绿色棉新彩棉7号体细胞胚胎发生及其植株再生

以绿色棉新彩棉7号的子叶、下胚轴为外植体,MSB(MS培养基附加B5维生素)基本培养基附加不同激素组合,诱导愈伤组织及调控分化,通过体细胞胚胎发生方式获得再生植株.结果表明:0.1 mg· L-1 KT(Kinetin,激动素)+ 0.1 mg·L-12,4-D(2,4-dichlorophenoxyacetic,2,4-二氯苯氧乙酸)为诱导愈伤组织的最适植物激素组合,不同外植体处理出愈率均达到100％,但下胚轴纵切面背向培养基放置培养更有利于诱导愈伤组织形成;分化调控阶段的最佳植物激素组合为0.15 mg·L-1 KT+ 0.3 mg·L-1 IBA(Indole-3-butyric acid,吲哚丁酸),胚性愈伤分化率可达23.33％; MSB中去除NH4NO3同时KNO3加倍,附加0.5 g·L-1Asn(Asparagine,天冬酰胺)和lg· L-1 Gln(Glutamine,谷氨酰胺),胚性愈伤可进一步分化获得体细胞胚,将成熟的子叶胚接种于1/2MS获得完整的再生植株. 本研究通过体细胞胚发生途径获得了新彩棉7号的再生植株,为天然彩色棉基因工程研究奠定了一定基础.     

陆地棉体细胞再生植株技术的改进研究

以Coker201为材料,改进了棉花体细胞再生植株及移栽技术。MSB(MS无机盐+B5维生素)培养基附加IBA能直接诱导出胚性愈伤组织,适当浓度的KT可促进IBA的效应。最适激素组合(IBA1.0mg·L-1、KT0.5mg·L-1)能使几个陆地棉品种的下胚轴在两个月内诱导出大量胚性愈伤组织,诱导后第三个月可观察到胚状体的发生。适量的AgNO3能促进愈伤组织的增殖。继代时将激素降为IBA0.5mg·L-1、KT0.1～0.2mg·L-1,有利于胚状体发育长大。增加KNO31.9g·L-1,同时使用蔗糖和葡萄糖各15g·L-1作碳源有利于胚状体的分化。采用含0.4g·L-1活性碳的MS为成苗培养基,并结合1/6MS液培诱导生根技术,使苗粗壮易于移栽。从愈伤组织诱导至植株再生,约需5～6个月时间。     

高频体细胞胚胎发生的优异棉花种质材料筛选

棉花的体细胞胚胎发生严重依赖于其基因型,这大大限制了细胞融合与基因工程在棉花遗传改良上的应用.为了拓展棉花体胚发生的基因型来源,本实验选择不同基因型的优异棉花品种(系)为材料,利用MSB基本培养基筛选高频体细胞胚胎发生棉花材料.结果表明,在添加2,4-D (0.1 mg/L)和KT (0.1 mg/L)的MSB培养基上所有材料都能诱导出愈伤组织,但继代3～4次后仅有大铃棉和邯8959两个材料能分化出胚性愈伤组织.在添加IBA (0.5 mg/L)和KT (0.15 mg/L)的MSB培养基上能,大铃棉和邯8959的胚性愈伤能够高频萌发形成胚状体,每克胚性愈伤组织能形成10～25个胚状体,并再生出完整植株.本研究筛选出的优异棉花种质材料大铃棉和邯8959为棉花基因工程开拓了新的种质资源.     

海岛棉愈伤组织诱导及分化的影响因素初探

本研究以新疆自育海岛棉品种新海16无菌苗下胚轴为外植体材料,进行愈伤组织诱导、分化及再生植株的初步研究,筛选出适合于海岛棉体细胞胚胎再生的培养体系。结果表明,最佳诱导愈伤组织及分化配方为MSB附加0.1mg/L2,4-D及0.05mg/LKT,分化率达到88%;于MSB1附加0.01mg/LKT及0.3mg/LNAA中对胚性愈伤组织进行增值培养;由MSB2附加0.1mg/LIBA中可分化出成熟体细胞胚胎及再生植株,分化率达73%。本研究通过体细胞胚胎发生途径获得了海岛棉再生植株,为海岛棉遗传转化体系的建立及分子育种奠定了基础。     

棉花组织培养直接胚胎发生和植株再生

选用陆地棉(GossypiumhirsutumL.)品种中棉所12,首次直接诱导获得棉花体细胞胚胎发生,并获得了再生植株。结果表明,激素是影响棉花体细胞胚胎直接发生的重要因素,单独使用ZT可直接诱导获得棉花胚性愈伤组织和胚状体,2,4-D的添加虽有利于愈伤组织的形成,但却没能直接诱导获得胚性愈伤组织,IAA的添加削弱了ZT的诱导效果。下胚轴、子叶和胚根直接诱导获得胚胎发生的能力不同,其中以子叶的分化能力最强,胚根次之,下胚轴较差。实验中,棉花体细胞胚胎直接发生的最高频率为11.42%,占诱导获得总愈伤组织的44.44%。     

棉属G染色体组野生棉种的体细胞胚胎发生与植株再生研究

通过培养基激素配比、碳源种类等培养条件的筛选，对2个G染色体组棉种（纳尔逊氏棉，Gossypium nelsonii Fryx.；澳洲棉，Gossypium australe F. Muell.）进行体细胞培养并获得了体细胞胚，其中纳尔逊氏棉获得了再生植株，澳洲棉获得了大量的胚状体。与D染色体组棉种克劳茨基棉（Gossypium klotzschianum Anderss）相比，G染色体组棉种再生时间长，且体细胞胚畸形严重、萌发困难，但通过培养条件的调控可以得到大量胚状体和少量再生植株。激素组合0.1 mg L^-1 KT+0.1 mg L^-1 2, 4-D诱导的愈伤组织较松软，分化潜力高；胚性愈伤组织的增殖使用0.2 mg L^-1 KT+0.5 mg L^-1 IBA的激素组合；组合0.25 mg L^-1 IBA＋0.3 mg L^-1 KT有利于体细胞胚胎发生，而含激素组合MSB5+0.15 mg L^-1 KT+0.5 mg L^-1 NAA的培养基适合体细胞胚胎的萌发和植株再生。此外，愈伤组织诱导宜用葡萄糖作为碳源，而在胚性愈伤组织的增殖及保存和胚状体的萌发过程中用麦芽糖作碳源的效果更佳。     

胡萝卜高效再生体系的建立

以胡萝卜下胚轴为外植体,研究其愈伤组织诱导及植株再生各个时期的影响因素。试验结果表明：0．1mg／L2,4-D或0．1mg／L2,4-D 0．2mg／L KT的激素组合有利于胡萝卜下胚轴的愈伤组织诱导;在0．1mg／L2,4-D的培养基上形成的愈伤组织主要以胚状体的形式再生,而在含0．1mg／L2,4-D 0．2mg／L KT激素组合的培养基上形成的愈伤组织主要以发生不定芽的方式再生;再生过程中,B5基本培养基上的苗子不易生根,需要附加0．1mg／L的IBA,而在MS培养基上苗子可直接形成根。     

mzhy@mail.hebau.edu.cn

 以陆地棉冀无2031无菌苗下胚轴为外植体，在MS中附加激素0.1mg/L IAA+0.1mg/L 2,4-D+0.1mg/L KT的培养基上诱导出愈伤组织。选择疏松愈伤组织继代到附加0.1mg/L ZT的培养基中，经2~3个月的继代培养诱导出颗粒状疏松胚性愈伤组织。胚性愈伤组织在无激素、每升加2g谷氨酰胺和0.5g天门冬酰胺的胚性愈伤增殖萌发培养基上培养2个月左右，可陆续形成不同时期的体胚苗。对冀无2031不同时期的体细胞萌发后的体胚苗进行观察，发现了真叶畸形苗、子叶节生根胚、胚轴侧生根胚、腋芽丛生苗和以腋     

Phenotype Variations in Plant Regeneration of Upland Cotton (Gossypium hirsutum L.)

以陆地棉冀无2031无菌苗下胚轴为外植体，在MS中附加激素0.1mg/L IAA+0.1mg/L 2,4-D+0.1mg/L KT的培养基上诱导出愈伤组织。选择疏松愈伤组织继代到附加0.1mg/L ZT的培养基中，经2~3个月的继代培养诱导出颗粒状疏松胚性愈伤组织。胚性愈伤组织在无激素、每升加2g谷氨酰胺和0.5g天门冬酰胺的胚性愈伤增殖萌发培养基上培养2个月左右，可陆续形成不同时期的体胚苗。对冀无2031不同时期的体细胞萌发后的体胚苗进行观察，发现了真叶畸形苗、子叶节生根胚、胚轴侧生根胚、腋芽丛生苗和以腋     

陆地棉抗病品种中521植株再生的研究

以农艺性状优良且抗枯黄萎病的陆地棉品种中521的下胚轴为外植体,采用固液结合的体细胞培养方法建立细胞悬浮系并进行植株再生的研究。结果表明,愈伤组织的诱导以MS 1.0 mg.L-1IBA 0.05 mg.L-1KT 0.1 mg.L-12,4-D 30g.L-1葡萄糖的固体培养基为最佳;体细胞胚的形成以MS 0.01 mg.L-1IBA 0.01 mg.L-1KT 0.005 mg.L-12,4-D 1.0g.L-1谷氨酰胺的液体培养基为最佳,悬浮30 d后可以发现体细胞胚的形成。之后转接入四种不同的MSB固体培养基上诱导再生植株形成,发现MSB 2 g.L-1谷氨酰胺 0.5 g.L-1天冬酰胺 30g.L-1蔗糖 6.0 g.L-1琼脂为最佳培养基,且发现此方法比全程固体培养缩短了体细胞再生的周期,此品种在本研究建立的再生体系下植株再生周期为6个月左右。     

陆地棉原生质体培养与植株再生技术研究

 分离培养陆地棉品种ZDM-3（Gossypium hirsutum L cv ZDM-3）胚性细胞悬浮系的原生质体,通过体细胞胚胎发生成功获得再生植株。试验结果表明,植物生长调节剂组合和碳源对原生质体培养具有重要的影响,添加2,4-D + KT + 1.5%（W/V）葡萄糖+ 1.5%（W/V）麦芽糖的KM8P培养基对于陆地棉原生质体培养的效果较好。激素组合0.46 μmol·L^-1 KT + 0.45 μmol·L^-1  2,4-D诱导的愈伤组织较松软,分化潜力高;胚性愈伤组织的增殖使用0.93 μmol·L^-1 KT + 2.46 μmol·L^-1 IBA的激素组合;1.2 μmol·L^-1 IBA + 1.39 μmol·L^-1 KT有利于体细胞胚胎发生,而MSB-5 + 0.67 μmol·L^-1 KT+2.69 μmol·L^-1 NAA的培养基适合体细胞胚胎萌发和植株再生。此外,愈伤组织诱导宜用葡萄糖作为碳源,而胚性愈伤组织增殖、保存和胚状体的萌发过程宜使用麦芽糖作碳源。     

棉花优良品种中棉所19高频体细胞胚胎发生细胞系筛选与植株再生

选用我国优良棉花品种中棉所19进行组织培养, 研究了该品种的体细胞胚胎发生和植株再生能力。 中棉所19的体细胞胚胎发生有两种情况： 一是由外植体直接诱导获得胚性愈伤组织和体细胞胚; 二是先诱导获得愈伤组织, 再经继代培养获得胚胎发生。 单独使用ZT可在早期诱导胚胎发生, 在该情况下, 对子叶的诱导能力最强, 胚根     

外源激素对棉花体细胞胚胎发生及发育的调控作用

选用11种激素研究了外源激素对棉花胚性愈伤组织增殖、胚胎发生和发育的调控作用。结果表明，不同激素对棉花胚性愈伤组织增殖、胚胎发生与发育的影响不同。除2，4-D和BA对棉花胚性愈伤组织的增殖影响不大外，其它激素对棉花胚性愈伤组织的增殖均具有抑制作用，且具有一定的时间效应，同时还受基因型的影响。激素对棉花体细胞胚的形成和发育的影响极大，2，4-D既抑制了体细胞胚的形成，又抑制了体细胞胚的发育；TDZ的作用与2，4-D相似，显著抑制了体细胞胚的形成，且诱导获得的体细胞胚均停留在球形胚阶段；GA也抑制了体细胞胚的形成，且不利于体细胞胚的成熟与萌发；4BU-30对棉花体细胞胚形成与发育的影响不大。其它7类生长素类物质和细胞分裂素类物质对棉花体细胞胚的形成均具有促进作用，且依IBA、ABA、IAA、BA、KT、ZT、2iP次序增强，其总胚数为对照的1．193～3．852倍；其中2iP的促进作用最大，可使产生的体细胞胚数提高2．852倍。     

Induction of Embryogenic Callus in Gossypium barbadense L. and Gossypium hirsutum L. by Hormone Treatments

The aim of this study was to induce embryogenic callus from various cultivars of cotton in tissue culture, so that a stable and efficient regeneration system could be developed to produce new cotton varieties for cultivation in Xinjiang. The explant materials were hypocotyls of the main cotton cultivars grown in Xinjiang, i. e. Xinhai 25, Xinhai 16, Xinluzao 39, and Xinluzao 42. We tested the effects of different combinations of two hormones (kinetin, KT; 2,4-dichlorophenoxyacetic acid, 2,4-D) on induction of callus from these explants. Calli were produced by the explants under four different combinations of hormones in the media. The optimal hormone combination to induce callus from Gossypium hirsutum explants was 0.1 mg·L^-1 KT + 0.05 mg·L^-1 2,4-D, while that to induce callus from Gossypium barbadense explants was 0.1 mg·L^-1 KT + 0.1 mg·L^-1 2,4-D. Hormone-free medium and medium containing double to the normal concentration of KNO₃ promoted the emergence of embryogenic callus. Filter paper placed under the medium promoted somatic embryo growth and regeneration of the root system. The differentiation and embryogenesis processes occurred more rapidly in G. hirsutum explants than those in G. barbadense explants. Using this protocol, normal plantlets of these cotton cultivars with strong roots were produced within 10 to 12 months. These methods could be used to increase the number of cotton genotypes that can be regenerated in tissue culture.     

A Regeneration System for Cotton Variety Xinluzao 45 via Somatic Embryogenesis

[Objective] The purpose of this study was to expand upland cotton genotypes suitable for regeneration via somatic embryogenesis, so as to provide excellent receptor materials for the genetic transformation of cotton. [Method] Six different hormone combinations were studied to establish a somatic embryo regeneration system for hypocotyl explants of Xinluzao 45, a widely planted variety in Xinjiang Province. [Result] Faint yellow callus was induced on a medium consisting of hormone combinations C1 (0.1 mg·L^－1 acetic acid dichlorobenzene oxide [2, 4-D] + 0.1 mg·L^－1 kinetin [KT]) or C5 (0.1 mg·L^－1 2, 4-D + 0.5 mg·L^－1 indo-3-butyric acid + 0.1 mg·L^－1 KT). The generated callus was able to successfully induce embryogenic callus on hormone-free medium containing doubled KNO3. The embryogenic callus then developed into somatic embryos and regenerated plants. Maximum rates of callus induction and regeneration were 92.2% and 40.3%, respectively. Although no significant difference was observed in the rate of callus induction of Xinluzao 45 hypocotyls between hormone combinations C1 and C5, the incidence of induced embryonic callus was higher on C1 than on C5. [Conclusion] The somatic embryo regeneration system developed in this study provides technical support that will facilitate Agrobacterium-mediated transformation of upland cotton Xinluzao 45.     

新疆棉花4个主栽品种的体细胞胚胎发生及植株再生

以新疆4个主栽棉花品种新陆中20、新陆早24、新陆早33和03298为材料, 通过不同浓度的激素组合成功地诱导获得了体细胞胚并进一步发育成苗。研究发现, 所用的4种激素组合均能有效诱导愈伤组织, 其中又以0.02 mg L^-1或0.10 mg L^-1 KT和0.1 mg L^-1 2,4-D组合的诱导效果最佳; 两个诱导措施有利于胚性愈伤组织的产生, 即沿中柱纵切棉花下胚轴切段, 并以纵切面接触培养基; 愈伤组织诱导培养基中KNO₃用量加倍。挑选黄绿色、灰绿色或浅绿色的质地疏松的愈伤组织继代于无激素且KNO₃含量加倍的培养基中可产生胚性愈伤组织, 并在高比例KT/2, 4-D(0.05 mg L^-1或0.10 mg L^-1 KT和0.01 mg L^-1 2,4-D)促进下发育成胚。借助在培养基上垫滤纸产生干燥作用, 并间隔使用强透气效果的棉塞对培养三角瓶进行透气处理, 体细胞胚可成熟发育并产生根系发达的正常再生植株。应用此法, 4个实验材料在6~8个月内即可获得大量再生苗。     

甘薯胚性细胞悬浮培养系的建立

地甘薯胚性细胞悬浮增减系的进行了研究。将１２个基因的长约０．５ｍｍ的茎尖培养在含有０．２ｍｇ／Ｌ或２．０ｍｇ／Ｌ２，４－Ｄ的ＭＳ培养基上，形成了胚性愈伤组织。胚性愈伤组织的形成率因基因型和２，４－Ｄ深度不同而很大差异，为０－７５．７％。一方面，将胚性愈伤组织继续增减在含有２，４－Ｄ的ＭＳ培养基上，它们形成了处于各发育时期的体细胞胚。将具有体细胞胚的胚性愈伤组织转移到ＭＳ基本培养基上，体细胞胚发育成     

荔枝胚性悬浮细胞系的快速建立及其体胚植株的再生

荔枝幼胚诱导的胚性培养物在低糖条件下连续继代4~6次左右,可筛选到颗粒细小、不含原胚的松散型胚性愈伤组织;以这种松散的胚性愈伤组织作为起始材料,在附加2,4-D 2mg/L或2,4-D 2mg/L、KT1 mg/L、AgNO3 5mg/L的MS液体启动培养基上振荡培养（100~120 r/min）10~14 d,即可建立起分散性良好的胚性悬浮细胞系。采用激素减半的2种启动培养基交替继代培养或周期性固体－液体轮回培养,可以长期保持胚性悬浮细胞系。荔枝胚性悬浮细胞在附加NAA 0.1 mg/L、KT 或Ze 5 mg/L、肌醇100 mg/L、蔗糖50g/L、琼脂10g/L的MS固体培养基上诱导体胚,25~40d后可形成大量胚状体,诱导体胚数量达10,000个/g FW以上。经过成熟培养后,正常的体胚75%以上萌发再生完整植株。