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     

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。     

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。     

具双价基因的甘蓝型油菜游离小孢子的遗传转化

以双低(低芥酶和低硫甙)甘蓝型油菜(Brassica napus)游离小孢子为受体，通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导，将几丁质酶基因和β-1，3-葡聚糖酶基因导入杂交油菜新品种油杂4号亲本恢复系和保持系中，成功地获得了转基因植株。在小孢子数与根癌农杆菌数接近时，100-200mg／L羧苄青霉素能有效地抑制菌的生长，而不影响小孢子胚胎形成。用预培养2d的小孢子与根癌农杆菌共培养10h后离心，重新悬浮小孢子于含上述浓度的羧苄青霉素的NLN培养基中培养，获得了16株抗卡那霉素的恢复系的单倍体植株。经PCR及PCR-Southern blot检测，有10株呈阳性，证明外源基因已整合到油菜基因组中。     

青花菜绿雄60小孢子单核靠边期与花蕾外部形态特征研究

以青花菜F1代杂交种绿雄60为材料,研究了青花菜小孢子单核靠边期花蕾的特征。结果表明,通过整枝可以得到发育整齐的青花菜小孢子花蕾,当花蕾长度为3.70～4.70 mm时,单核靠边期小孢子比例最高,此时花蕾为绿色,花药黄绿色,花瓣/花药为0.83～1.00。以上指标可以作为青花菜小孢子取样的参考指标。     

异源细胞质对小麦雄性不育系主要农艺性状、花粉粒核分裂及花药绒毡层降解的影响

为了更好地利用核质互作小麦雄性不育系并解析不同类型细胞核与异源细胞质互作对花药绒毡层细胞及花粉粒核分裂特征的影响,本研究以2套核(偃师9号细胞核和90-110细胞核)质(K型、B型、S型、V型和Ven型细胞质)互作雄性不育系及其保持系(偃师9号保持系和90-110保持系;偃师9号细胞核属1B/1R类型;90-110细胞核属非1B/1R类型)为材料,调查其主要农艺性状(株高、穗长、穗下节间长和分蘖数),观察不育系及其保持系花药绒毡层降解和花粉粒核分裂特征。结果表明,核质互作雄性不育系细胞核是1B/1R类型或非1B/1R类型时,其农艺性状受细胞质类型的影响,且存在不同程度的差异。S-偃师9号花粉粒核分裂异常发生在单核早期,属典败型;Ven-偃师9号花粉粒核分裂异常发生在单核晚期,属典染杂合型;K-偃师9号和V-偃师9号花粉粒核分裂异常发生在二核期,属染败型;B-偃师9号花粉粒核分裂异常发生在三核期,属染败型。K-90-110与S-90-110花粉粒核分裂异常发生在单核晚期,分别属染败型和圆败型;V-90-110和Ven-90-110花粉粒核分裂异常发生在二核期,V-90-110属染败型,Ven-90-110属典染杂合型;B-90-110花粉粒核分裂异常发生在三核期,属染败型。V-偃师9号和Ven-偃师9号花药绒毡层细胞降解异常发生在单核早期,K-偃师9号和B-偃师9号花药绒毡层细胞降解异常发生在二核期,而S-偃师9号花药绒毡层细胞降解异常发生在三核期;B-90-110、S-90-110和Ven-90-110花药绒毡层细胞异常降解发生在单核早期,K-90-110和V-90-110花药绒毡层异常降解发生在单核晚期。上述结果表明,异源细胞质分别与1B/1R类型细胞核和非1B/1R类型细胞核间存在互作模式的差异,会不同程度地影响核质互作雄性不育系的农艺性状,同时引发花药绒毡层细胞差异性代谢异常,最终导致花粉粒核分裂异常,产生不同的败育类型。本研究为进一步揭示小麦核质互作雄性不育机理和更好地利用异源细胞质提供了理论依据。     

利用植物悬浮培养细胞进行蛋白质快速定位分析的方法

稳定遗传表达分析是一种植物中常用的整体解析基因的方式。有多种转化方式可供选择,也可根据所需要的获得的转基因植物材料选择受体材料。但是由于稳定遗传转化周期较长且大部分材料不适合于进行荧光观察,所以在一些基因的研究中逐渐被瞬时表达分析系统。虽然瞬时表达分析用时短,但是转化效率受到多方面的限制,转化材料无法保存。目前由于植物悬浮培养细胞材料均一,增殖迅速并且可以满足大批量研究需求逐渐成为植物研究中的热点材料。以此同时,在亚细胞定位方面,悬浮培养细胞还是良好的应用材料。采用农杆菌介导法进行植物悬浮培养细胞的转化中方法较为成熟,但是获得纯净的转基因细胞系的转化周期较长。在本研究中针对上述问题我们建立了一种转化时间短,转化效率高的植物悬浮培养细胞稳定遗传转化体系。同时将这个体系应用到基因的亚细胞定位当中进行蛋白质快速定位分析。     

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。     

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%。