花药培养研究及其在生产上的应用

一、花药培养概况花药培养是将花药离体后进行培养,使花粉发育成单倍体植株。单倍体植株染色体加倍后,成为具有同型遗传因子的纯合二倍体,不仅能正常开花结实,而且植株后代整齐一致,性状稳定,这在育种工作中和生物理论研究上都具有重要意义。因此很早就有人提出单倍体育种的设想,企图通过某种方法从杂交后代产生大量单倍体,加倍后变成纯合二倍体直接用于选种实践,但未找到大     

水稻单倍体植株体细胞培养诱导二倍体植株的研究

水稻花药培养——单倍体育种,已成为水稻育种的一项新技术.但目前花粉单倍体植株仍依赖于自然加倍,加倍率一般仅30～50%左右,以致大量单倍体植株不能得到充分利用.金聿等仿照菸草上适用的组织法,在水稻叶鞘上曾获得过二倍体植株,但诱导频率低、诱导期长,实践上应用尚有一定困难.因此,进一步探讨单倍体植株体细胞培养染色体加倍技术,在理论和实践上都具有一定的意义.     

植物组织培养在农业生产中的应用

1增加遗传变异性，改良作物 1．1单倍体育种 通过花药培养，从小孢子获得单倍体植株，染色体加倍后获得正常二倍体植株，这是一条育种的新途径。单倍体育种与传统的杂交育种比较可以缩短育种年限，节约人力物力，较快地获得优良品种。     

小麦花粉植株半浸根法染色体加倍技术研究

花药培养单倍体育种技术,在实际应用上的潜力日益显示出来。目前,应用这项技术培育的一批小麦新品种(系)已在生产上大面积推广应用。但是,这种潜力只有在单倍体植株加倍成纯合二倍体之后才能充分发挥。近年来,我国科学工作者对花粉植株染色体加倍方法,进行过多种试验研究。据文献报道:以秋水仙素直接浸根应用最多,但死苗率高,效果不够理想;用秋水仙素和二甲基亚砜(DMSO)混合处理单倍体植株,加倍结实有明显提高,但尚不稳定;应用阳畦盖膜,冬季低温刺激加倍,方法简便,虽收     

小麦花粉植株的诱导、移植和加倍

小麦花粉单倍体育种存在着诱导率不高、幼苗移栽活棵困难以及染色体加倍率较低等难点,致使这项技术在小麦育种实践上,还不能立即收到显著成效.为探索小麦花粉单倍体育种规律,寻求解决存在问题的途径,1976年春开展了小麦花粉植株的诱导、移植和加倍研究.经过将近三年的摸索,初步认为麦5培养基诱导效果可比对照高一倍以上,并较好地解决了染色体加倍的困难,为小麦花粉单倍体育种创造了有利条件.     

AgNO3对甜瓜离体胚囊发育的影响

许多作物的花药、小孢子培养技术被广泛的应用到实际育种工作中。与花药培养相比,离体培养子房或胚珠诱导单倍体植株具有独特的优势,在某些作物上诱导率和绿苗率较高。早在80年代,水稻、大麦、玉米、青稞和马铃薯等都已建立了未受精胚珠单倍体离体培养技术,而对于葫芦科植物至今尚未找到一条高效的单倍体诱导方法。1999年,FICCADENTI进行甜瓜未授粉胚珠离体培养,得到了单倍体植株。2003年,LOTFI采用FICCADENTI的培养方法,对不同甜瓜品种进行诱导,结果只得到了3棵再生植株,在未进行倍性鉴定之前死亡。至今,国内甜瓜离体雌核发育诱导单倍体研究尚未报道。     

花药培养研究及其在生产上的应用

花药培养是将花药离体后进行培养,使花粉发育成单倍体植株。单倍体植株染色体加倍后,成为具有同型遗传因子的纯合二倍体,不仅能正常开花结实,而且植株后代整齐一致,性状稳定,这在育种工作中和生物理论研究上都具有重要意义。因此很早就有     

简讯

<正> 我校“用花药培养法诱导四倍体马铃薯普通栽培种产生双单培体植株的研究”喜获鉴定通过我校农学系遗传教研组“用花药培养法诱导四倍体马铃薯普通栽培种产生双单倍体植株的研究”,经过两年试验,已取得成果。为了交流技术,并在马铃薯育种工作中发挥作用,我校邀请中国科学院植物所,兰州大学生物系,甘肃省科学院生物所。甘肃省农科院,甘肃省科委,甘肃省农业厅及本校专家、教授共十一位代表参加的科研成果鉴定会于8月14日召开。会上,由课题组代表代朝曦讲师对研究工作的有关情况和成果内     

单倍体诱导创建二倍体技术在油菜遗传育种中的研究进展

单倍体诱导创建二倍体的技术体系主要包括2种类型。(1)对植物中雄性或者雌性生殖器官进行培养获得具有单套染色体组的组织,经过天然或者加倍剂处理获得二倍体;(2)对CENH3基因进行修饰获得单倍体诱导系,利用单倍体诱导系与不同材料杂交获得后者的单倍体,进而加倍成二倍体。在油菜中应用最广泛的单倍体诱导创建二倍体植株的技术是小孢子培养方法,其过程受到3个因素的影响,分别为小孢子胚发生能力、小孢子天然加倍和加倍剂处理后的加倍效率、从胚再生成完整植株的能力。经过多年研究,在油菜中建立的小孢子诱导创建二倍体的技术为油菜遗传育种研究提供了重要的技术支持。小孢子和小孢子培养得到的胚均能用于创造突变体及遗传转化试验。通过遗传学方法定位了决定油菜小孢子胚发生、天然加倍以及胚状体直接成苗的数量性状基因座(QTLs),可在不同群体中验证候选基因。深入挖掘调控小孢子胚发生和再生成苗的分子机制,分析胚性细胞发育的转变、起始细胞的分化以及胚形态发生的基因调控网络,进而为理解油菜单倍体诱导以及二倍体发生的作用机制提供依据。随着植物单倍体诱导发生的分子机制被逐步揭示,在油菜中对与拟南芥染色体减数分裂相关的同源基因进行修饰能够获得单倍体诱导系,将其与待改良的父母本进行杂交可快速获得具有不同亲本背景的单倍体,经过加倍剂处理可快速获得纯系,单倍体诱导技术能够用于反向育种研究以及品种的遗传改良。     

甘蓝型油菜基因型对离体小孢子染色体加倍的反应

采用秋水仙碱处理甘蓝型油菜不同基因型的离体小孢子,研究了小孢子再生植株的染色体加倍特性 及其与基因型的关系。将发育到单核晚期一双核早期的小孢子分别接种于含10、20、50、100 mg／L秋水仙碱的 NLN液体培养基中处理24 h或48 h进行染色体加倍,然后将处理过的小孢子转接于不含秋水仙碱的相同培 养基中诱导胚状体。21种基因型小孢子再生植株中双单倍体比率为23．94％～99．42％。方差分析的结果表 明,基因型相似的品系和杂种之间染色体加倍率差异不显著,基因型不同的一些品系和杂种间差异显著。由 此说明,基因型对秋水仙碱处理离体小孢子诱导染色体加倍的反应不同。     

马铃薯花药培养硝酸银对诱导双单倍体及一单倍体的效果

通过在培养基中加入不同浓度AgNO₃,对离体条件下诱导马铃薯四倍体(S.tuberosum.L.)花药产生双单倍体(dihaploid),双单倍体花药产生一单倍体(monohaploid)的效应进行了研究.在基本诱导培养基中加入50～100μmol/LAgNO₃可显著促进四倍体花药和双单倍体花药产生胚状体,胚状体出现的频率最高可达16%.同时可提高胚状体的分化率.AgNO₃还可延缓花药的褐化,从而延长胚状体出现的时间.     

马铃薯叶肉原生质体电融合参数优化及杂种植株再生

以马铃薯栽培种“中薯2号”的无性系3^#、8^#和野生种Solanum chacoense叶肉原生质体为融合试材,优化马铃薯高效融合的电融合参数。研究表明,在交变电场(AC)100V／cm、AC作用时间20s、直流脉冲电压(DC)1100V／cm、DC脉冲时间60μs、脉冲数1次时,双核融合率可达40％以上。融合产物经过4-5个月的培养获得再生植株。对首先再生的15个株系通过RAPD标记检测,证明均为体细胞杂种。所用引物C-01能够同时扩增出杂种植株中双单倍体亲本1100bp和670bp的特征带以及野生种．S.chacoense亲本510bp的特征带。     

人骨形成蛋白3全长基因转化烟草的初步研究

将含有人骨形成蛋白3(hBMP-3)全长基因的质粒pCAMBIA1300-hBMP-3通过电激法转化到根癌农杆菌LBA4404中,以烟草无菌苗叶盘为外植体,通过农杆菌介导法进行遗传转化,获得了抗潮霉素(Hy-gromycin,Hyg)的再生植株,通过潮霉素抗性鉴定及PCR检测,初步确定人骨形成蛋白-3(hBMP-3)全长基因已整合到烟草的基因组中。     

马铃薯原生质体培养体系改良

试验以马铃薯试管苗叶片为原生质体来源，通过研究材料预处理方法对原生质体产量和质量的影响，培养方式及培养基中糖醇与细胞分裂的愈伤组织形成的关系，优化并建立了高效稳定的原生质体培养体系，获得了2个双单倍体系的叶肉原生质体再生植株。     

农杆菌介导法转化大豆体细胞胚获得转基因植株

以六个品种大豆体细胞胚为受体,以Bt基因为目的基因,应用根癌农杆菌介导法对大豆进行了遗传转化,经卡那霉素选择、诱导体细胞胚萌发及壮苗培养,获得了完整的抗性再生苗,经PCR、PCR-Southern和点杂交分析鉴定,初步证明外源基因Bt已整合到大豆的基因组中。     

转无毒基因马铃薯抗晚疫病的研究

晚疫病菌(Phytophthora infestans)引起的马铃薯晚疫病是危害全球马铃薯生产的严重病害.通过基因工程方法把外源基因导入植物体内以增强抗病性被证明是一条行之有效的途径.应用植物基因工程技术将具有能激活植物自身防御系统的无毒基因与适合于植物背景、非专一性的病原物诱导启动子组合成嵌合基因构建到植物表达载体中.通过农杆菌或基因枪的介导转化植物,可筛选出高效广谱的抗真菌和细菌病害的转基因植株.本研究从病原细菌Pseudomonas syringae PV.tomato中获得的无毒基因avrD(0*93kb)和从病原真菌Phytophthora parasitica中获得的无毒基因Elicitin(0.294kb)分别与非专一性病原物诱导启动子Pill和BG组成含2个嵌合基因(Pill-avrD,BG-Elicitin)的植物表达载体pYH144和pYHEt.通过农杆菌LBA4404介导转化马铃薯,其中用pYH144载体转化2个品种(克新1号,2号),用pYHEt载体转化3个品种(Desiree,克新2号,4号),通过组织培养分别获得潮霉素(HygromycinB)标记的转基因马铃薯试管苗.将转基因试管苗扩繁,应用马铃薯脱毒微型种薯生产技术获得转无毒基因微型薯,在温室(15～25℃和湿度高)条件下,观察转无毒基因马铃薯植株中对晚疫病菌自然感染的抗性.1998年和1999年(每年的3-5月)的温室试验初步表明用avrD和elicitin基因分别转化的转无毒基因马铃薯植株都具有较明显的对晚疫病菌侵染的抗性,大部分转基因植株不表现或表现轻微的感病症状,对照植株(未转化)则表现明显的感病症状.转基因植株生长正常,且在感染后期(恢复期)生长良好.对照植株在恢复期生长弱和缓慢.在获得较多数量的转无毒基因马铃薯微型种薯的时候,将进行人工接种晚疫病菌和田间种植试验,从中筛选出抗真菌病和细菌病的转基因马铃薯株系.     

影响小麦花培诱导率因素的研究

本文采用抽滤灭菌常规培养的方法,以小麦科冬58、欧柔和高原602的花药为材料进行离体培养,研究了影响小麦花药培养效果的几个因素,实验结果表明:(1)在培养基中加入一定浓度的甘露醇不仅能提高愈伤组织诱导率,而且还能大幅度提高愈伤组织的质量,从而提高再生植株的诱导频率,降低白苗率;(2)山梨醇的浓度在20-100mM范围内均可提高绿苗产率。愈伤组织诱导率则随着山梨醇浓度和其材料基因型的不同而效果各异;(3)多效唑对小麦花药培养的反应比较复杂,但分化和壮苗时加入多效唑可使绿苗根系粗壮、发达从而提高其移栽成活率。     

基因型对水稻花粉植株的诱导及其农艺性状的影响

采用不完全双列杂交设计,估算了愈伤组织诱导、分化、培养力值及其配合力相对效应值,并测定了亲本对早熟、抗病、抗倒伏性状的影响,结果表明,花培品系T84104组配的后代分化率和培养力较高,并且易获得早熟、抗倒伏的花粉植株。当该亲本和其它抗病品种杂交时,经花药培养有可能选出优良的新品系。此外,讨论了如何增加绿苗数和花培亲本选择问题。     

IPT基因遗传转化谷秆两用稻的研究

采用农杆菌介导的方法,将嵌合基因PSAG12-IPT导入谷秆两用稻201幼胚诱导的胚性愈伤组织中,经潮霉素筛选,抗性愈伤分化成苗,共获得46个抗性愈伤克隆,126株转基因植株.对这些植株进行PCR检测和GUS染色分析,确定其中80株为阳性植株.     

发根农杆菌介导的怀地黄遗传转化研究

利用发根农杆菌转化怀地黄组培苗子叶、叶柄和茎段,建立了有效的毛状根培养及其植株再生体系。毛状根可直接从受伤的外植体产生,能在无外源激素的1/2MS固体和液体培养基上自主生长,表现出典型的发根特征。毛状根在附加0.2mg/LKT和3.0mg/L6-BA的1/2MS培养基上能100%形成愈伤组织,51.49%分化出芽;分化芽在1/2MS培养基上100%生根,形成具有矮化、节间短和根系发达等特征的转化再生植株且移栽后生长旺盛。rolB基因PCR和冠瘿碱纸电泳检测证明,农杆菌Ri质粒上的T-DNA整合到怀地黄基因组中并表达,获得转基因怀地黄。