生物技术在牧草育种中的应用

综述了近20年来生物技术在牧草育种中的主要研究进展.包括植物细胞和组织培养在牧草种质资源保存、体细胞杂交和胚抢救技术在克服种间杂交障碍、分子标记和转基因技术在牧草品质改良、抗病虫、抗逆性育种和作为生物反应器等方面的应用前景.     

浅谈植物远缘杂交及其在小麦育种中的应用

近些年远缘杂交育种技术不断成熟,并获得了许多性状优良的杂交品种。但现阶段,由于遗传差异大、生理性状不协调、受精过程复杂等原因,双亲关系较远的远缘杂交育种成功率并不高。随着细胞融合、胚抢救等新型生物技术技术在植物远缘杂交工作中广泛运用,远缘杂交育种中一些难点问题迎刃而解。本文简要介绍了远缘杂交的研究状况,具体阐述了小麦育种中远缘杂交的应用,并指出了今后的发展趋势和研究方向。     

清见和梨橙授粉90 d后杂种胚的发育状况

清见(Tangor)和梨橙(C.sinensis Osbeck)是珍贵的杂交育种材料,为更好的利用这些资源,以其作母本分别与红橘(C.tangerina hort.ex tanaka)和椪柑(C.reticulata Blanco)杂交,设置4对组合,并对授粉后90d的幼胚实施胚抢救,观察统计杂种胚的发育情况.结果显示:①分别获得清见和梨橙的杂种胚为357粒和88粒,饱满种子305粒和9粒,正在败育胚52和79粒,完全败育种子187和191粒,胚败育率分别达到14.57％和89.77％;②两个母本的杂种胚均出现了败育,却存在明显差别;③建议在杂交育种中,清见作母本时利用成熟种子播种即可,而梨橙作母本时要依靠胚抢救获得杂种后代.     

胚挽救技术在葡萄育种上的研究及应用

胚挽救是指受精后胚在早期的发育阶段退化或败育,然后通过早期胚的离体培养而发育成完整植株的过程。胚挽救技术在早熟葡萄育种率的提高、无核葡萄品种的培育、三倍体葡萄的育种以及葡萄远缘杂交等方面发挥着重要作用。综述了胚挽救的概念、影响胚挽救成功的因素、胚挽救技术在葡萄育种中的应用,并提出了胚挽救技术在今后的研究和应用前景。     

胚挽救技术在我国无核葡萄育种中的应用及展望

在对我国无核葡萄胚挽救育种相关文献进行综合分析的基础上,阐述了胚挽救技术在无核葡萄育种中的应用、取得的成果以及胚挽救技术的主要影响因素(包括亲本基因型、接种时间、培养基、培养条件和胚挽救苗的驯化移栽),并对胚挽救技术在无核葡萄育种上的应用进行了展望。     

甜玉米多胚苗在新品种选育中的应用

多胚现象指种子中含有2个及2个以上的胚,是无融合生殖研究的内容之一,甜玉米通过多胚技术育种可缩短育种周期,是现代植物育种中快速、高效的育种途径之一。该文总结我国甜玉米常用育种方法及存在的问题,阐述多胚现象及其利用价值,介绍甜玉米多胚苗的发现与新品种选育。     

胚拯救技术及百合的胚培养研究进展

百合育种中由于胚败育致使杂交后代不能正常生长发育,胚培养技术解决了杂交幼胚生长发育的关键问题,在育种实践中发挥了巨大作用.综述了目前在百合胚培养研究中已获得的技术成就,这些技术不但对百合胚培养研究具有指导意义,同时也为今后百合的育种工作产生巨大作用.     

巨胚水稻的研究进展

巨胚稻属于特种功能稻,其胚比普通稻胚大2-3倍,富含各种营养成分和活性物质γ-氨基丁酸。本文就巨胚稻种质的发现、巨胚基因的遗传研究与巨胚稻的育种应用、生物学特性、营养成分和加工开发进行了综述,并展望了巨胚稻及其加工产品的应用前景,以期为水稻育种者提供参考。     

提高小麦×玉米产生小麦单倍体苗频率的研究

自从Zenkteler等报道了六倍体小麦与玉米杂交形成圆球形幼胚的现象以来,D.A. Laurie发现,由于在最初的合子细胞分裂过程中,玉米染色体快速消失,结果形成了小麦单倍体幼胚,这样的幼胚活力很低,很快会退化消失。D. A.Laurie等用小穗培养法,从706个授粉后小麦小花中获得了47个单倍体幼胚,其中31个经胚抢救后成苗。由于产生的单倍体苗频率太低,难以用于小麦育种研究。为了提高单倍体苗获得率,扩大试验材料的基因型范围,我们探讨了不同方法     

离体胚培救技术在百合育种中的应用

 离体胚培救技术在植物育种中发挥着极为重要的作用。在百合的育种工作中,胚培救技术的应用是获得远缘杂交后代的关键因素。就国内外关于百合胚培救技术的应用,着重分析了不同杂交组合基因型、不同胚龄败育胚的培养方法、不同培养条件等因素对胚培救效果的影响。     

向日葵幼胚培养技术及其在育种中的应用

向日葵生产中面临着严重的病虫害问题，选育抗病品种是向日葵育种工作的主要目标之一。某些向日葵野生种中含有对向日葵栽培种主要病虫害的抗性基因，目前，通过种间杂交等手段可以将向日葵野生种中的抗性基因导入栽培种中，获得抗病材料，选育出抗病新品种，但种间杂交属于远缘杂交，不易获得成功，因此将幼胚培养技术同常规育种程序相结合，借助幼胚培养技术可以克服远缘杂交中胚败育，缩短育种周期，迅速选育出抗病向日葵新品种。本文将从种间杂交设计、培养基准备、幼胚离体培养的无菌操作、幼苗移栽及后期温室管理几个方面对幼胚培养技术在向日葵育种工作中的应用作简要介绍.     

无核葡萄胚挽救技术研究

[目的]研究无核葡萄胚挽救过程中的一些主要影响因素,为今后开展无核葡萄胚挽救育种提供参考。[方法]以6个无核葡萄杂交及自交组合未成熟胚珠为试材,研究了接种时期、培养基及激素浓度对无核葡萄胚挽救效果的影响。[结果]各组合适宜的胚珠接种时期为：火星无核×无核白鸡心在花后40d,金星无核×康能无核在花后55d,优无核×布朗无核在花后45d;采用ER为基本培养基更有利于胚珠的发育和萌发;不同品种的胚珠对培养基中IBA浓度要求不同,幼胚发育程度较高,败育时期较晚的胚珠,适合较低的IBA浓度,胚发育程度较低,败育较早的胚珠则需要较高的IBA浓度。[结论]接种时期、培养基种类和培养条件对无核葡萄胚挽救的成功都非常重要,且各条件的确立要视具体品种而定。     

Effects of exogenous paclobutrazol and sampling time on the efficiency of in vitro embryo rescue in the breeding of new seedless grape varieties

Embryo rescue technology plays an important role in seedless grape breeding.  However, the efficiency of embryo rescue, including the embryo formation, germination, and seedling rates, is closely related to the parental genotypes, degree of abortion, growth medium, and plant growth regulators.  In this study, we investigated the effects of different concentrations of paclobutrazol (PAC), a plant growth regulator, and embryo collection times on the embryo formation, germination, and seedling rates for different hybrid combinations of grape breeding varieties used for their aroma and cold-resistance traits.  The results showed that the different PAC concentrations had varying impacts on the development of ovules and embryos from the different grape varieties.  The embryo formation rates of the ‘Sultanina Rose’בBeibinghong’ and ‘Kunxiang Seedless’בTaishan-2’ crosses were the highest under the 5.1 μmol L^–1 PAC treatment.  The 1.0 μmol L^–1 PAC treatment was optimal for the germination and seedling development of the ‘Sultanina Rose’בBeibinghong’ embryos, whereas the 0.2 μmol L^–1 PAC treatment induced the highest germination rate for the ‘Sultanina Rose’בKunxiang Seedless’ cross.  The optimal sampling times for each cross varied as 39 d after pollination (DAP) for the ‘Flame Seedless’בMuscat Hamburg’ cross, 46 DAP for the ‘Kunxiang Seedless’בBeibinghong’ cross, and 41 DAP for the ‘Ruby Seedless’בBeibinghong’ and ‘Fantasy Seedless’בShuangyou’ crosses.  Moreover, the medium modified with 0.5 g L^–1 of indole-3-butyric acid allowed the malformed seedlings to develop into plantlets and achieve larger progenies.  This study provides a useful basis for further studies into grape embryo rescue and could improve breeding efforts for new seedless grape varieties.     

抗寒无核葡萄杂种胚挽救及分子标记辅助选择

【目的】利用胚挽救技术创制抗寒无核葡萄新种质,为选育抗寒无核葡萄新品种奠定基础。【方法】分别以抗寒欧美杂交无核葡萄品种‘Jupiter’和欧山杂种有核优系‘00-1-5’（‘玫瑰香’ב山葡萄黑龙江实生’）为父本,5个欧亚种无核品种‘Ruby Seedless’‘秦红1号’‘秦红2号’‘Crimson Seedless’和‘秦秀’为母本杂交,在各母本最佳胚珠取样时期取样,以固-液双相培养基MM3和ER分别作为胚发育培养基进行胚珠培养,比较不同母本和2种培养基对胚发育率、萌发率、成苗率及畸形苗率的影响;以WPM+0.2 mg?L^-1 6-BA+0.1 mg?L^-1 IAA固体培养基作为胚萌发培养基,获得胚挽救后代,经炼苗后移栽至田间;分别在2MS+0.2 mg?L^-1 6-BA+0.1 mg?L^-1 IAA培养基中添加0、1.0和1.6 mg?L^-1 ZnSO₄进行畸形苗转化正常苗培养,以筛选最适宜转化培养基;利用无核基因分子标记SCF27-2000对胚挽救后代进行无核性状分子检测。【结果】5个杂交组合的胚珠接种至MM3培养基的数量为2 158个,获得发育胚175个和胚挽救苗118株;接种至ER培养基的胚珠数为894个,获得发育胚74个和胚挽救苗58株。以‘00-1-5’为父本的2个杂交组合中,‘秦红2号’比‘秦秀’更适合作为母本,其杂种胚的发育率和成苗率最高,分别为17.04%和7.41%;以‘Jupiter’为父本的3个杂交组合中,‘Ruby Seedless’בJupiter’效果最好,胚发育率和成苗率分别为13.71%和10.67%,其次是‘秦红1号’בJupiter’,胚发育率和成苗率分别为14.39%和4.71%,而‘Crimson Seedless’בJupiter’胚发育率和成苗率最低,分别为9.55%和1.76%。接种至MM3培养基的胚珠,获得的胚发育率和成苗率均高于ER培养基。畸形苗率最高的是‘秦红1号’בJupiter’,而‘Ruby Seedless’בJupiter’未出现畸形苗,ER培养基比MM3培养基形成的畸形苗率高。‘秦红2号’ב00-1-5’组合畸形苗接种至2MS+1.6 mg?L^-1 ZnSO₄+0.2 mg?L^-1 6-BA+0.1 mg?L^-1 IAA转化培养基效果最好,转化率为40.00%。利用无核标记SCF27-2000对5个杂交组合176株杂种后代检测表明,159个株系拥有无核基因分子标记。【结论】‘Ruby Seedless’‘秦红1号’和‘秦红2号’适宜作为胚挽救育种的母本,而‘Crimson Seedless’和‘秦秀’不适合作为胚挽救育种的母本,培养基MM3比ER更适宜作为胚发育培养基,拥有无核基因分子标记的159株胚挽救苗为培育抗寒无核葡萄新品种提供了种质基础。     

月季育种研究现状分析

对近几十年来国内外月季育种中克服远缘杂交不亲和、杂种不育的多种技术的研究和生物技术的应用现状进行了综述，肯定了胚挽救在月季育种中的作用，提出远缘杂交育种将是未来较长一段时期内最有效的月季育种手段．     

提高无核葡萄胚挽救中幼胚成苗率的研究

 【目的】提高无核葡萄胚挽救中幼胚的成苗率。【方法】以7个杂交组合的胚珠为试材,研究不同基因型、不同胚珠发育培养基、添加不同氨基酸及低温处理采后幼果对无核葡萄胚成苗率的影响。【结果】在无核葡萄胚离体发育中,母本和父本对胚的成苗均有影响;在二倍体无核葡萄作母本的杂交组合中,以二倍体无核葡萄作父本比以四倍体有核葡萄作父本更有利于胚的成苗。在3种不同配方的培养基中,适宜于无核葡萄离体幼胚发育和成苗的培养基是MM4。ER添加4 mmol?L-1脯氨酸培养基最有利于无核葡萄胚的发育。低温处理3 d对红宝石无核×森田尼无核和红宝石无核×黑奥林胚的成苗促进最大。【结论】无核葡萄胚挽救的适宜培养基是ER+4 mmol?L-1脯氨酸或MM4培养基,低温处理幼果3 d能有效提高二倍体无核葡萄×二倍体无核葡萄胚挽救中胚的成苗率。     

木纳格葡萄胚挽救苗的获得及其无核性状分子鉴定

以木纳格葡萄败育型胚珠为材料进行胚挽救,按照已建立的适合白木纳格葡萄败育型胚珠培养体系进行实验,获得了大量木纳格葡萄胚挽救幼苗,炼苗后移栽到大田中种植。并结合已有分子标记技术,对胚挽救幼苗进行鉴定,结果显示45株胚挽救幼苗中,有21株扩增获得了目的片段,初步确定为具有无核性状的葡萄苗。     

葡萄胚挽救技术优化及无核和玫瑰香味新种质创制

【目的】研究葡萄玫瑰香味性状,为无核香味葡萄育种提供重要的材料基础,探究亲本基因型、胚发育形态以及生长调节剂对胚萌发的影响,进一步优化无核×玫瑰香味组合胚挽救体系,并结合分子标记技术初步对杂交后代进行无核性状鉴定。【方法】利用顶空固相微萃取结合气质联用方法,对10个玫瑰香味和无玫瑰香味葡萄品种的果实香味物质含量进行测定,从中筛选出浓香型品种作为亲本;结合课题组前期研究结果,以6个玫瑰香味品种为父本,5个欧洲无核品种为母本,配置13个杂交组合;无菌条件下,从幼果中剥离杂种胚珠,离体黑暗培养8周,随后将发育的杂种幼胚接种于添加不同激素浓度和比例的胚萌发培养基中,通过优化胚萌发培养基配方,提高幼胚萌发率和成苗率。幼苗经温室炼苗后,将成活的F₁代移栽至大田。利用分子标记早期辅助选择具有无核性状的F₁代杂种株系。【结果】萜烯类物质是玫瑰香味的主要呈香物质,8个玫瑰香味品种均能检测到萜烯类物质,其总含量为0.0246—1.3824。筛选出‘亚历山大’‘阳光玫瑰’‘玫瑰香’等玫瑰香味物质含量相对较高的品种,可作为杂交亲本,用于创制兼具无核和玫瑰香味新种质;利用胚挽救技术从13个杂交组合获得杂种株系1 284个,移栽成活697株;以‘红宝石无核’和‘火焰无核’作为母本的后代成苗率较高,以‘阳光玫瑰’‘爱神玫瑰’‘红亚历山大’为父本的胚挽救成苗较好,其中‘红宝石无核’ב爱神玫瑰’杂交后代胚发育率和成苗率相对较高,分别为48.59%和51.71%;幼胚萌发率以WPM为基础培养基,添加1.0 mg·L^-1 KT+0.5 mg·L^-1 NAA+1.0 mg·L^-1 ZT的生长调节剂时较高,达11.33%,高于对照的7.41%;分别利用3种无核相关分子标记GLSP1-569、SCF27-2000和SCC8-1018,对101个株系进行无核性状检测,表明使用不同的标记在27个株系均检测到特异性条带,初步确定以上携带无核特异条带的株系为无核株系。【结论】'亚历山大'和'阳光玫瑰' 的香味物质含量高,并且与欧洲葡萄杂交后其胚挽救效率高,是合适的香味父本材料;而‘红宝石无核’‘火焰无核’适合作为母本。胚萌发培养时,以WPM培养基添加适当浓度的KT及ZT有较好的促生根效果。通过分子标记对杂交F₁代无核性状检测率为26.73%。目前开发的玫瑰香味标记较少,本研究获得的杂种后代可为研究玫瑰香味基因标记提供重要的试材。