小麦花药培养的基因型效应及优良基因型筛选

为进一步提高小麦花药培养的效率,从而加快花培育种的进程,对140份不同基因型的小麦亲本及其杂种F1和F3代进行花药培养,并对各世代不同基因型小麦的花药培养力进行研究。结果表明：小麦不同基因型及亲本的花药愈伤组织诱导率在2.89%~41.25%之间,平均为3.55%,绿苗分化率在0%~70.00%之间,平均为33.05%;114份不同基因型小麦F1代杂种材料中,有107份材料能够诱导出愈伤组织,愈伤组织诱导率最低为0%,最高为76.25%,平均为11.59%,绿苗分化率在0%~160.00%之间,平均为29.20%;F3代材料均能诱导出愈伤组织,愈伤诱导率在4.58%~80.83%之间,平均为16.39%,绿苗分化率在0%~71.43%之间,平均为34.99%。因此,不同基因型小麦材料的愈伤组织诱导率、绿苗分化率和绿苗产率在各材料间差异很大。依据高培养力组合亲本组配的规律,筛选到可作为桥梁亲本的材料（品种）有：‘宁春4号’、Jinghong No.2、‘鉴63’、Chuanmai 18、Synthderiv.29589、S111、D-27、‘晋匽746-9’和K6-39等。     

小麦不同杂种世代花药脱分化特性研究

对5个小麦不同组合基因型的F1，F2，F3花药进行培养，结果表明：不同组合基因型在同一杂种世代的花药愈伤组织诱导率、愈伤组织鲜重和绿苗分化率等方面存在较大差异，而同一组合基因型在不同杂种世代的花药愈伤组织诱导率、愈伤组织鲜重和绿苗分化率等方面差异较小。花药愈伤组织诱导率与绿苗分化率具有显著的相关性。以石4185为亲本配制的两个组合基因型，在F1，F2，F3都表现出较高的花药愈伤组织诱导率和绿苗分化率，说明石4185是理想的花培育种桥梁亲本。     

小麦花培育种技术研究

对5个小麦不同组合基因型的F1,F2,F3花药进行培养,结果表明:不同组合基因型在同一杂种世代的花药愈伤组织诱导率、愈伤组织鲜重和绿苗分化率等方面存在较大差异,而同一组合基因型在不同杂种世代的花药愈伤组织诱导率、愈伤组织鲜重和绿苗分化率等方面差异较小。花药愈伤组织诱导率与绿苗分化率具有显著的相关性(r2=0.903)。以石4185为亲本配制的两个组合基因型,在F1,F2,F3都表现出较高的花药愈伤组织诱导率和绿苗分化率,说明石4185是理想的花培育种桥梁亲本。     

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。     

基因型和外植体对小麦离体培养的影响

为建立适合小麦遗传转化的高效离体培养体系,本实验用14个优良小麦新品种(品系)为材料,对不同基因型的小麦进行幼胚离体培养研究,通过培养基激素的变化,寻找最适合遗传转化的基因型及培养基成分;结果表明:不同基因型间差异显著,其中09P200和SH905在小麦离体培养中反应较好,幼胚愈伤组织绿原基分化率和出苗率显著高于其他基因型,可作为幼胚培养和转基因受体材料的优良基因型,在分化培养基中添加100mg/L水解酪蛋白、100mg/L脯氨酸和2.0mg/LKT对愈伤组织诱导分化及成苗效果较好,所有供试基因绿原基分化率、成苗率平均分别为31.93%和14.42%;另外采用4个不同基因型的小麦幼胚和成熟胚为外植体,通过继代次数的改变,筛选各外植体最适合遗传转化的培养条件;结果表明幼胚继代两次、成熟胚继代三次可以获得相对理想的绿原基分化率,且此时的愈伤组织是遗传转化较理想的受体材料。     

不同二倍体和四倍体小麦成熟胚再生体系研究

为了研究不同基因型和培养条件对小麦成熟胚愈伤组织诱导和分化的影响,以硬粒小麦、墨西里卡、野生一粒麦Tu和野生一粒麦Tb为实验材料,对其成熟胚在不同激素配比下愈伤组织的诱导和植株分化进行研究。结果表明,不同基因型小麦成熟胚愈伤组织诱导、分化及再生均存在很大差异。其中硬粒小麦的成熟胚培养效果最佳,其愈伤组织在不同2,4-D浓度（1.0~4.0 mg/L）下诱导率均在93%以上。不同激素配比对成熟胚愈伤组织绿点率、再生率均有显著影响。硬粒小麦、墨西里卡、野生一粒麦Tb在激素配比为KT 1.5 mg/L+NAA 0.5 mg/L的分化培养基中培养效果最好,其绿点率分别为85.22%,61.67%,8.50%,成苗率分别为40.40%,32.06%,1.72%;而野生一粒麦Tu的最适分化培养基激素配比为KT 1.0 mg/L +NAA 1.0 mg/L,其绿点率和再生率分别为18.64%和8.47%。研究表明,基因型是影响二倍体和四倍体小麦成熟胚培养的主要因素,愈伤组织的诱导和植株的再生是相互独立的。     

小麦幼胚愈伤组织诱导影响因素的研究

小麦幼胚愈伤组织是目前小麦遗传转化中最常用的转化受体系统。以小麦幼胚为外植体,对愈伤组织诱导中的不同基因型、基本培养基、激素、碳源进行了研究。结果表明,不同基因型材料、不同基本培养基的幼胚愈伤组织诱导存在明显差异,其中西农1376和小偃22两个基因型小麦的组培特性较好,MS培养基适于作为小麦幼胚愈伤组织诱导的基本培养基。在MSD培养基中加入1.0mg/LABA或0.2mg/L6-BA能明显改善愈伤组织的生长状态,并以ABA的效果更为显著。将MSD培养基中的蔗糖浓度从30g/L降为15g/L,同时加入15g/L山梨醇,可显著提高愈伤组织的质量。选择适宜的基因型和合理的培养基构成是改良小麦幼胚愈伤组织诱导效果的关键。     

小麦花药培养的基因型差异与亲本选配分析

对104份不同基因型材料进行花药培养,结果表明：F1代愈伤组织诱导率为13.28%,高于F3代的6.02%; 绿苗产率F1代为2.88%,F3代为1.10%,F1相当于F3的2.6倍。同样的培养条件下,不同基因型材料间花药培养力差异很大,愈伤诱导率在 0～111.43% 之间、绿苗产率在 0～49.29% 之间;愈伤诱导率、绿苗分化率与绿苗产率三者之间成正相关关系。同时筛选出了一批如宁春4号等具有高培养力、高产和优质基因的花培桥梁亲本,为有目的配制杂交组合提供依据。     

水稻成熟胚培养高效再生系统的创新

本文测试了不同消毒方式、愈伤组织诱导、绿苗分化及生根条件对不同类型水稻成熟胚培养再生成株的影响。研究结果表明：改良培养基比基本培养基处理效果更好,在改良培养基N6I愈伤诱导、MSR绿苗分化和MSC生根条件下,籼稻（O.sativa indica cv.滇屯502）、粳稻（O.sativa japonica cv.日本晴）、籼粳杂种F1（滇屯502/日本晴）和非洲栽培稻（O.glaberrima cv.RG105）的诱导率分别为96%、100%、98%和100%,成苗率分别为264%、286%、216%和224%。以YuhanClorox（4%NaClO）稀释一半消毒1h效果最好。由此建立了一套非常高效、可靠、重复性好的适用于不用基因型水稻成熟胚再生系统,为水稻遗传转化和多倍体化的顺利进行奠定了基础。     

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％)。