棉花组织培养体细胞胚胎发生的扫描电镜观察

近年来棉花组织培养发展很快, 先后从陆地棉、 海岛棉、 克劳茨基棉、 戴维逊氏棉、 拟似棉等不同棉种的胚轴、 子叶、 茎段、 花药、 原生质体等诱导获得了体细胞胚胎发生和植株再生。 但是对棉花体细胞胚胎发生的机制还需要探索, 本文采用扫描电镜技术对棉花体细胞胚胎发生的形成过程和形态特征进行了研究, 旨在进一步了     

棉花体细胞胚发生和人工种子的制作

本文对棉花组织培养体细胞胚发生、成熟及萌发,畸形胚问题以及胚胎发生的细胞学组织学研究,人工种子制作等方面的研究现状进行了综述,并对以后的工作进行了展望。     

两个新疆棉花品种体细胞胚胎发生的比较研究

以新疆棉区主栽品种新陆早33号和新彩棉7号为实验材料,比较不同激素组合对两者体细胞胚胎发生过程的影响,以建立高效再生体系。结果表明,新陆早33号和新彩棉7号在2,4-D+KT的激素组合下出愈率均为100%,降低2,4-D浓度有利于胚性愈伤组织的分化,分化率分别达到60.0%和7.5%;在IBA+KT的激素组合下出愈情况相对较差,分别为72.5%和85.0%;继代几次后,两个品种的胚性愈伤组织分化率可分别达到45%和55%,新陆早33号和新彩棉7号分别在DK和IK激素组合下更有利于体细胞胚胎发生过程。进一步观察发现,新彩棉7号分化形成胚状体的能力比新陆早33号更强,两品种均能在6个月内获得再生植株。再生体系的建立,为新疆棉花开展分子育种工作奠定了基础。     

高频体细胞胚胎发生的优异棉花种质材料筛选

棉花的体细胞胚胎发生严重依赖于其基因型,这大大限制了细胞融合与基因工程在棉花遗传改良上的应用.为了拓展棉花体胚发生的基因型来源,本实验选择不同基因型的优异棉花品种(系)为材料,利用MSB基本培养基筛选高频体细胞胚胎发生棉花材料.结果表明,在添加2,4-D (0.1 mg/L)和KT (0.1 mg/L)的MSB培养基上所有材料都能诱导出愈伤组织,但继代3～4次后仅有大铃棉和邯8959两个材料能分化出胚性愈伤组织.在添加IBA (0.5 mg/L)和KT (0.15 mg/L)的MSB培养基上能,大铃棉和邯8959的胚性愈伤能够高频萌发形成胚状体,每克胚性愈伤组织能形成10～25个胚状体,并再生出完整植株.本研究筛选出的优异棉花种质材料大铃棉和邯8959为棉花基因工程开拓了新的种质资源.     

长江和黄河流域棉区棉花品种体细胞胚胎发生和植株再生比较研究

选用我国长江和黄河流域棉区各10个棉花品种以及珂字201和YZ1共22个基因型,研究和优化棉花体细胞胚胎发生的相关条件参数。在此基础上,比较了两生态区棉花品种的体细胞再生能力。结果表明, 在IBA+KT的激素组合下,多数基因型有较强再生能力;在愈伤组织诱导时期,铵态氮是必需的,而在愈伤组织继代分化时期,一定浓度的硝态氮则能促进分化;没有铁盐不能诱导出愈伤组织,而铁盐浓度为56 mg L^-1时有利于胚分化;长江流域和黄河流域棉花品种的植株再生潜力没有明显差别,但长江流域的品种体细胞胚胎发生所需的时间长。本文首次获得了鄂抗棉3号、5号、鄂棉20、鄂棉23、豫棉9号、豫早73、豫棉12、豫棉1221等8个品种的体细胞胚胎发生和植株再生。     

大蒜发芽叶培养体细胞胚发生

将大蒜发芽叶培养于ＭＳ（１／２ＮＨ４ＮＯ３＿＋２，４－Ｄ２ｍｇ／Ｌ＋ＫＴ０．５ｍｇ／Ｌ上，形成愈伤组织。愈伤组织继代后，转移到ＭＳ（ＫＮＯ３２５２５ｍｇ／Ｌ＋（ＮＨ４）２ＳＯ４１６５０ｍｇ／Ｌ，无ＮＨ４ＮＯ３）＋ＫＴ２ｍｇ／Ｌ＋６－ＢＡ４ｍｇ／Ｌ＋Ａｄｅｎｉｎｅ２ｍｇ／Ｌ＋ＩＡＡ０．０１ｍｇ／Ｌ培养基上，２５天后，形成体细胞胚并能再生植株。其中，胚状体发生的必要条件是ＮＯ３／ＮＨ＾＋４＞１，ＫＴ／     

新疆棉花体细胞胚胎发生及植株再生

以新疆陆地棉主栽品种新陆早19号和新陆早23号下胚轴为外植体,通过对再生体系的研究,首次获得了胚性愈伤组织和再生植株.愈伤组织诱导以0.10 mg/L KT和0.10 mg/L2,4-D为最佳,KNO<,3>加倍有利于胚性愈伤组织形成,铺垫滤纸有利于胚状体的成熟和发达根系的产生.用此法,实验材料在6～8个月内即可获得大量再生苗.     

棉花体细胞胚胎发生和植株再生的影响因素

对影响棉花体细胞胚胎发生和植株再生的基因型、外植体及培养基中的碳源、氮源、固化剂、外源激素、pH值等方面的因素进行了综述,并讨论了存在的问题及今后的研究方向。     

新疆棉花4个主栽品种的体细胞胚胎发生及植株再生

以新疆4个主栽棉花品种新陆中20、新陆早24、新陆早33和03298为材料, 通过不同浓度的激素组合成功地诱导获得了体细胞胚并进一步发育成苗。研究发现, 所用的4种激素组合均能有效诱导愈伤组织, 其中又以0.02 mg L^-1或0.10 mg L^-1 KT和0.1 mg L^-1 2,4-D组合的诱导效果最佳; 两个诱导措施有利于胚性愈伤组织的产生, 即沿中柱纵切棉花下胚轴切段, 并以纵切面接触培养基; 愈伤组织诱导培养基中KNO₃用量加倍。挑选黄绿色、灰绿色或浅绿色的质地疏松的愈伤组织继代于无激素且KNO₃含量加倍的培养基中可产生胚性愈伤组织, 并在高比例KT/2, 4-D(0.05 mg L^-1或0.10 mg L^-1 KT和0.01 mg L^-1 2,4-D)促进下发育成胚。借助在培养基上垫滤纸产生干燥作用, 并间隔使用强透气效果的棉塞对培养三角瓶进行透气处理, 体细胞胚可成熟发育并产生根系发达的正常再生植株。应用此法, 4个实验材料在6~8个月内即可获得大量再生苗。     

外源激素对棉花体细胞胚胎发生及发育的调控作用

选用11种激素研究了外源激素对棉花胚性愈伤组织增殖、胚胎发生和发育的调控作用。结果表明,不同激素对棉花胚性愈伤组织增殖、胚胎发生与发育的影响不同。除2,4-D和BA对棉花胚性愈伤组织的增殖影响不大外,其它激素对棉花胚性愈伤组织的增殖均具有抑制作用,且具有一定的时间效应,同时还受基因型的影响。激素对棉花体细胞胚的形成和发育的影响极大,2,4-D既抑制了体细胞胚的形成,又抑制了体细胞胚的发育;TDZ的作用与2,4-D相似,显著抑制了体细胞胚的形成,且诱导获得的体细胞胚均停留在球形胚阶段;GA也抑制了体细胞胚的形成,且不利于体细胞胚的成熟与萌发;4BU-30对棉花体细胞胚形成与发育的影响不大。其它7类生长素类物质和细胞分裂素类物质对棉花体细胞胚的形成均具有促进作用,且依IBA、ABA、IAA、BA、KT、ZT、2iP次序增强,其总胚数为对照的1．193～3．852倍;其中2iP的促进作用最大,可使产生的体细胞胚数提高2．852倍。     

低酚陆地棉直接体细胞胚胎发生和植株再生

选用低酚陆地棉无菌苗下胚轴为材料进行全固体组织培养,直接诱导获得了胚性愈伤组织,并进一步分化为再生植株.结果表明,激素是影响棉花直接体细胞胚胎发生的重要因素.MSB培养基中添加2,4-D有利于愈伤组织的形成,却不能直接诱导获得胚性愈伤组织.MSB培养基中添加IBA和BA也不能直接诱导获得胚性愈伤组织.MSB培养基附加适当浓度的IBA和KT能直接诱导出胚性愈伤组织.最适激素组合(1.0 mg/L IBA,0.5 mg/L KT)能使诱导棉花下胚轴产生大量胚性愈伤组织,并且在3个月内就可肉眼观察到不同发育时期的胚.MSB培养基中附加1.0 g/L谷氨酰胺和0.5 g/L天门冬酰胺有利于胚萌发成苗.本研究建立了简便高效的棉花直接体细胞胚胎发生和植株再生培养体系,从胚性愈伤组织诱导到植株再生约需5～6个月时间.     

绿色棉新彩棉7号体细胞胚胎发生及其植株再生

以绿色棉新彩棉7号的子叶、下胚轴为外植体,MSB(MS培养基附加B5维生素)基本培养基附加不同激素组合,诱导愈伤组织及调控分化,通过体细胞胚胎发生方式获得再生植株.结果表明:0.1 mg· L-1 KT(Kinetin,激动素)+ 0.1 mg·L-12,4-D(2,4-dichlorophenoxyacetic,2,4-二氯苯氧乙酸)为诱导愈伤组织的最适植物激素组合,不同外植体处理出愈率均达到100％,但下胚轴纵切面背向培养基放置培养更有利于诱导愈伤组织形成;分化调控阶段的最佳植物激素组合为0.15 mg·L-1 KT+ 0.3 mg·L-1 IBA(Indole-3-butyric acid,吲哚丁酸),胚性愈伤分化率可达23.33％; MSB中去除NH4NO3同时KNO3加倍,附加0.5 g·L-1Asn(Asparagine,天冬酰胺)和lg· L-1 Gln(Glutamine,谷氨酰胺),胚性愈伤可进一步分化获得体细胞胚,将成熟的子叶胚接种于1/2MS获得完整的再生植株. 本研究通过体细胞胚发生途径获得了新彩棉7号的再生植株,为天然彩色棉基因工程研究奠定了一定基础.     

Phenotype Variations in Plant Regeneration of Upland Cotton (Gossypium hirsutum L.)

以陆地棉冀无2031无菌苗下胚轴为外植体，在MS中附加激素0.1mg/L IAA+0.1mg/L 2,4-D+0.1mg/L KT的培养基上诱导出愈伤组织。选择疏松愈伤组织继代到附加0.1mg/L ZT的培养基中，经2~3个月的继代培养诱导出颗粒状疏松胚性愈伤组织。胚性愈伤组织在无激素、每升加2g谷氨酰胺和0.5g天门冬酰胺的胚性愈伤增殖萌发培养基上培养2个月左右，可陆续形成不同时期的体胚苗。对冀无2031不同时期的体细胞萌发后的体胚苗进行观察，发现了真叶畸形苗、子叶节生根胚、胚轴侧生根胚、腋芽丛生苗和以腋     

陆地棉原生质体培养与植株再生技术研究

 分离培养陆地棉品种ZDM-3（Gossypium hirsutum L cv ZDM-3）胚性细胞悬浮系的原生质体,通过体细胞胚胎发生成功获得再生植株。试验结果表明,植物生长调节剂组合和碳源对原生质体培养具有重要的影响,添加2,4-D + KT + 1.5%（W/V）葡萄糖+ 1.5%（W/V）麦芽糖的KM8P培养基对于陆地棉原生质体培养的效果较好。激素组合0.46 μmol·L^-1 KT + 0.45 μmol·L^-1  2,4-D诱导的愈伤组织较松软,分化潜力高;胚性愈伤组织的增殖使用0.93 μmol·L^-1 KT + 2.46 μmol·L^-1 IBA的激素组合;1.2 μmol·L^-1 IBA + 1.39 μmol·L^-1 KT有利于体细胞胚胎发生,而MSB-5 + 0.67 μmol·L^-1 KT+2.69 μmol·L^-1 NAA的培养基适合体细胞胚胎萌发和植株再生。此外,愈伤组织诱导宜用葡萄糖作为碳源,而胚性愈伤组织增殖、保存和胚状体的萌发过程宜使用麦芽糖作碳源。     

新陆早32号、33号的体细胞胚胎发生和植株再生比较研究

以新疆主栽品种新陆早32号、33号和对照YZ1为研究材料,通过不同浓度的激素组合成功诱导获得了体细胞胚,并进一步发育成苗.研究发现,所用的12种激素组合均能有效诱导愈伤组织.虽然IBA+KT组合有利于诱导YZ1和新陆早33号的快速分化,但在增殖生长过程中体细胞胚容易褐化、死亡:在2,4-D+KT组合中,0.1 mg·L...     

悬浮培养条件下体细胞胚发育的同步化控制

利用液体悬浮培养体系进行体细胞胚的大规模生产,被认为是21世纪最具发展潜力的生物技术之一.但是,大多数体胚发生系统都存在发生频率低、同步化程度不高等问题,这在很大程度上限制了体胚发生和人工种子技术在生产上的应用.本文论述了体胚发生不同步的原因,重点介绍了悬浮细胞培养过程中同步化控制的方法和检测手段,提出了利用液体悬浮培养体系进行同步化控制的研究方向.     

两个陆地棉体细胞胚胎发生新品系的选育

棉花组织培养开始于二十世纪七十年代,1979年Price报道了克劳茨基棉(G.KlotzschianumAnderss)的胚状体发生,但没有获得再生株。1983年Dvidonis and Hamiltonis从培养两年多的陆地棉“珂字310”愈伤中获得体细胞再生株。接着几     

新陆早42号体细胞胚发生和植株再生

 以新陆早33号为对照研究新疆主栽品种新陆早42号的体细胞胚胎发生。研究表明,所用4种激素组合均能有效诱导愈伤组织,但二者仅在经过IBA 1.0 mg·L^-1+KT 0.5 mg·L^-1和2,4-D 0.1 mg·L^-1+KT 0.1 mg·L^-1两种激素组合诱导初生愈伤后,才能胚胎发生。新陆早42号在IBA 1.0 mg·L^-1+KT 0.5 mg·L^-1培养基上46 d就开始胚胎发生;新陆早33号则不能直接胚胎发生,需继代到MSBP培养基上培养48 d才有胚胎发生。经2,4-D 0.1 mg·L^-1+KT 0.1 mg·L^-1组合培养的愈伤均需要继代到MSBP培养基上培养才能胚胎发生,新陆早42号和新陆早33号胚胎发生的最早时间分别是71 d和81 d。胚性愈伤在铺有滤纸的MSBF培养基上分化成胚并发育成再生植株。新陆早42号在140 d有根系发育良好的能嫁接植株（株高 7～8 cm）,而新陆早33需180 d。即成功建立了新陆早42号的再生体系,且其胚胎发生能力和再生能力均优于对照。