，结果表明：不同组合基因型在同一杂种世代的花药愈伤组织诱导率、愈伤组织鲜重和绿苗分化率等方面存在较大差异，而同一组合基因型在不同杂种世代的花药愈伤组织诱导率、愈伤组织鲜重和绿苗分化率等方面差异较小。花药愈伤组织诱导率与绿苗分化率具有显著的相关性。以石4185为亲本配制的两个组合基因型，在F1，F2，F3都表现出较高的花药愈伤组织诱导率和绿苗分化率，说明石4185是理想的花培育种桥梁亲本。     

玉米幼苗不同部位的再生能力和某些影响因子

为建立以玉米幼苗为外植体的高效再生体系, 克服幼胚取材的限制, 本研究选取萌发3 d的玉米幼苗作为供体材料, 研究其不同部位的再生能力。分别研究了种子萌发时的光照条件, N6培养基中Ca²⁺浓度, 及6个不同基因型对芽尖和根尖愈伤组织诱导率和分化率的影响。结果显示, 黑暗条件下萌发的幼苗, 其芽尖和根尖更适合作为外植体, 诱导培养基中添加终浓度为5 mmol L^-1的CaCl₂ 时的愈伤组织诱导率最高, 不同基因型的玉米愈伤组织的诱导率和分化率存在差异, 但影响趋势相同, 且同一基因型的不同外植体形成的愈伤组织形态相似, 分化率也相似。最后结论是黑暗条件下萌发3 d的齐319和鲁原92的幼苗, 可以代替玉米幼胚作为外植体用于组织培养研究。