优良小麦转基因受体品种的筛选及成熟胚半胚培养的研究

为了筛选具有良好组织培养特性的优良小麦品种作为转基因受体,使转基因小麦能尽快得到应用,对4个小麦品种的幼胚和成熟胚以及7个小麦品系的成熟胚进行离体培养,考察其组织培养特性.结果表明,11个品种(系)的成熟胚成愈率都达90%以上,但不同成熟胚来源的愈伤组织的植株再生率存在很大差异:7个小麦品系的植株再生率都低于20%,而4个小麦品种的植株再生率都达35%以上,幼胚成愈率及植株再生率都分别达90%和62%以上.该研究为小麦的遗传转化提供了几个新的优良受体品种.该研究进行成熟胚培养时,采用半胚培养的方式,一方面有效地克服了成熟胚在诱导培养基上直接萌发的现象,另一方面提高了成熟胚来源的愈伤组织分化为多苗的能力.该再生体系可作为小麦胚培养的参考.     

小麦成熟胚高频再生基因型筛选及再生体系研究

以目前生产上主栽或主推的、具有优良农艺性状的18个黄淮麦区冬小麦品种(系)和2个西北春麦区春小麦品种为材料,对它们成熟胚再生能力进行比较,从中筛选出再生频率高的基因型,并探讨不同接种方法、麦草畏质量浓度、细胞分裂素和干燥处理等对小麦成熟胚愈伤组织诱导和分化频率的影响。结果表明,小麦成熟胚愈伤组织诱导率普遍较高,为66.7%～100.0%,而分化率普遍较低,为3.6%～35.8%。基因型间差异显著,其中愈伤组织分化率较高的基因型有泛麦8号、周麦27和邢麦6号,绿苗分化率超过30%;采用胚十字形切割法接种小麦成熟胚愈伤组织分化率较高,达到54.5%～73.3%;诱导培养基中麦草畏的诱导效果显著优于2,4-D。在麦草畏质量浓度为2～4mg/L时有利于愈伤组织诱导和分化;成熟胚愈伤组织转入不含激素或含有2mg/L 6-BA或KT的分化培养基中时,分化率分别达到38.5%,45.8%和37.0%,较其他细胞分裂素和质量浓度处理分化率高,而愈伤组织分化前干燥处理6h和未干燥处理的差异不显著,干燥12h分化率明显降低。     

十二个小麦新品种成熟胚再生性能与农杆菌侵染敏感性评价

小麦成熟胚培养再生率比较低,尤其对优良小麦品种成熟胚再生性和农杆菌侵染敏感性还缺乏研究,一定程度阻碍了转基因小麦有效开展和产业化进程。以扬麦18、扬麦15、扬麦16、新冬18、小偃166和周麦22等12个优良小麦新品种为材料,研究了其成熟胚再生率及其对农杆菌侵染的敏感性。结果表明,12个小麦新品种成熟胚再生率0~35.3%,周麦27最高,扬麦19次之（27.9%）,新冬18、石麦B07-4056分别为211%和20.0%,其余品种再生率均低于20.0%;12个小麦品种成熟胚愈伤组织农杆菌侵染后GUS基因瞬间表达率0~33.3%,周麦18最高,扬麦15次之（23.8%）,扬麦18、周麦22、周麦27和石麦B07-4056虽有表达但频率较低（6.7%~9.1%）,其余品种没有观察到GUS基因瞬间表达。认为周麦27、扬麦19等品种适合进行成熟胚培养,周麦18、扬麦15等品种成熟胚适合进行农杆菌转化。优良小麦品种成熟胚再生性能和农杆菌敏感性评价为进一步利用细胞工程和基因工程途径改良小麦奠定了基础。     

不同小麦品种成熟胚愈伤组织的培养研究

[目的]通过对河北省小麦品种的种子进行组织培养,探索适合河北省栽培小麦品种的培养条件,为河北省小麦的遗传改良工作奠定基础。[方法]对4种不同小麦品种的成熟胚进行离体培养,研究影响小麦愈伤组织诱导的因素。[结果]结果表明:将成熟胚盾片向上放置可明显提高愈伤组织的诱导率;利用2 mg/L 2,4-D并添加水解酪蛋白,可使不同品种小麦愈伤组织得出愈率均高达80%;此外,不同品种的出愈率随着2,4-D浓度的升高存在较大差别。[结论]该研究探索影响小麦成熟胚愈伤组织诱导的因素,建立一套合适的植株再生体系,为加强我国小麦的遗传转化奠定了基础。     

马铃薯花药培养再生植株的诱导与鉴定

文章采用讷16、克新13、克新17、克新18、花525和波C共6个马铃薯品种为试验材料,研究了不同的基因型、不同浓度的植物生长调节剂和蔗糖对马铃薯花药培养的影响,并对马铃薯花药再生植株进行了细胞学、形态学和农艺性状的观察与鉴定。结果表明,基因型中波C和讷16具有较强的再生能力;MS+NAA0.5 mg.L-1+2,4-D0.5mg·L-1+KT0.5 mg·L-1适合愈伤组织的形成;分化培养基为MS+NAA0.2 mg·L-1+6-BA2.0 mg.L-1+ZT1.0 mg·L-1;蔗糖浓度为6%时愈伤组织的诱导率最高;移栽的双单倍体植株在生长势、叶色、薯型等性状与对照相比存在差异。     

小麦成熟胚的组织培养

【研究目的】为了筛选出小麦(TriticumaestivumL.)成熟胚(MEs)培养和遗传转化受体材料的优良基因型,【方法】以27份优良普通小麦冬性主栽品种或高代育种品系为试材,采用整粒切胚诱愈方法(endosperm-supportedmethod),对小麦成熟胚进行组织培养研究。【结果】结果表明,在成熟胚培养过程中光照、温度、培养基2,4-D浓度、基因型等因素对小麦成熟胚组织培养影响较大;同时小麦成熟胚组织培养存在着较强的基因型依赖性,不同基因型愈伤组织诱导率、分化率、成苗率的差异具有统计学意义(P<0.01)。通过研究从27个小麦基因型中筛选出了3个适合于成熟胚整粒切胚诱愈的基因型,即山农2618、泰山021、河北341,他们的成苗率分别达到了15.38%、25.27%、21.33%。【结论】小麦成熟胚组织培养优良基因型的筛选,为以后小麦的遗传转化和应用基因工程技术进行遗传改良奠定了基础。     

农杆菌介导的小麦转化体系的优化

为建立农杆菌介导的高效小麦遗传转化体系,分析比较了不同小麦栽培品种、不同培养处理条件下的愈伤诱导、分化及转化效率。结果表明:2个长江中下游主推小麦品种扬麦158和华麦13的幼胚愈伤诱导没有差异,但扬麦158形成的胚性愈伤多、分化率及转化率高于华麦13,是优良的农杆菌介导的遗传转化受体基因型。预培养20d的愈伤转化率最高,高渗处理可进一步提高转化率。获得的T0、T1代转基因植株,经PCR分析鉴定,表明外源基因已经整合到小麦基因组中。     

啤酒大麦幼胚愈伤组织诱导和植株高效再生

[目的]筛选出组织培养特性优良的大麦遗传转化受体。[方法]以7个大麦优良品种为实验材料,幼胚为外植体,研究基因型、培养基、激素等对大麦幼胚愈伤组织的诱导及植株再生的影响。[结果]在愈伤组织诱导过程中,甘啤4号等4个品种在三种诱导培养基上出愈率均较高,达100%;2,4-D与dicamba联用的MS2培养基上形成的愈伤组织质量优于MS1和MS3;品种间愈伤组织分化率差异显著,秀81-47分化率为88.9%,略低于模式品种Golden Prom ise;不同分化培养基的分化效率不同,在RN1培养基上的平均分化率较高。[结论]该试验筛选出愈伤组织诱导频率和绿苗分化率均较高,适合于遗传转化的受体材料,如秀81-47,甘啤4号。     

不同培养基及激素配比对小麦成熟胚离体培养的影响

[目的]建立适于优良小麦品种遗传转化的高效组织培养再生体系。[方法]以小麦品种豫麦18和豫麦70成熟胚为外植体,探讨了2种培养基和4种激素配比对小麦成熟胚离体培养的影响。[结果]L3培养基的平均愈伤组织诱导率和分化率都明显高于MS培养基,供试2个品种平均出愈率达91.0%以上,平均分化率达46.4%。不同激素及其配比均可诱导小麦成熟胚愈伤组织分化,但不同处理分化率差别很大(10.5%~50.0%);以L3为分化培养基,同时添加2,4-D 0.1mg/L,6-BA 1.5 mg/L的激素配比更有利于愈伤组织的分化,平均分化率达到50.0%。[结论]MS、L3两种基本培养基对小麦成熟胚愈伤组织诱导率均比较高,且差别不大。不同激素配比对小麦成熟胚愈伤组织分化率影响很大。     

杉木不同器官愈伤组织和再生芽的诱导效率

以杉木未成熟胚、种子发芽的下胚轴、子叶以及组培苗茎段为外植体,研究基本培养基、不同激素组合及浓度对杉木愈伤组织的诱导及再生芽发生的影响。结果表明:不同激素组合及浓度对不同外植体的愈伤组织诱导率有显著影响,对未成熟胚愈伤组织诱导最佳的培养基为MS+2,4-D 2 mg·L~(-1)+6-BA 1 mg·L~(-1)+KT 1 mg·L~(-1),诱导率为92.7%;对子叶、下胚轴愈伤组织诱导最佳的培养基为MS+6-BA 2 mg·L~(-1)+NAA 2 mg·L~(-1)+TDZ 0.01 mg·L~(-1),诱导率分别为97.4%和95.2%;对组培苗茎段愈伤组织诱导最佳的培养基为MS+2,4-D 1 mg·L~(-1)+NAA 2 mg·L~(-1)+TDZ 0.01 mg·L~(-1),诱导率为86.7%;MS+6-BA 0.5 mg·L~(-1)+KT 1.5 mg·L~(-1)是愈伤组织诱导再生芽的最佳培养基,诱导率为80%。质地疏松的愈伤组织其再生芽率最高(65%),单个质地均匀的愈伤组织其再生芽数可达6个;基本培养基对愈伤组织质地形态有较大影响,1/2MS培养基诱导出愈伤组织质地较疏松,MS培养基诱导出的愈伤组织质地均匀且表面可见颗粒状细胞团,DCR培养基诱导出的愈伤组织质地较密。     

小麦成熟胚组织培养体系优化及优良转化受体基因型的筛选

为建立适于优良品种遗传转化的高效组织培养体系,本研究以3种山东省推广小麦品种（济麦19、良星99、鲁麦14）和模式品种Bobwhite为材料,以成熟胚为外植体对其愈伤组织进行诱导和分化,探讨了2,4-D不同浓度下的3种诱导培养基（MS、N6、MSB5）和4种激素配比的分化培养基对小麦成熟胚离体培养的影响。结果表明,N6培养基的诱导效果最好,平均诱导率超过了80%,且当2,4-D的浓度为4 mg/L时诱导效果最佳。4种激素配比均可诱导小麦成熟胚愈伤组织分化,但分化率较低且处理之间差别较大,添加0.5mg/L IAA和2 mg/L ZT的MS培养基的平均分化率最高,为22.58%。小麦基因型的差别主要影响其分化率的高低而对诱导率的影响不大,3个品种中用于转化的最佳品种为鲁麦14。     

碳源对山核桃体细胞胚发生和植株再生的影响

以山核桃Carya cathayensis花后10～12周的幼胚为外植体,建立体胚发生及再生体系,同时分别对山核桃胚性愈合组织和体细胞胚诱导的碳源种类和质量浓度进行了比较分析。结果表明：接种在含葡萄糖培养基中的山核桃胚性愈合组织诱导率显著高于蔗糖、海藻糖和麦芽糖,诱导率达33.3%;在培养基中添加20 g.L-1葡萄糖,胚性愈合组织诱导率最高,达50.0%,显著高于其他处理。蔗糖为山核桃体细胞胚诱导的最佳碳源种类,体细胞胚诱导率显著高于葡萄糖、海藻糖和麦芽糖,诱导率达23.3%;在培养基中添加45 g.L-1蔗糖,体细胞胚诱导率最高,达30.1%,显著高于其他处理。体胚在WPM培养基（木本植物用培养基）附加5 g.L-1蔗糖的培养基上萌发率达20%,显著高于附加0,10,15,20,25,30 g.L-1蔗糖的体胚萌发率。     

小麦成熟胚再生体系影响因素的研究

[目的]研究小麦离体培养的影响因素,探索小麦成熟胚愈伤组织诱导、继代、分化和植株再生的有效方法,建立一套成熟的植株再生体系,为进一步转基因研究奠定基础。[方法]采用河南的5个不同小麦品种,经小麦种子消毒,无菌取胚,然后接入诱导培养基进行愈伤组织诱导,愈伤组织再经继代培养、分化培养以至小麦植株再生。通过对它们浸种时间和成熟胚离体培养过程的观察,研究了不同预处理时间和植物激素,如2,4-D、ABA、KT、IAA和NAA,对小麦成熟胚愈伤组织在诱导、继代、分化和植株再生方面的一些影响。[结果]15h的浸种时间效果好;4.0mg/L2,4-D有利于愈伤组织形成;在继代培养基中添加0.3mg/LABA有利于小麦致密愈伤组织的诱导及再生能力的保持;KT和6-BA对提高芽的分化有显著作用;附加浓度1.5mg/LNAA和0.2mg/LIAA的1/2MS培养基可有效促进生根。[结论]浸种时间、基因型对小麦愈伤组织的继代、分化和再生有很大的影响,添加一定的外源激素有利于提高其植株的再生频率。     

Establishment of a Highly Efficient Regeneration System for the Mature Embryo Culture of Wheat

Establishment of a highly efficient regeneration system for the mature embryo of wheat will provide a convenient tool for wheat tissue culture and transformation,thereby facilitating the transformation of foreign genes into wheat.By using the mature embryos derived from 20 different wheat lines including Shi 4185,Yumai 66,Lunxuan 987,CB037,Yangmai 6,Xinchun 9,Bobwhite,Han 6172,Zheng 9023,Jimai 20,Ningchun 4,and Jing 411,the effects of some factors including inoculation methods,initiating culture media,organic additives,antioxidants,and auxins on the regeneration from the explants were evaluated.The results indicated that the scraping embryo culture was better than the whole embryo culture,the Aa medium was better than the SD2 medium and dicamba was better than 2,4-D in increasing the regeneration frequency.An Adi medium was established in this study by adding silver nitrate,cysteine,ascorbic acid,dicamba,glutamine into the Aa medium at the concentration of 4,40,100,2,and 5 mg L-1,respectively.By using the Adi medium and the scraping technique,the regeneration frequencies of the mature embryos of CB037,Lunxuan 987,Han 6172,Yangmai 6,Bobwhite,Zheng 9023,Shi 4185,and Jimai 20 became 85.6,60.1,46.0,42.1,42.0,34.0,33.0,and 32.0%,respectively,which were about 5-8 times higher than that obtained from the conventional culture mediums and techniques.This novel regeneration system could be helpful in wheat transformation.     

浙贝母鳞茎愈伤组织诱导分化及植株再生研究

以狭叶、宽叶和多籽浙贝母品种鳞茎为材料,研究了不同消毒方法、不同激素配比培养基对浙贝母愈伤组织诱导和分化及植株再生的影响。结果表明,0.1%升汞处理20 min为最佳的消毒方法;在诱导培养基MS+NAA 1.5 mg ·L-1+KT 0.5 mg ·L-1中诱导率最高,达到36.7%;在分化培养基MS+NAA 4.0 mg ·L-1+KT 1.0 mg ·L-1中分化率最高,达到80.7%。研究结果还发现,不同基因型浙贝母对鳞茎愈伤组织诱导与分化及植株再生有较大影响。     

小麦幼胚愈伤组织的遗传转化

将从水稻中提取的抗性调节转录因子OsDREB2.2基因,通过农杆菌介导进入小麦组织细胞内的方法,培育筛选稳定遗传的植株,使小麦中的一系列抗性基因得以表达,从而培育出抗逆性强的小麦新品种。采用河北农业大学自主培育的小麦新品种河农825、河农827、河农831等为试验材料,以各自幼胚为外植体,诱导的愈伤侵染农杆菌后,获得的抗性愈伤组织数平均为170.44、分化愈伤数平均为24.56、抗性芽与转化幼胚总数的比例平均为0.96%。表明本研究中采用的愈伤组织诱导、农杆菌侵染和植株再生条件是适宜的。     

Effects of inter-culture,arabinogalactan proteins,and hydrogen peroxide on the plant regeneration of wheat immature embryos

The regeneration rate of wheat immature embryo varies among genotypes, howbeit many elite agriculture wheat varieties have low regeneration rates. Optimization of tissue culture conditions and attempts of adding signal molecules are effective ways to increase plant regeneration rate. Inter-culture is one of ways that have not been investigated in plant tissue culture. Moreover, the use of arabinogalactan proteins(AGPs) and hydrogen peroxide(H2O2) have been reported to increase regeneration rate in a few plant species other than wheat. The current research pioneeringly uses inter-culture of immature embryos of different wheat genotypes, and also investigates impacts of AGP and H2O2 on the induction of embryogenic calli and plant regeneration. As a result, high-frequency regeneration wheat cultivars Kenong 199(KN199) and Xinchun 9(XC9), together with low-frequency regeneration wheat line Chinese Spring(CS), presented striking increase in the induction of embryogenic calli and plant regeneration rate of CS through inter-culture strategy, up to 52.19 and 67.98%, respectively. Adding 50 to 200 mg L–1 AGP or 0.005 to 0.01 ‰ H2O2 to the callus induction medium, enhanced growth of embryogenic calli and plant regeneration rate in quite a few wheat genotypes. At 50 mg L–1 AGP application level in callus induction medium plant regeneration rates of 8.49, 409.06 and 283.16% were achieved for Jimai 22(JM22), Jingdong 18(JD18) and Yangmai 18(YM18), respectively; whereas at 100 mg L–1 AGP level, CS(105.44%), Chuannong 16(CN16)(80.60%) and Ningchun 4(NC4)(62.87%) acted the best. Moreover CS(79.05%), JM22(7.55%), CN16(101.87%), YM18(365.56%), Yangmai 20(YM20)(10.48%), and CB301(187.40%) were more responsive to 0.005 ‰ of H2O2, and NC4(35.37%) obtained the highest shoot regeneration rates at 0.01 ‰ of H2O2. Overall, these two methods, inter-culture and AGP(or H2O2) application, can be further applied to wheat transgenic research.     

枣未成熟胚高效再生体系研究

以枣树雄性不育3号(JMS3)和金芒果枣为材料,建立了枣树未成熟胚高效再生植株体系。对枣未成熟胚高效再生体系研究结果表明:枣未成熟胚可以通过直接萌发和经子叶发生愈伤两条途径再生完整植株,冷藏处理是促进未成熟胚直接成苗的有效方法。枣未成熟胚经0～4℃冷藏60d,接种在MS+蔗糖30g.L-1+琼脂3.3g.L-1培养基上,胚直接成苗率高达93.3%。将去除核壳时受损伤胚的子叶接种到MS+麦芽糖20g.L-1+琼脂3.3g.L-1+TDZ 1.0mg.L-1+NAA 0.2mg.L-1培养基上,40d后出愈率为98.9%。所得愈伤经MS+麦芽糖20g.L-1+琼脂3.3g.L-1+TDZ 1.0mg.L-1诱导40d后出芽率可达74.1%,丛生芽率达70.4%。在生根培养基1/2MS+蔗糖20g.L-1+琼脂3.3g.L-1+IBA1.0mg.L-1+IAA0.01mg.L-1上40d后生根率为80.8%。     

小麦胚愈伤组织的诱导和植株再生

对3个小麦品种的成熟胚及幼胚进行培养，研究不同基因型、培养基对愈伤组织诱导及分化的影响。结果表明，不同培养基对小麦愈伤组织诱导有一定影响；不同基因型的小麦愈伤组织诱导、分化及生根的能力有一定差别。陕280愈伤组织诱导率及分化率最高。同一品种不同外植体经诱导后愈伤组织产生的能力有所不同，同一品种愈伤组织的诱导率幼胚比成熟胚愈伤组织的高。     

一种高效建立小麦再生系统的方法

本文介绍了一种从CIMMYT学到的小麦幼胚培养方法,并研究了MS培养基和源于CIMMYT的MSE3培养基在四川18份小麦品种的幼胚培养上的差异。结果显示①胚性愈伤组织诱导率在MSE3培养基中比在MS培养基中平均高18.2%,表明MSE3培养基能明显提高胚性愈伤组织的诱导率;②四川小麦品种绵农7号在MSE3诱导培养基中和分化培养基中,其出愈率、胚性愈伤组织诱导率、绿原基分化率和出苗率全部达到了100%。表明该品种具有优异胚性化能力。