湿地松及其杂种的体细胞胚胎发生与植株再生

【目的】明确适合湿地松Pinus elliottii及其杂交种的体细胞胚胎发生条件,建立体胚成熟萌发的技术。【方法】以2016年6月采集的2个湿地松家系(EE1,EE2)、2个湿地松杂交种家系(EC,EH)的未成熟合子胚(含胚乳)为材料,从诱导、增殖、成熟到萌发配制3个系列培养基,比较外植体采集时间、家系、基本培养基对胚性愈伤组织诱导的影响。用显微镜进行胚性愈伤组织鉴别后,进一步挑选诱导形成的胚性愈伤组织进行增殖、成熟、萌发,最终获得再生植株。【结果】湿地松及其杂交种合子胚的发育进程可划分为8个阶段,阶段Ⅱ、Ⅲ为未成熟胚,适合体胚发生,EC最早出现阶段Ⅲ合子胚。外植体诱导产生具有胚性胚柄团(ESM)结构的胚性愈伤组织,可进一步增殖。诱导培养基对愈伤组织形成及胚性愈伤组织占比具有较大影响,3种诱导培养基(T1、T2和T3)产生愈伤组织效率最高的为T1培养基(49.0%),胚性愈伤组织所占愈伤组织的比例最高为T2培养基(22.4%)。培养基配方的诱导率存在基因型间的差异,T1培养基整体诱导率低;T2培养基对家系EE1诱导率最高,为5.82%;T3培养基对参试材料均能诱导成功,且平均诱导率最高,为3.75%。随采样时间延后,家系EE1、EH的体胚诱导率逐渐增加,家系EE2、EC的体胚诱导率则随采样时间延后逐渐降低。体胚诱导率与合子发育阶段结果基本一致,阶段Ⅲ合子胚均出现较晚,前期诱导率低。胚性愈伤组织继代24次以后,胚活性逐渐降低。成熟培养基T1S和T3S可完成胚的成熟,平均每克成熟培养基分别成熟23.3和15.9个子叶胚,萌发率为32.1%,移栽保存率为47.8%。【结论】诱导培养基T3对参试家系均能诱导成功,T3具有较广泛适用性,各家系在阶段Ⅲ合子胚出现时表现出较大的诱导率,阶段Ⅲ合子胚可能为体细胞胚发生的最佳诱导阶段。建立了湿地松及其杂种体细胞胚发生方法并形成了再生植株。     

枣幼胚体细胞胚的发生及植株再生

以小梨枣胚龄30~40d的幼胚为外植体,研究不同质量浓度6-苄基腺嘌呤(6-BA)、噻苯隆(TDZ)、吲哚丁酸(IBA)、萘乙酸(NAA)、脱落酸(ABA)及其组合对幼胚胚乳看护培养效果、体细胞胚发生、成熟及萌发的影响。结果表明,适宜小梨枣幼胚(30~40d)胚乳看护培养的培养基为MS+IBA0.2mg·L~(-1)+BA0.5mg·L~(-1)+NAA 0.1 mg·L~(-1),成胚率达62.07%;诱导胚性愈伤组织较适宜的培养基为MS+TDZ 0.6mg·L~(-1)+IBA1.5mg·L~(-1)+NAA 0.1mg·L~(-1),诱导率为53.32%;在MS+6-BA 0.3mg·L~(-1)+NAA0.02mg·L~(-1)组合下有利于体细胞胚的发生,发生率可达71.43%;ABA可促进体胚的正常发育,质量浓度为0.5mg·L~(-1)时,体细胞胚结构完整,体胚成熟率为21.83%;将成熟的体胚转接到含有IBA 0.03mg·L~(-1)+GA30.03mg·L~(-1)的培养基中,体细胞胚萌发形成完整植株。     

紫花苜蓿高频体胚发生及萌发成苗技术与转基因应用

以紫花苜蓿的子叶或叶片为外植体,建立高频体胚发生及成苗技术体系,为苜蓿耐逆性状的遗传改良提供技术支撑。在愈伤诱导、体胚诱导、体胚成熟与萌发等几个关键环节,分析比较培养基组分对培养效果的影响。建立在SHDK培养基上诱导愈伤、MB(-/+)+ABA 0.4mg/L+PEG-6000 50g/L+蔗糖50g/L培养基上诱导体胚、Bio2Y培养基上促体胚发育成熟、1/2 MS(或SH)培养基上体胚萌发成苗的高频再生技术体系。最适条件下,每克胚性愈伤组织可产生77.9个正常萌发成苗的健康体胚。再生植株在生长箱内经过2周20℃、16h/d的光照培养后移栽温室,成活率达90%以上。利用该离体再生技术成功地将凝集素基因PPA导入苜蓿中,获得抗蚜转基因苜蓿。     

巴西橡胶树花药体细胞胚形成中乳管分化的研究

培育数量多、质量好的体细胞胚是当前巴西橡胶树花药组织培养的主要研究目标,而对于体细胞胚发育过程中是否有乳管分化目前尚不清楚。以不同发育阶段的正常体细胞胚以及不同形态的畸形胚为材料,对它们的乳管分化情况进行了研究。结果表明,球形胚、心形胚和鱼雷胚中都没有乳管分化,最早出现可辨识的乳管是早期子叶胚,而不同形态的畸形胚都有乳管分化。本研究为深入研究乳管分化的机制提供了基础。     

玉米受精胚囊的离体胚胎发生及植株再生研究

以授粉后1 d的玉米胚囊为外植体,通过改进胚囊分离方法、优化培养基激素成分,开展玉米受精胚囊的体外培养研究,建立玉米受精胚囊的离体胚胎发生及植株再生体系。结果表明,胚囊外植体获得形态正常胚的比例、胚再生为植株的比例均大大提高。经离体培养,约20%的玉米受精胚囊可以获得完整植株,建立了玉米受精胚囊的离体胚胎发生及植株再生体系。     

The implications for aquaculture practice of epigenomic programming of components of the endocrine system of teleostean embryos: lessons learned from mammalian studies

Epigenetics is the study of changes in gene expression patterns that occur without any modification of the underlying nucleotide sequence of the DNA. Modifications of the so‐called epigenome include complex transient or permanent chemical changes of the DNA or histone proteins resulting in the suppression or enhancement of gene expression, together with an array of post‐translational events that modify the translational products. Epigenomic programming (EP) of the genome is an essential component of embryonic development in animals from the totipotent fertilized egg to the pluripotent stem cells, stem cell differentiation and final tissue and organ formation. Many of these EP processes are influenced transiently and some permanently by environmental influences. In eutherian mammals, environmentally related EP of embryos is linked to permanent changes in the phenotype of the progeny, some of which have been associated with adult onset metabolic disorders. Moreover, because some of the epigenetic remodelling occurs in both the soma and germ line, the resultant phenotypic characteristics (some of which are linked to disease states) may be heritable. Although far less is known about the effects of environmentally linked EP on the ontogeny of fishes, the available information suggests that the EP processes are similar amongst all vertebrates, and there are clear parallels between fish and mammals that are discussed in this paper. Our perspective takes the well‐established findings in mammals and uses them to proactively extrapolate to the as yet under‐recognized implications of EP for fish biology and for fish production in intensive aquaculture.     

TDZ对橡胶树花药愈伤组织诱导和体细胞胚发生的影响

为了提高橡胶树优良品种的愈伤组织诱导和体细胞胚发生的频率,促进其花药植株再生体系的优化,以橡胶树品种‘云研73-477’、‘热垦525’和‘云研77-2’的花药为外植体,研究不同浓度的TDZ对愈伤组织诱导和细胞胚胎发生能力的影响。结果表明,在愈伤组织诱导实验中,MS+TDZ 0.2 mg/L+ 6-BA 1 mg/L+2,4-D 1.5 mg/L+NAA 0.5 mg/L+椰子水50 mL/L+蔗糖70 g/L效果最好,诱导率均达到最大,分别为98%、98.67%、28.6%,当TDZ浓度逐步升高时,其诱导率又有所下降。在体细胞胚诱导实验中,愈伤组织诱导阶段加入TDZ对体细胞胚的发生有抑制作用;将愈伤组织转移到不含TDZ的培养基中继代增殖后,体细胞胚的诱导率随继代次数的增加呈上升趋势;愈伤诱导阶段使用的TDZ浓度越低越利于体细胞胚的分化;在体胚诱导阶段以TDZ代替KT后,体细胞胚诱导率较低,且分化出的体胚为畸形胚。这表明TDZ虽然有利于愈伤组织的产生和生长,但不利于体细胞胚的发生。     

五加科植物体细胞胚发生研究进展

为了给五加科植物体细胞胚发生体系的建立提供理论依据,推动五加科植物体细胞胚研究的开展,本研究总结了五加科植物体细胞胚发生方式、体细胞胚发生的影响因素（包括外植体类型、培养基类型、植物生长调节剂种类、渗透胁迫）、体细胞胚发生的生理生化及次生代谢的研究现状。提出今后研究重点在以下几方面：（1）进一步对五加科植物体细胞胚发生的影响因素研究。（2）利用体细胞胚发生方式对一些重要的五加科植物进行次生代谢物的提取、代谢途径基因调控等的研究。（3）对五加科体细胞胚发生机制的分子基础需进一步研究。     

辣椒花药培养研究进展

归纳了辣椒花药培养过程中影响雄性胚胎发生的诸多因素,包括供试材料、小孢子发育时期、基本培养基、植物生长调节剂、培养基添加物质和温度胁迫处理,总结了小孢子胚胎发生的细胞学观察、再生株的倍性水平和单倍体基因组加倍研究,指出尽管人类已从细胞和分子方面对辣椒花药培养中诱导小孢子胚胎发生和形成胚状体有了进一步的认识,但尚未完全了解小孢子是如何被激发进入孢子体发育途径。当小孢子胚胎发生之谜完全揭开后,辣椒花药培养技术将会应用于更加广泛的领域。     

木薯体细胞胚发生过程中抗氧化酶活性变化

以木薯成熟体胚的子叶胚为外植物诱导的体细胞胚为材料,研究其体细胞胚发生过程中抗氧化酶活性(SOD,POD,CAT活性)和过氧化物酶同工酶酶谱的变化。结果表明,木薯体细胞胚发生过程中,SOD活性均在胚性细胞向球形胚转化时下降,鱼雷形胚和子叶形胚发育时升高;而POD和CAT活性呈相反趋势。初步认为,SOD酶活性降低可作为木薯胚性细胞初期分化和胚胎早期发育的一个判断指标。在木薯胚性细胞发生到分化和成熟过程中,过氧化物酶同工酶谱带由5条上升为9条,其中有5种过氧化物酶同工酶稳定出现,这可能是维持细胞基础代谢的一些基因表达的产物。