组织培养在高粱中的应用研究进展

主要从胚培养、幼叶培养、茎尖培养、幼穗培养、花药培养、种子培养、幼苗培养、原生质体培养、胚乳培养等方面介绍了高粱组织培养方面的研究进展,最后对高粱组织培养的发展进行了展望.     

高粱幼叶细胞悬浮系的建立

以高粱无菌苗幼叶为试验材料,对颗粒状胚性愈伤组织的获得、细胞悬浮系的建立及影响悬浮细胞生长的主要因素进行了研究。结果表明：幼叶在MS（Murashige and Skoog）+2mg/L 2,4-D培养基上诱导出的愈伤组织,经2~3次继代筛选后获得了浅黄色、颗粒状胚性愈伤组织;胚性愈伤组织接种于液体培养基中,于25±1℃、黑暗条件下,经45~60d的悬浮震荡培养建立了高质量的细胞悬浮系,细胞生长曲线呈“S”型,细胞密度可达6.45×10 ⁵~5.08×10 ⁶个/mL以上,活细胞率可达72.76%,近圆细胞率可达87.50%;培养基的基本成分、激素种类和水平对悬浮细胞生长状态有很大的影响,相比1/2MS培养基,MS培养基为适宜的培养基,2,4-D对保持细胞系的稳定增殖至关重要,适宜的浓度为1mg/L;培养液中加入0.5mg/L KT或6-BA会造成悬浮液褐化,影响悬浮细胞的生长;最适宜的细胞悬浮培养基为L2培养基（MS+1mg/L 2,4-D,30g/L蔗糖,pH5.8）,震荡培养转速为110~120r/min,继代周期为7d,新旧培养基的接种比例为2∶1。     

农杆菌介导高粱遗传转化的相关因素优化

为建立一个稳定的高粱遗传转化体系,以高粱RHMC品种为试验材料,采用内含有P ^CAMBIA3301质粒载体的根癌农杆菌EHA105介导的方法研究了高粱遗传转化的相关因素。结果表明,外植体预培养2d,GUS表达效果最好;在侵染液和共培养基中加入200μmol/L乙酰丁香酮时,GUS表达效果最好;侵染液浓度OD₆₀₀值的适宜范围为0.8~1.0;农杆菌侵染愈伤组织的适宜时间为5~10min;共培养的适宜时间为2d。初步建立了一套高粱遗传转化体系,为今后高粱转化提供一些参考。     

高粱茎尖和幼穗细胞悬浮系的建立

建立有效可靠的细胞悬浮培养方法对进一步开展原生质体培养和转基因研究具有重要意义。本研究以茎尖和幼穗作为外植体,采用愈伤振荡培养法、匀浆收集培养法和直接培养法三种方法进行了细胞悬浮系建立的方法研究。结果表明:与茎尖相比,幼穗是更适宜开展高粱细胞悬浮培养的理性外植体。采用三种培养方法均可建立幼穗细胞悬浮系,其中幼穗愈伤振荡培养法最为稳定可靠,幼穗匀浆收集培养法和直接培养法的稳定性稍差,但获得的细胞悬浮系生长状态较好,有利于进一步开展增殖继代培养。结果还表明,茎尖愈伤振荡培养法也是一种稳定可靠的细胞悬浮系制备方法,但茎尖匀浆收集培养法稳定性稍差,而直接培养法效果最差不宜采用。     

高粱种子硫酸二乙酯诱变处理的研究

为了探明化学诱变剂DES诱变处理效应,开展了高粱不同基因型、不同DES浓度和不同处理时间的比较试验。通过同一品种、相同时间、不同DES浓度比较试验,明确了DES的半致死浓度为0.3%~0.35%,0.5%为致死浓度;通过同一品种、相同DES浓度、不同处理时间试验,明确了DES最佳处理时间为10~14 h;通过相同DES浓度、相同处理时间、不同品种试验,明确了不同品种对DES的敏感程度不同,它们的半致死浓度和致死浓度都有一定差异。虽然不同基因型对DES的敏感程度不同,但是绝大多数材料适宜的DES处理浓度范围为0.3%~0.35%。     

禾谷类作物原生质体培养研究进展

植物原生质体在品种改良、基因遗传转化、远缘杂交的应用研究以及生物学的基础理论研究中有着重要的研究价值。为了给禾谷类作物原生质体培养体系的建立提供理论依据,推动禾谷类作物品种遗传改良工作的开展,从原生质体制备、培养、再生、应用四个方面对禾谷类作物原生质体的培养研究进行了详细的阐述,分析了禾谷类作物原生质体制备和培养的主要影响因素,归纳了禾谷类作物原生质体再生的3种途径,对其在遗传改良和理论研究方面的应用进行了总结,并提出了禾谷类作物原生质体培养、遗传转化、细胞融合三个方面存在的问题和今后努力的方向。     

高粱航天材料的筛选利用

先后选用25份遗传性稳定、综合性状好的不同区域、不同遗传基础、不同类型的高粱品种进行航天诱变处理,通过田间对R2株系的观察分析,所有材料都有变异株出现,其中,恢复材料R111的变异频率高达10%,25个材料的平均变异频率为2%。筛选出4个高淀粉种质资源以及多个早熟、矮秆恢复系变异材料,并且以优良变异系为父本选育出一个优质、高产、多抗、矮秆杂交种晋杂26号。     

航天诱变处理对高粱主要遗传性状的影响及配合力分析

先后将25份来自不同区域、不同遗传基础、不同类型的高粱种子搭载于神舟4号宇宙飞船进行航天诱变处理,诱变后代的株高、叶片形态、育性、花器和籽粒氨基酸含量等性状均表现不同类型的变异.应用诱变材料组配的高粱杂交种产量的高低取决于双亲一般配合力和特殊配合力的强弱,穗粒重是构成产量的主要因素,株高与产量呈正相关     

高粱新技术育种的实践与探讨

高粱育种新技术是指除传统的自然选择育种和人工杂交育种以外的育种技术,主要包括组培育种、航天育种、物理诱变育种、化学诱变育种和转基因育种以及其他一些具有较大潜力的育种技术。笔者曾对多种高粱育种新技术进行了长期研究应用,目前已建立了高粱育种新技术体系,筛选出了优良恢复系材料,育成了优良杂交种。本文以笔者的研究应用实践为基础并结合相关的研究报道,对不同育种新技术的特点、研究应用中存在的问题及潜力进行了探讨。着重指出,与常规育种相比,高粱育种新技术具有以下主要特点：适用于改变个别简单遗传性状;育种周期短,后代稳定快,田间试验规模小：变异量相对较小但能获得新的特异性状。     

中晚熟航天高粱品种晋粱111号及高产栽培技术

晋粱111号是山西省农业科学院高粱研究所利用航天育种技术育成的高粱杂交种。2018年11月29日完成非主要农作物品种登记。该品种秆低、耐密植、产量高,适于机械化种植;高抗黑穗病、高粱炭租病、高粱紫斑病,淀粉含量高,单宁含量高,适宜作酿造原料。栽培上注意防治蚜虫,一次性化学除草。