结球甘蓝小孢子胚胎发生的细胞学研究

游离小孢子培养即小孢子在外界胁迫诱导的条件下,从其配子体发育途径转向孢子体发育途径,诱导小孢子胚胎发生的过程。本研究通过对结球甘蓝小孢子胚胎发生的细胞学观察,为甘蓝游离小孢子培养中的可调控性及相关胚胎发育研究提供理论依据。选用3个在游离小孢子培养中胚胎发生响应有差异的甘蓝杂交种,分别采用醋酸洋红、4',6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)及荧光素双醋酸酯(FDA)3种染色方法,对甘蓝小孢子体内配子体发育、游离小孢子培养中的胚胎发生过程及细胞死亡现象进行了观察。结果表明:小孢子正常发育方向是单核小孢子经历2次不对称核分裂后发育成三核花粉,而单核靠边期小孢子在体外经32.5℃热激胁迫1 d后,小孢子绝大部分死亡,培养3 d后小孢子死亡率达到90%左右。结球甘蓝游离小孢子培养胚胎发生途径以B途径为主:第1次分裂为对称分裂,其后2个核进行反复分裂形成多细胞团,依次经历球型胚、心型胚、鱼雷胚,直至子叶胚的形成。除了以上典型B途径外,培养过程中还同时存在多种发育途径:第1次不对称分裂后,生殖核继续分裂即为A-G途径;营养核和生殖核两者同时继续分裂的A-VG途径。结论:甘蓝小孢子在体外经32.5℃热激胁迫1 d后,B途径为其主要孢子体发育途径;热激胁迫迅速诱导了小孢子的死亡。     

预处理对不结球白菜游离小孢子胚胎发生的影响

研究了低温预处理、热激处理和高糖浓度处理对不结球白菜游离小孢子胚胎发生的影响。结果显示：对供体花蕾进行1～3d的低温预处理能显著提高出胚率,超过5d则明显降低,并且不同基因型对低温预处理的反应不同;热激处理对小孢子胚胎发生起关键作用,不同基因型所要求的最佳热激温度和时间不同;以17％的高糖浓度培养基对游离小孢子进行1～4d预处理能显著提高出胚率,随处理时间的延长效果降低,但在1～4d范围内胚诱导率均高于对照。     

萝卜游离小孢子培养及胚再生植株研究

[目的]探讨在自然生长条件下若干因素对萝卜（RaphanussativusL．）小孢子胚诱导及胚再生植株的影响。[方法]首先探讨不同萝卜品种的出胚能力,然后分析热激、低温预处理和培养基对小孢子培养的影响,最后研究胚状体再生成苗与植株继代培养情况。[结果]对22份萝卜材料进行游离小孢子培养,12份获得胚状体,3份获得再生植株,出胚材料中90％以上为杂种一代。4℃低温预处理0～3d小孢子出胚率无明显差异;培养基中加入1～2滴0．5％活性炭和一定浓度6-BA可显著促进小孢子诱导产生胚;不同萝卜品种适宜的热激温度和时间有所不同;发育正常的子叶型胚成苗率为100％;胚萌发分化早期适宜培养基为B5＋2％蔗糖＋1．2％琼脂,后期可逐渐将琼脂浓度降低;FCM测定小孢子植株自然加倍率为30％,单倍体占少数,四倍体与嵌合体（二、四倍）均为30％;秋水仙素处理单倍体植株,人工加倍率达60％。[结论]该研究完善了萝卜游离小孢子培养技术,可提高单倍体获得频率,加快这一技术在育种实践中的应用步伐。     

大白菜游离小孢子培养中胚胎发生及发育途径

[目的]观察大白菜离体小孢子培养中的胚胎发生及发育途径.[方法]以大白菜F1代杂交种为试材,采用光学显微镜观察游离小孢子胚胎发生和发育途径.[结果]细胞热激后膨大是胚状体诱导的关键因素.大白菜小孢子诱导成胚有3种途径,小孢子均等分裂途径、小孢子不均等分裂途径和小孢子直接萌发出胚途径.均等分裂途径是在连续的均等分裂以后形成原胚,原胚继续分裂形成球形胚、心形胚、鱼雷形胚和子叶形胚.不均等分裂途径形成的两个细胞中较大的细胞继续分裂最终形成有极性的胚状体.[结论]该研究结果为大白菜小孢子的高频率诱导提供细胞学依据.     

温度胁迫对结球甘蓝游离小孢子胚胎发生的影响

以10份结球甘蓝F1为试材,探讨32.5℃热激预处理、4℃低温预处理对游离小孢子胚胎发生的影响,为建立高效、完善的结球甘蓝小孢子培养技术体系提供理论依据。结果表明：32.5℃热激预处理48 h较适于诱导所有供试基因型小孢子胚胎的产生,在10份供试基因型中,基因型G10的每蕾出胚数最高,达到34.35个;单独的4℃低温预处理对诱导结球甘蓝小孢子胚胎发生无明显促进作用;4℃预处理与32.5℃预处理48 h的组合处理方式对诱导结球甘蓝小孢子胚胎发生的作用因基因型而异。     

芜菁小孢子胚胎发生及其显微结构观察研究

以喀什芜菁为材料,利用显微镜技术,研究小孢子胚胎发生过程。试验结果表明,没有进行热激处理的小孢子主要是沿配子体途径发育,即从四分体,经由单核靠边期、双核期,发育成为成熟的花粉粒过程;33℃热激处理1~3 d后,小孢子改变发育途径,沿孢子体途径发育。部分小孢子出现细胞膨大,发生第一次有丝分裂分裂,形成2—细胞,2个子细胞之一发生垂直于子细胞壁方向的分裂,形成"T"型3—细胞原胚然后沿多细胞原胚、胚柄球形胚、鱼雷形胚、心形胚最终发育成子叶型胚。但随培养天数增加,大多数膨大的细胞不能分裂或分裂后停止发育。     

热激因子AtHsfA1a突变对热胁迫中拟南芥抗坏血酸过氧化物酶的影响

【目的】探讨热激因子AtHsfA1a突变对热胁迫中拟南芥抗坏血酸过氧化物酶的影响。【方法】以T-DNA插入AtHsfA1a基因突变拟南芥及野生型植株为材料,采用分光光度法比较热胁迫下不同基因型植株的抗坏血酸过氧化物酶(APX,EC1.11.1.7)活性的变化,RT-PCR法研究AtHsfA1a对APX表达的影响,染色质免疫沉淀技术和凝胶阻滞电泳分析体内外研究AtHsfA1a与APX基因启动子区的结合情况。【结果】在热胁迫下AtHsfA1a基因突变拟南芥植株中的APX的活性低于野生型,且AtHsfA1a基因突变拟南芥植株中的APX的mRNA的相对量低于野生型;体内研究发现在热胁迫下AtHsfA1a基因突变拟南芥植株中未筛选出APX基因启动子区片段,而野生型筛选出APX基因启动子区片段,体外研究发现AtHsfA1a与APX基因启动子区的结合是直接的。【结论】热激因子AtHsfA1a突变对热胁迫中拟南芥APX的影响是从转录调控水平直接影响APX的表达。     

结球甘蓝小孢子胚植株再生体系的优化

游离小孢子培养技术在种质资源创新、加速新品种选育方面的作用已得到广大科研育种工作者的广泛认可与关注。目前,结球甘蓝游离小孢子培养技术取得了很大的进展,尤其是在如何提高小孢子胚胎发生频率方面的技术体系已趋近成熟,但是对小孢子胚植株再生频率的研究缺乏系统性。结球甘蓝的胚植株再生频率在不同基因型间差异很大,方淑桂等[1]     

影响青花菜游离小孢子培养的若干因素

10个青花菜杂种游离小孢子培养有 6个诱导出胚状体,诱导率达 60%,其中绿洲 808产胚量可达 13. 6个·蕾 -1;小孢子处于单核晚期到双核期适宜小孢子培养;在 1 /2NLN培养基中添加适量的蔗糖、活性炭、6 BA、AgNO3、2, 4 D有利于胚胎发生; 32℃热激处理 1d有利于小孢子产生胚状体;采蕾前 2-5d的温度在 15-25℃适合小孢子发育.     

羽衣甘蓝小孢子胚胎细胞结构变化及其植株再生

[目的]研究组织培养过程中羽衣甘蓝小孢子胚胎细胞结构变化及其植株再生,为小孢子培养技术在羽衣甘蓝中的应用提供理论依据.[方法]以12个羽衣甘蓝品种为材料,采用LEICA倒置荧光显微镜研究小孢子热激后的胚胎细胞结构变化、胚胎发育过程及出胚率差异,运用透射显微镜观察胚性小孢子细胞核的融合过程,并分析不同培养基(B5分化培养基和MS分化培养基)及其琼脂浓度(0.8%、1.0%和1.2%)对胚状体成苗率的影响.采用遮盖方式驯化组培苗后移栽大田,统计其成活率.[结果]在12个羽衣甘蓝品种中,除Y4花蕾的小孢子未发育成胚状体外,其他品种花蕾的小孢子均发育成不同数目的胚状体.其中,Y1和Y2平均每个花蕾的出胚数较高,分别为11.84和10.36个;Y3、Y7和Y8平均每个花蕾的出胚数较少,分别为1.55、1.45和0.94个.对于出胚数多的品种,对称分裂是其小孢子细胞分裂的主要方式,小孢子发育形成子叶形胚状体的比例也较高;而出胚数少的品种易发生小孢子不对称分裂,最终形成较多的畸形胚,子叶形胚数量较少.32.5℃热激1 d即可启动小孢子细胞胚胎发育进程,经原胚、球形胚、心形胚、鱼雷形胚,最终形成子叶形胚.热激处理后培养2d小孢子进行第一次对称分裂形成两个大小、形状相似的细胞;培养5~7d后两个细胞(胚性小孢子)逐渐靠近并融合在一起,细胞核核膜紧靠在一起,随后聚结融合,核酸物质混合,融合早期形成类似花生形的细胞核结构.含不同浓度琼脂的B5分化培养基和MS分化培养基中胚状体成苗率排序均表现为0.8%琼脂<1.0%琼脂<1.2%琼脂,且同一琼脂浓度下,B5分化培养基的胚状体成苗率均较MS分化培养基的高.组培苗驯化后移栽大田,成活率可达100%.[结论]通过小孢子培养可快速有效获得羽衣甘蓝小孢子单、双倍体再生植株.在培养过程中,胚性小孢子细胞核融合可能是导致单倍体小孢子自发加倍成为多倍体的重要方式,且含1.2%琼脂的B5分化培养基更适合用于羽衣甘蓝胚状体增殖分化成苗.     

拟南芥热激因子AtHsfA1a对热胁迫中抗坏血酸过氧化物酶的调控（英文）

[目的]为了研究拟南芥热激因子AtHsfA1a对热胁迫中抗坏血酸过氧化物酶(APX,EC1.11.1.7)的调控。[方法]以内源AtHsfA1a基因沉默的转基因拟南芥及野生型植株为材料,热胁迫后,采用分光光度法分析APX酶活性的变化,采用实时荧光定量PCR研究APX基因的表达水平,采用染色质免疫沉淀技术研究AtHsfA1a与APX基因启动子区的体内结合情况。[结果]在热胁迫下内源AtHsfA1a基因沉默植株中的APX的活性和mRNA的表达量均低于野生型,内源AtHsfA1a基因沉默的植株中未筛选出APX基因启动子区片断,而野生型则筛选出APX基因启动子区片断。[结论]AtHsfA1a对APX调控是直接的。该研究为进一步认识AtHsfA1a对植物耐逆境的作用及其应用提供理论依据,对揭示植物耐递境机理有重要意义。     

热激处理对花椰菜小孢子培养的影响

以花椰菜作为试验材料进行游离小孢子培养研究,结果表明:32.5℃、24 h的热激处理是胚状体发生的最适高温处理;游离小孢子培养15～20 d后可以观察到胚状体,然后转移到固体MS培养基中进行植株再生。     

拟南芥热激因子AtHsfA1a对热胁迫中抗坏血酸过氧化物酶的调控

[目的]为了研究拟南芥热激因子AtHsfA1a对热胁迫中抗坏血酸过氧化物酶(APX,EC1.11.1.7)的调控.[方法]以内源A tHsfA1a基因沉默的转基因拟南芥及野生型植株为材料,热胁迫后,采用分光光度法分析APX酶活性的变化,采用实时荧光定量PCR研究APX基因的表达水平,采用染色质免疫沉淀技术研究AtHsfA1a与APX基因启动子区的体内结合情况.[结果]在热胁迫下内源AtHsfA1a基因沉默植株中的APX的活性和mRNA的表达量均低于野生型,内源AtHsfA1a基因沉默的植株中未筛选出APX基因启动子区片断,而野生型则筛选出APX基因启动子区片断.[结论]AtHsA1a对APX调控是直接的.该研究为进一步认识AtHsfA1a对植物耐逆境的作用及其应用提供理论依据,对揭示植物耐递境机理有重要意义.     

耐寒结球甘蓝小孢子培养及其发育过程

以6份耐寒结球甘蓝杂交F1为试验材料,研究其胚胎发生过程及胚胎发生的诱导条件,为耐寒甘蓝材料的小孢子培养,以及其他芸薹属小孢子胚胎体系的建立及优化提供理论依据。采用4′,6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)染色方法对小孢子体内和体外的发育及胚胎发生过程、特征进行观察;NLN-13培养基中添加阿拉伯半乳聚糖(Arabinogalactan,AG)和阿拉伯半乳糖蛋白(Arabinogalactan-protein,AGP)对小孢子培养胚胎发生率的影响进行统计分析;小孢子体内正常发育方向是单核小孢子经历2次不对称核分裂后发育成三核成熟花粉,小孢子单核晚期对应的花蕾长度主要集中在3.5~4.5mm;体外培养中,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,只有少数胚性细胞最终发育成为胚状体;供试材料中有5份材料获得胚状体,材料间出胚量差异较大,其中‘寒玉37’出胚量最高,为每蕾22.5个;在NLN-13培养基中添加10mg/L AG或10mg/L AGP,可以促进耐寒甘蓝胚状体发生。32.5℃热激胁迫1d可有效诱导耐寒甘蓝小孢子培养中的胚胎发生,10mg/L AG或10mg/L AGP促进胚胎诱导。     

不结球白菜BcSERK1基因的克隆及表达分析

[目的]本文旨在研究不结球白菜BcSERK1基因及其在胚胎发生中的作用。[方法]采用同源克隆的方法从不结球白菜‘二桩白’中克隆到BcSERK1基因全长序列,利用生物信息学分析其结构特征,并与其他物种进行氨基酸序列比对和进化分析,同时利用基因枪介导的方法进行亚细胞定位;利用小孢子培养技术研究不结球白菜‘二桩白’和‘四九菜心’小孢子培养出胚情况;采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析BcSERK1基因在2个品种不同组织和在小孢子胚胎发生早期的表达特征。[结果]BcSERK1含有1个1 878 bp开放阅读框,编码625个氨基酸。与其他物种的氨基酸序列比对和系统进化分析结果显示:BcSERK1在进化过程中保守程度较高,与甘蓝型油菜亲缘关系最近。亚细胞定位结果显示:BcSERK1蛋白定位于细胞膜上。游离小孢子培养结果显示:‘二桩白’出胚率较高,每蕾6.67个胚,而‘四九菜心’不出胚。RT-qPCR结果表明:BcSERK1在2个品种不同组织中均有表达,除根外‘四九菜心’的组织中其表达量均低于‘二桩白’;在小孢子胚胎发生早期,BcSERK1基因在‘二桩白’不同培养时间的表达量均高于‘四九菜心’。[结论]BcSERK1蛋白在进化过程中保守性较高,定位于细胞膜上;SERK1基因在2个不结球白菜品种中的差异表达表明该基因对胚胎发生具有重要作用。     

热激和储藏温度对果蔬中抗坏血酸含量与相关酶活性的影响

[目的]为控制和延缓采后果蔬抗坏血酸（ASA）含量的下降提供理论支持。[方法]以采后红提和青椒为试材,研究热激和储藏温度对其ASA含量及代谢相关酶活性变化的影响。[结果]15℃下青椒和红提的ASA含量下降比25℃下慢。经过10 min热激处理后,红提的ASA含量瞬间上升,随后迅速下降;青椒中ASA含量有部分损失。说明热激处理不能有效延缓红提ASA含量的下降,可以延缓青椒ASA含量的下降,提高青椒贮藏品质。不同温度下抗坏血酸过氧化物酶（APX）和抗坏血酸氧化酶（AAO）活性均呈下降趋势。经过10 min热激处理后,红提的APX和AAO以及青椒的AAO活性瞬间下降明显,红提和青椒中脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）活性瞬间提高,随后迅速降低;而红提中单脱氢抗坏血酸还原酶（MDAR）活性提高,青椒中MDAR活性降低。[结论]在储藏过程中,DHAR的活性可能是影响ASA含量变化的重要因素。     

松花菜小孢子发育的细胞学观察

以松花菜F1代杂交种为材料,分别观察自然发育和游离培养条件下小孢子的发育过程。结果表明,自然条件下,四分体释放小孢子后,单核小孢子经历2次分裂,从双核期到三核期,最后发育为成熟花粉粒,是配子体发育途径;在游离培养条件下,小孢子经过热激(33℃)处理后,发生均等分裂或者不均等分裂,之后经过一系列的细胞增殖,最终发育成为胚状体,小孢子发育途径是从配子体向胚胎发育转换的途径。同时发现,并不是所有发生了分裂和增殖的细胞都能形成胚状体,只有极少数小孢子最终形成正常胚。     

甘蓝游离小孢子培养中影响胚状体形成的主要因素

以甘蓝的19个基因型为试材,对影响甘蓝游离小孢子培养诱导胚状体形成的3个主要因素进行了研究。结果表明:供体植株基因型是影响小孢子发生胚状体的关键因素,不同材料之间的诱导频率差异显著;两种激素以不添加6-BA和NAA或只添加6-BA 0.05 mg/L为甘蓝游离小孢子培养的最适激素浓度;高温处理能显著提高小孢子培养的出胚率,供试材料经33℃热激处理后出胚率最高,出胚率高达6.10胚/蕾。     

小麦小孢子培养愈伤组织的高频诱导及其绿苗再生

以小麦品种‘Alondra’为材料,用不同预处理(热激、低温、激素等)方法处理离体穗、游离小孢子、小花等,比较不同处理对小麦小孢子离体培养条件下愈伤组织产量的影响。结果表明:5℃低温处理小花3 d、33℃热激处理小孢子2 d后,小麦小孢子愈伤组织的产量明显提高。通过愈伤组织的分化,最终形成小麦小孢子绿色再生植株。