胡麻花蕾大小与小孢子发育时期的相关性研究

为了解小孢子发育时期与花蕾外部形态特征的相互关系,选用2个胡麻品种为试验材料,用改良苯酚品红溶液压片法将5月中旬蕾长为3～8 mm的花蕾制片,在光学显微镜下观察了小孢子发育情况,以分析胡麻小孢子发育时期与花蕾大小之间的关系。结果表明,当花蕾长度为3～4 mm时,小孢子发育基本处在四分体时期; 4～5 mm时,小孢子大部分处于单核中期;5～6 mm时,花药中存在各种发育时期的小孢子,但以单核靠边期为主;当蕾长 ＞ 6 mm时,小孢子开始大量成熟,直至发育为成熟花粉。品种间有差异,但差异较小,基本趋势一致。     

基因枪法介导的辣椒花药遗传转化技术研究

为建立基因枪法介导的辣椒遗传转化体系,以小孢子胚胎发生率较高的辣椒品种L5的花药为受体,利用基因枪法将绿色荧光蛋白(GFP)基因导入L5花药小孢子中,并进行花药培养诱导小孢子胚胎发生,探讨基因枪法转化辣椒花药小孢子的适宜参数。结果表明,辣椒小孢子处于单核靠边期的花药在9℃下暗培养4 d时为最佳受体;CaMV35S启动子能启动GFP基因在辣椒花药培养的小孢子胚胎中表达;基因枪各轰击参数对小孢子胚胎发生有显著影响(P0.05),随着基因枪轰击次数和轰击压力的增加以及轰击距离的减小,小孢子胚胎发生数量逐渐减少;最适的轰击参数为基因枪轰击2次、轰击压力1 350 psi和轰击距离9 cm,此时获得的转化胚胎数量最多;在最适的轰击参数下辣椒花药小孢子的平均转化效率为4.2%;体式荧光显微镜下共检测到14个转化胚胎。本研究结果为进一步建立基因枪介导的辣椒花药稳定遗传转化体系提供了一定的理论基础和技术支撑。     

平流层辐射SP_3谷子雄性细胞发育的研究

对平流层辐射处理ＳＰ３谷子和对照ＣＫ３谷子雄性细胞发育的研究表明,雄性细胞正常发育过程从孢原细胞开始,经初生造孢细胞、次生造孢细胞、小孢子母细胞、二分体、四分体和单核小孢子中央期、单核小孢子液泡期（单核靠边期）、单核小孢子成熟期直到二细胞花粉、三细胞成熟花粉结束。其中四分体形成属连续型。雄性细胞异常发育有几种情况：小孢子母细胞强烈液泡化,细胞质收缩解体,不能进入减数分裂;小孢子母细胞液泡化,呈能进     

红花小孢子培养与胚状体诱导研究

小孢子培养是创造单倍体和双单倍体的重要途径,对提高红花的育种效率具有重要意义。为了研究红花游离小孢子的高效培养体系,用20份红花材料研究花药及小孢子培养中影响愈伤组织生长和胚发生的关键因素。结果表明,小孢子发育时期、红花品种、基本培养基和激素浓度是影响红花诱导愈伤组织的关键因素。花药培养的愈伤及胚诱导率高于游离小孢子,且受基因型影响。单核靠边期管状花长度为 0.45～0.50 cm时,诱导成功率达到68.32%。供试的20份红花材料中,有11份诱导出了愈伤组织,有1份分化出了胚状愈伤,诱导成功率为15.79%。分化培养最适培养基组合为1/2 MS+B5+ 6-BA 1.0 mg/L + NAA 1.0 mg/L;小孢子悬浮培养最适培养基激素浓度以添加6-BA 4.0 mg/L 和NAA 0.5 mg/L效果最好,诱导愈伤率为22.5%。     

四倍体青花菜小孢子培养及胚胎发育途径研究

以同源四倍体青花菜为试材,进行了游离小孢子培养的胚胎诱导条件及胚胎发育途径的研究。结果表明:基因型是影响四倍体青花菜小孢子胚胎诱导率的重要因子,基因型A36的出胚率最高,达到28.5个·蕾-1;热激胁迫(32.5℃)诱导小孢子从配子体发育途径向胚胎发生途径转换,其小孢子胚胎发育途径为典型的单核期小孢子经对称分裂产生胚胎的途径(B途径);4℃低温预处理1d或2d结合32.5℃热激1 d后,对称分裂和多细胞团增加,供试基因型小孢子出胚率显著提高。本研究将有助于游离小孢子胚胎发生机理的研究,以及其他芸薹属小孢子胚胎体系的建立及优化。     

~(60)Coγ辐照对草莓花药愈伤组织诱导和分化的影响

研究了不同剂量辐照处理花粉发育处于单核靠边期花蕾对草莓花药愈伤组织诱导率和绿苗分化率的影响。结果表明,辐照处理可以明显提高愈伤组织诱导率和绿苗分化率,以辐照剂量20Gy的效果最好,其中章姬品种的愈伤组织诱导率提高39.09%,丰香提高35.68%;在同一种诱导培养基上,经辐照处理产生的愈伤组织,章姬的绿苗分化率与对照相比,提高6.67%~6.72%,丰香提高了4.73%~6.45%。     

γ射线诱变烟草花药培养的突变体

本研究利用~(60)Coγ射线辐照烟草单核靠边期的花药,诱导培养突变体。结果表明,1kR左右的γ射线对花粉的出苗率有促进效应;3kR时,花药出苗时间延长,出苗花药率和花药产苗率明显降低,视为半致死剂量;6kR时,虽有部分花药可以出苗,但花药产苗率极低。诱变处理当代出现白花突变体,其后代的品质比亲本品种有明显改善,但抗病力下降。经试验,该突变系在生产上有实用价值。     

辐射与花药培养上结合筛选烟草抗黄瓜花叶病毒病突变体

用＾６０Ｃｏγ射线辐射处理小孢子和于平单核靠边期的烟草Ｋ３２６,ＮＣ８９,８６１１花蕾并进行花药培养,获得的单倍体植株移栽成活后接种黄瓜花叶病毒病（ＣＭＶ）汁液,结果表明,ＮＣ８９,８６１１单倍体植株的抗病性变异与＾６０Ｃｏγ射线辐射剂量之间存在的一定范围的定向性,剂量≥４ｋｒａｄ时,植株叶片变异与ＣＭＶ症状相似,不利于选择;剂量〈２ｋｒａｄ时,植株的抗病性与对照之间没有差异,剂量＝２ｋｒａｄ时,     

磁场预处理对籼稻花药培养影响研究初报

用强度为100、3006、00 mT的均匀磁场预处理大部分发育处于单核中期和单核靠边期的花药,以提高籼稻花药培养的愈伤组织诱导率和绿苗分化率。结果表明,磁场预处理可以明显提高愈伤组织诱导率,均匀磁场预处理30min、磁场强度为300mT的可提高愈伤组织诱导率98.44%,与对照相比达到了极显著水平。经磁场预处理所产生的愈伤组织绿苗分化率比对照提高了184%。     

小麦生理型与遗传型雄性不育相关基因锰超氧化物歧化酶(Mn-SOD)及果糖1,6-二磷酸醛缩酶(FBA)的表达分析

锰超氧化物歧化酶(Mn-SOD)是一种重要的抗氧化剂,果糖1,6-二磷酸醛缩酶(FBA)是叶绿体光合碳化阶段起重要调节作用的关键酶.本研究以小麦(Triticum aestivum L.)生理型与遗传型等基因雄性不育系及其对应育性正常的保持系为材料,选取花粉小孢子发育各时期的花药及三核期子房,对供试材料花药全蛋白表达差异研究的基础上,对雄性不育相关基因(Mn-SOD)及FBA进行核酸水平的实时荧光定量PCR分析,结果发现,与可育保持系相比,(1)生理型雄性不育系Mn-SOD基因在幼穗期、单核期和三核期表达量显著下调,而酶活力在幼穗期上调,在单核期下调;遗传型雄性不育系Mn-SOD基因在幼穗期和单核期表达量下调,酶活力在幼穗期上调,在二核期下调.(2)生理型雄性不育系和遗传型雄性不育系FBA基因表达量在幼穗期和单核期均下调,而对应同时期的FBA酶活力也下调,而遗传型不育系FBA基因在三核期表达量和FBA酶活力均上调.(3)Mn-SOD和FBA在遗传型雄性不育系三核期子房和花药中表达量均高于生理型雄性不育系和正常可育系,而在生理型雄性不育系花药中,Mn-SOD表达量明显低于对照可育系,在子房中其表达量略高于正常可育系.基因表达具有组织特异性,其蛋白表达较基因表达具有一定滞后性.Mn-SOD基因过量表达(单核至二核期),从而清除花药代谢紊乱产生的过多的活性氧,维持细胞正常功能;而花粉败育(生理型和遗传型雄性不育)导致花药失去活力,从而使花药叶绿体光合能力下降,FBA下调表达.研究结果提示,不同发育时期FBA及Mn-SOD酶活力变化与基因表达水平相一致,且这两个指标的变化直接或间接的影响了小麦花药的育性程度.     

冬枣大小孢子发生及雌雄配子体发育

为完善冬枣生殖生物学和枣树遗传改良理论基础,以不同发育时期的冬枣花蕾为材料,采用压片技术和常规石蜡切片技术,对冬枣大小孢子发生及雌雄配子体发育过程进行观察。结果表明,冬枣具五枚花药,花药四室,花药壁由表皮、药室内壁、1~2层中层和腺质型绒毡层组成,花药壁的发育属于基本型。小孢子母细胞胞质分裂为同时型,四分体的排列多数呈四面体型,成熟花粉具3个萌发孔,3沟,为二细胞型花粉。冬枣为2室子房,倒生胚珠,多胚珠,内外双层珠被,厚珠心;大孢子母细胞经减数分裂形成的四分体沿珠心呈直线排列,靠近合点端的大孢子发育为功能大孢子,经连续三次有丝分裂发育为七细胞八核的成熟胚囊,胚囊发育属于蓼型。冬枣雄蕊发育显著早于雌蕊,小孢子发育过程存在不同步和异常现象,花朵开放时雌、雄蕊发育趋于同步,大小孢子的发育进程与花蕾外部形态具有相关性。本研究揭示了冬枣大小孢子发生和雌雄配子体发育过程中的基本现象和规律,为枣胚胎学的进一步研究以及倍性育种提供了重要参考。     

辐射与花药培养相结合筛选烟草抗黄瓜花叶病毒病突变体

用６０Ｃｏγ射线辐射处理小孢子处于单核靠边期的烟草Ｋ３２６、ＮＣ８９、８６１１花蕾并进行花药培养,获得的单倍体植株移栽成活后接种黄瓜花叶病毒病（ＣＭＶ）汁液。结果表明,ＮＣ８９、８６１１单倍体植株的抗病性变异与６０Ｃｏγ射线辐射剂量之间存在一定范围的定向性,剂量≥４ｋｒａｄ时,植株叶片变异与ＣＭＶ症状相似,不利于选择;剂量＜２ｋｒａｄ时,植株的抗病性与对照之间没有差异;剂量＝２ｋｒａｄ时,植株的抗病性与对照之间的差异可达到显著水平,并在２ｋｒａｄ处理的ＮＣ８９、８６１１单倍体植株群体中筛选到了抗ＣＭＶ突变体。     

植物雄配子体转化技术及应用*

以雄配子体为受体的转化技术(male germ line transformation)是近几年新发展起来的植物转化技术。此技术的基础是：单核晚期植物小孢子在体外发育成正常、可育花粉粒的培养体系。具体程序为：分离单核晚期小孢子，通过目前广泛使用的基因转移技术将外源基因导人此期的小孢子，体外培养小孢子至成熟，选择稳定转化的花粉粒对野生型植物进行授粉。在所得的植物种子中筛选转化植株。目前，这种技术已成功地在烟草和金鱼草上建立。     

秋水仙碱诱导粗皮桉花粉染色体加倍研究

目前自然界仍未发现天然多倍体桉树的存在,建立人工诱导桉树未减数2n花粉技术体系对于推进桉树的多倍体种质创制及遗传改良的意义重大。本研究以粗皮桉为对象,探究其花蕾发育与小孢子母细胞减数分裂进程的特点,并对不同发育阶段花蕾施加秋水仙碱处理,诱导粗皮桉花粉染色体加倍。结果表明,待观察到小孢子母细胞减数分裂开始后48 h,即处于细线期至粗线期的花蕾占比最高时,在靠近花序位置的花枝上切口并导入0.5%浓度的秋水仙碱溶液处理6 h的效果最佳,人工诱导2n花粉的有效诱导率达到31.34%。诱导获得的粗皮桉2n花粉较普通单倍性花粉的形态差异显著。本研究揭示了粗皮桉花蕾发育与小孢子母细胞减数分裂的时序性关系,建立了基于花蕾着生位置和发育时数,即时判别粗皮桉小孢子母细胞减数分裂时期的方法,明确了采用秋水仙碱溶液处理诱导粗皮桉花粉染色体加倍的最佳时机和处理条件,为进一步开展桉树多倍体种质创新工作奠定了重要基础。     

抗生素在甘蓝类蔬菜小孢子胚胎发生中的双重作用

为克服甘蓝类蔬菜游离小孢子培养中的细菌污染,以1个青花菜纯合系和2个结球甘蓝纯合系为试验材料,研究培养基中分别添加2种抗生素——头孢噻胯和羧苄青霉素对小孢子培养中细菌污染、胚胎发生和胚植株再生的影响。结果表明,2种抗生素的添加(25、50、100、200 mg·L~(-1))能够显著降低小孢子培养中的细菌污染;50 mg·L~(-1)头孢噻胯和羧苄青霉素的添加显著促进了结球甘蓝、青花菜胚胎发生和植株再生频率;抗生素处理高于50 mg·L~(-1)时,小孢子死亡率升高,同时小孢子的发育受到抑制。本研究报道了抗生素在小孢子培养中的双重作用,尤其是对于胚胎发生的促进作用,这对加快单倍体育种进程具有重要意义。     

烟草花药培养中染色体加倍的简便方法

花粉培养开始之前，直接用秋水仙碱处理烟草花蕾上剥离的花药，并对处理药的小孢子二倍化及其发育进行了研究。用产生小苗的花药占培养花药的百分数来表示处理对花药培养的影响，该百分率随秋水仙碱浓度和处理时间的增加而降低。由秋水仙碱处理的花药发育成的二倍体植株的比例较高。特别是０．４％秋水仙碱８小时处理获得的二倍体比例最高。长成的植株未出现二倍体嵌合体和生理损害。烟草单倍体育各中，花药培养开始之前用秋水仙碱处     

不结球白菜游离小孢子培养及植株再生研究

为进一步优化不结球白菜游离小孢子培养技术体系,本研究以20个不同基因型的不结球白菜为试验材料,研究不同基因型、4℃低温胁迫处理时间和头孢噻胯浓度对游离小孢子胚胎发生的影响,并对小孢子胚胎发育和再生过程进行观察和倍性鉴定。结果表明,当花瓣/花药(P/A)长度比值为0.85～1.10时,不结球白菜小孢子主要处于单核晚期;共有10个基因型不结球白菜出胚,其中出胚率最大的为H20,平均出胚率为7.75胚·10蕾^-1;4℃低温胁迫处理1 d时不结球白菜出胚率最高;头孢噻胯对不结球白菜出胚率的影响与基因型密切相关;从胚状体到再生幼苗阶段,不结球白菜基因型不同,其胚胎再生频率也不同;倍性鉴定共检测出21个双单倍体和2个单倍体,自然加倍率为91.3%,不结球白菜植株形态表现出明显的多样性。本研究结果为不结球白菜游离小孢子高效培养体系的优化提供了一定的技术支撑。     

小孢子培养获得松花型花椰菜DH再生植株

对5个松花型花椰菜(Brassica oleraceavar.botrytisL.)杂种一代的小孢子培养研究表明,小孢子胎胚发生主要依赖于基因型,庆农65天的每花蕾胚状体产量最高,平均达15.5个。松花菜的胚状体萌发率一般在30%左右,并有效地获得了大量的DH再生植株。冷激预处理能显著地影响花椰菜小孢子的胚胎发生,但供体材料间存在不同的结果。结球期和开花结角期再生植株的生育期与育性出现较大分离,可育且能正常结角的比例约占全部小孢子再生植株的50%以上,因而不再需要加倍处理。     

小孢子培养有效获得松花型花椰菜DH再生植株

对5个松花型花椰菜杂种一代的小孢子培养研究表明，小孢子胎胚发生主要依赖于基因型，庆农65天的每花蕾胚状体产量最高，平均达15.5个。松花菜的胚状体萌发率一般在30%左右，并有效获得了大量的DH再生植株。冷击预处理能显著影响花椰菜小孢子的胚胎发生，但供体材料间存在不同的结果。结球期和开花结角期再生植株的生育期与育性出现较大分离，可育且能正常结角的比例约占全部小孢子再生植株的50%以上，因而不再需要加倍处理。     

辐射诱变水稻雄性不育突变体tda的遗传与细胞学分析

为了挖掘更多与水稻花药发育相关的基因,利用60Co-γ射线辐照粳稻品种松香早粳,获得1个水稻雄性不育突变体tda,并对其细胞学和遗传学进行分析。结果表明,tda突变体在营养生长期无明显的表型缺陷,花序和花器官能正常发育,但其花药较小且呈白色。组织切片研究发现,tda突变体在小孢子发育时期开始出现异常,绒毡层提前降解,小孢子呈畸形状,随后小孢子萎缩不能形成正常的花粉粒。遗传学分析表明,tda是一个单基因控制的隐性核突变体。该研究结果为TDA基因的克隆、功能分析及水稻花药发育的分子机制奠定了基础。