水稻花药培养及其在遗传育种上的应用

花药培养可以获得单倍体植株,单倍体在植物遗传育种中具有重要意义.水稻花药培养可以快速纯合育种材料、提高选择效率、有效缩短育种周期,扩大变异范围、加速有效性状转移.本文综述了水稻花药培养在基因型选择、取样的低温预处理、培养基配制、接种和培养、分苗和炼苗等技术要点,在常规稻育种、杂交稻育种、水稻基因工程育种等方面应用的主要成果,并对建立高效花药培养技术体系和在水稻遗传育种应用上向宽范围和深层次发展进行展望.     

提高籼稻花药培养二倍体得苗率的初步研究

为了更好地利用花药培养为杂交水稻遗传研究和育种服务,必须得到较大群体的二倍体花粉绿苗,通过改良培养基来提高花粉绿苗的加倍率是最主要的途径.为了评价改良培养基的效果,笔者引入一个新概念:二倍体得苗率(二倍体得苗率=移栽成活率×二倍体率=移栽成活的二倍体绿苗数/总试管苗数).     

硬粒小麦与普通小麦杂种F1的花药培养

对硬粒小麦(T.durum)×普通小麦(T.aestivum)F_1进行花药培养,成功地诱导出小麦种间杂种花粉植株,处于单核中晚期的小麦种间杂种花粉适合于诱导形成花粉愈伤组织,不同的培养基在出愈率和绿苗率上的差异是显著的.小麦种间杂种F_1基因型不同,其花培效果也不同,即使在同一种培养基上,不同基因型间的出愈率和绿苗率也不一致.植株生长环境、供体植株的生理状态对其花培效果有较大的影响.     

稀土和基因型对小麦花培绿苗分化率的影响

选用3个年度10个不同基因型的小麦F1的组合进行花药培养,在分化培养基中加入不周浓度的稀土元素 (RE)作为添加剂,研究稀土对小麦花培愈伤组织绿苗分化率的影响。结果表明:小麦花药培养绿苗分化率在含有不同浓度的稀土(0-3．0 mg／L)的培养基中差异达到极显著水平,在转愈伤组织初期,R3处理能显著提高小麦花培愈伤组织绿苗分化率(25．83％)。     

花药培养快速选育丰产稳产冬小麦豫麦37

针对花药培养育种实践中花粉出愈率及绿苗产量低,花粉绿苗染色体加倍率不高等限制因素,采用桥梁亲本,半浸根加倍法等技术,保证了较大的育种选择群体。充分发挥花培育种稳定性,选择效率高的优势,仅经一个分离世代选育而成的丰产稳产冬小麦豫麦３７,是国内外利用花培技术选育,通过省级品种审定的少数冬小麦品种之一。     

我国部分主推小麦品种组织培养再生能力评价

小麦细胞工程育种和基因工程育种存在强烈的基因型特异性, 从目前推广的优良小麦品种中筛选不同外植体再生能力强的基因型, 对于提高小麦生物技术育种效率和加速育成品种的生产应用具有重要意义。本研究以全国大面积推广的24个优良小麦品种和抗白粉病优良品系CB037为材料, 连续2年进行花药培养、幼胚培养和成熟胚培养, 统计愈伤组织诱导率、愈伤组织分化率和植株再生率, 分析、评价这些小麦品种(系) 3种外植体的组织培养再生性能。结果表明, 25个小麦品种(系)花药、幼胚、成熟胚的植株再生率分别为0~41.75%、2.25%~531.92%和3.24%~84.34%, 基因型差异显著; 组织培养再生能力以幼胚最强(119.79%), 成熟胚其次(36.23%), 花药最弱(4.91%)。CB037的3种外植体组织培养再生效率均最高, 轮选987、扬麦16、内麦836、科农199、新春6号、郑麦366、郑麦9023、新冬20、烟农19和川麦42幼胚培养植株再生能力表现较强, 新春6号、京冬8号、石麦4185、科农199和轮选987成熟胚培养植株再生率较高, 石麦4185和邯6172花药培养绿苗诱导率较高。小麦组织培养效率与基因型和外植体类型密切相关, 不同品种同一外植体再生能力差异显著, 同一品种不同外植体再生能力也存在显著差异, 并且3种外植体的组织培养再生能力不存在相关性。本研究筛选到不同外植体再生能力较好的优良小麦基因型, 可进一步用于小麦转基因育种和单倍体育种。     

不同世代太谷核不育小麦对花药成株的影响

通过对太谷核不育小麦杂交一代可育株和不育株,及二、三、四代可育株花药的离体培养,结果表明:1.不育株花药培养能够获得植株再生;2.杂交一代的可育株花药出愈率最高,绿苗分化率亦最高;3.基因型对花药出愈率和绿苗分化率有明显的影响.     

由染色体重组制造小麦族的染色体组——Ⅱ.筛选高花培效率的单倍体小黑麦无性系

用花药培养选择具有高诱导率(a)和高分化率(b)的高花培效率(a×b)的八倍体小黑麦(2n=8x=56)和单倍体小黑麦(n=4x=28)是很有效的。八倍体小黑麦的花培效率同普通小麦一样,每百个花药可出2.5株绿苗。由八倍体小黑麦(A 类)花培所得的花粉植株(B 类)再进行一次花培,在所获得的 C 类植株中就能选出花培效率达到八倍体小黑麦水平的     

普通荞麦花药培养植株再生获得成功

利用花培快速产生纯合体,对培育新品种及杂种优势利用都有一定意义.1990年度,我们对普通荞麦的5个品种(牡丹荞、北海道、野道地町、黎麻道、榆3—3)进行了花药培养试验研究.其中有4个品种获得再生绿苗.     

萝卜花药培养技术研究

通过单倍体育种途径可快速获得纯合材料,增加有益性状的选择几率,加快育种进程。花药培养是获得单倍体的有效途径之一,已在十字花科芸薹属作物上取得巨大成功。但关于萝卜花药培养的报道极少。以15个不同类型的萝卜品种为试材,研究了花药离体培养中胚状体的诱导及再生。结果表明:基因型是限制花药培养成胚的关键因素,15个品种中,有4个品种获得了胚状体及再生苗。同时植株生长条件也对胚状体的形成产生影响。采用流式细胞仪(FCM)鉴定了再生株的倍性,再生株群体的倍性组成比较复杂,以二倍体为主。     

基因型和环境条件对小麦花药培养效果的影响

为进一步提高小麦花培育种效率,明确花药培养力的遗传控制基础,以11个小麦品种及其组配的20个F₁杂种为材料,探讨了基因型、培养基和环境条件对愈伤组织诱导率的影响。在W14D、W14gD、W14GD培养基上,Alondra、Verry、石4185、新春9号和百农3217的花药易被诱导产生愈伤组织,诱导率为25.3%~51.9%,其中石4185是目前公认的花培育种优良亲本,新春9号为新发现的优良花培基因型。以宁春4号配制的部分F₁杂种的愈伤组织诱导率较高,大多数组合高于10.0%,表明宁春4号与供试品种间具有较高的花药培养配合力。小麦花培育种技术要求亲本之一具有较高的花药愈伤组织诱导率或较高的花药培养配合力。小麦花药培养力的遗传控制复杂,表现为数量性状遗传,亲本花药培养力很高,其F₁组合花药培养力不一定很高,这与双亲配合力有关。小麦花药培养中,供体植株生长和愈伤组织诱导的适宜条件为较长的营养生长期、适宜的前期(分蘖期)温度和较高的中期(拔节后期)温度。在添加低浓度生长素和葡萄糖的液体培养基中发现小麦花药直接成苗现象,2,4-D诱导花药直接成苗效果优于Dicamba。随着年度间气候升高的影响,相同基因型花药愈伤组织诱导率呈现增加趋势。     

适宜寒地稻区种植的3个水稻花培新品种

自日本人新关和大野通过花药培养获得水稻单倍体植株后,花药培养作为一项新技术受到世界各国科研工作者的重视并在育种上得到有效利用。我国于1970年开展水稻花药培养技术研究,在新材料创造、新品种选育、基因定位和加速转基因水稻外源基因纯合等方面都起到重要的促进作用,并取得了良好效果．使我国粳稻花培育种应用技术研究处于国际领先地位。     

水稻高效花药培养技术体系的构建

为提高水稻花药培养效果,产生大量的花粉植株,以多年的试验并结合多方面的研究结果,论述了水稻花药培养各个环节中的关键技术,创建了通常情况下的一套水稻高效花药培养技术体系。本系统着重于在利用基因型的选择和基本配养基的交叉使用以提高花药愈伤组织诱导率的的前提下,在其它的每个环节,尤其是壮苗和移植管理技术方面进行了优化改进,以提高绿苗分化率和组培苗移植后的成活率。     

不同基因型水稻花药培养效果的比较研究

为了筛选到花药培养效果好的水稻材料,选取常规籼稻、籼粳杂交稻、籼型杂交稻和粳型杂交稻4种不同类型的水稻材料进行花药培养,比较它们在花药培养过程中的愈伤组织诱导率和花药培养效果,建立高效花药培养再生体系。结果表明,禾香1号和福稻99愈伤组织诱导率较高,分别为3.01%和1.55%,可作为水稻花培育种的优良亲本。以玉晶91为亲本配制杂交组合并进行花药培养,结果表明玉晶91与某些亲本间具有较好的花药培养配合力和杂种优势,在水稻花培育种中具有一定的潜在利用价值。粳型材料中,甬优1526、组合圣稻18-15//春江041/武运粳24、中浙粳18/鄂香2号和香1号/17J42均不适合作为水稻花药培养育种的材料。甬优2640的花药培养愈伤组织诱导率和绿苗分化率均较高,可以在水稻花培育种和DH群体创建中加以利用。这对创制新的种质资源、构建DH群体和培育新品种具有十分重要的意义。     

不同世代小麦花药培养的遗传效应分析

实验用4个小麦杂交组合的6个不同世代群体为材料分别进行花药培养,对各材料出愈率、绿苗率、白苗率和白苗/绿苗比4个性状的世代平均值进行多元回归分析。结果表明:各组合出愈率存在明显的显性效应和显性×显性互作;绿苗率以加性效应和显性效应为主;白苗率则主要受上位性效应的影响.从而提出在小麦花药培养中注意利用杂种优势可以提高出愈率和绿苗率;选择一般配合力高的亲本杂交可以提高绿苗率,但对白苗率无多大影响。本文对同一性状不同组合、同一组合不同性状的遗传构成以及遗传因素对花粉白苗的影响等问题进行了讨论。     

小麦花培材料的筛选和利用

花培育种是一条快速有效的育种途径，采用两种培养基对20个小麦组合材料进行花培分析，结果表明：小麦花培愈伤组织诱导培养基K优于C17，绿苗产率是C17的3.5倍多。不同基因型材料花药培养差异较大，筛选出一批不同类型的高培养力基因型材料，为有目的组配杂交组合提供依据，提高花培育种效率。     

水稻籼粳交偏籼后代材料花药培养研究

试验利用水稻籼粳交偏籼后代的10份材料进行了花药培养效果研究,结果如下:不同株系间培养效果存在较大差异,出愈率和绿苗分化率之间没有必然联系;N6、SK3培养基对籼粳交偏籼后代材料的培养效果明显优于通用培养基,N6又稍优于SK3培养基;花培材料在预冷处理之前不宜剪叶;从试验中筛选到了2份具有较高培养力的株系,为今后遗传育种工作和分子遗传研究提供了合适的遗传工程材料。     

花药培养快速培育聚合抗3种水稻病害基因的新种质研究

为培育抗水稻白叶枯病、稻瘟病、条纹叶枯病3种病害的品种,保证水稻的稳产高产,利用花药培养与常规育种技术、分子标记辅助选择技术相结合,进行聚合抗3种病害的新种质研究。结果表明,用含有抗白叶枯病Xa23基因的BG152和含有抗稻瘟病Pi-1基因的R118分别与含抗条纹叶枯病Stvb-i基因的花育409进行有性杂交,共获得聚合双抗抗病基因的F0种子分别为180,105粒;鉴别真杂种后彼此再杂交,获得复交F0种子1 398粒。利用分子标记辅助选择技术,筛选出聚合抗3种病基因的杂合型单株52株,从中选择田间无病害的进行花药培养,经H0自然加倍,获得双倍体花培植株378株。经PCR检测,筛选出聚合3种抗病基因的花培H1株系14个;对其H2植株进行重复PCR与抗病鉴定,获得聚合3种抗病基因的花培材料所含的抗病基因能稳定遗传,抗病性鉴定有10份均表现为抗(R),且高效表达抗病。最后对水稻花药培养中存在的问题进行了分析,并提出了相应防治措施。     

化学杀雄对籼稻花药培养力的影响

自1968年新关首先获得粳稻花粉植株以来,由于培养技术的不断改进,高效培养基的研制,使粳稻花药培养力大幅度提高,世界各国和一些国际研究组织相继采用花药培养技术应用于水稻育种实践。但迄今籼稻花药培养力仍极低(0.5%左右),致使该技术难以在籼稻育种上应用,而籼稻又在水稻生产中占主导地位,因此籼稻花药培养力的研究仍被列     

利用花药培养创新水稻抗旱种质资源研究

对3个水稻与旱稻杂交组合F1进行花药培养,结合田间水、旱处理,南繁北育,创造抗旱性强的水稻种质资源。3个组合共获得108份花培材料,对其中68份进行抗旱性鉴定,45份表现抗旱,抗旱植株获得率为66.18％。其中,抗旱性级别为1级、3级、5级,分别为4.41％、17.65％、44.12％,这些材料将为抗旱育种拓宽种质资源。