基因型和2,4 D浓度对小麦不同外植体离体培养特性的影响

为了探讨不同基因型、不同外植体和不同培养条件对小麦愈伤组织诱导、分化及再生的影响,以小偃22、西农1376、西农1012和西农1013为材料,对各小麦品种(系)的幼穗、花药、幼胚和成熟胚组织的培养特性及影响因素进行了研究.结果表明,愈伤组织的诱导和再生与外植体类型、基因型和培养条件密切相关.以幼穗和花药为材料,西农1376平均出愈率均最高,达98.97％和3.85％,成苗率和花培效率均值亦最高,达12.83％和2.39％;以幼胚为材料,西农1376平均出愈率也最高,达99.27％,西农1012平均成苗率最高,达51.03％;以成熟胚为材料,小偃22平均出愈率最高,达93.22％,西农1376平均成苗率达19.78％.离体培养条件下,不同小麦品种(系)的4种外植体愈伤诱导和分化率与2,4-D浓度密切相关,1.0～3.0 mg·L-1 2,4D浓度能较好地诱导4种离体组织愈伤的产生及分化.不同基因型和同一基因型的不同外植体在2,4-D最佳诱导浓度上也有差异.供试小麦4种离体组织培养再生特性比较表明,离体幼胚培养再生效率最高,成熟胚次之,幼穗最差.     

小麦不同外植体的组织培养效果研究

良好的组织培养效果是提高植物基因转化效率的基础。以山东省近年来育成并大面积推广的10个优良品种（系）为材料,对这些品种的花药、幼穗、幼胚和成熟胚的组织培养效果进行研究,旨在筛选每一基因型最适合于组织培养的外植体类型,为应用基因工程技术进行小麦遗传改良提供基础材料。结果表明,禽伤诱导率和再生成苗率与基因型和外植体类型（花药、幼穗、幼胚和成熟胚）密切相关。8802在花药和成熟胚培养中表现突出,花药出愈率达119．5％,愈伤分化成苗率19．9％;烟农19的幼穗愈伤直接分化成苗率最高,这43．5％;8802、烟农19和潍麦8号三个基因型的幼胚培养效果差异不显著,其愈伤分化成苗率分别为26．3％、24．5％和24．8％。蔗糖浓度在3％～9％之间,对成熟胚的愈伤组织诱导率影响很小。高浓度蔗糖降低愈伤生长速度。在一定蔗糖浓度下,愈伤诱导率与2,4-D浓度密切相关,高浓度的2,4-D对愈伤组织再生不利。MS＋4mg／L2,4-D对于成熟胚的脱分化相对较好,MS和MS＋0．4mg／L NAA＋0．6mg／L KT作为成熟胚的愈伤组织再生培养基,对不同基因型具有一定的适用性。     

小麦不同外植体离体培养与再生研究

为了研究小麦组织培养的影响因素,对6个小麦品种的幼胚、幼穗以及成熟胚进行组织培养,研究不同基因型、外植体以及培养基对愈伤组织诱导及分化再生的影响.结果表明,不同小麦品种幼胚、幼穗以及成熟胚愈伤组织诱导率均在90%以上,且差异不大,而分化率和再生率却表现出很大差异.总体来说,供试外植体幼胚再生率最高,幼穗次之,成熟胚最低.绵阳19幼胚再生率最高,为54%,其最佳激素培养基为MS KT 1.0 mg/L IAA 1.0 mg/L;其次为小偃107和小偃22的幼胚愈伤组织.幼穗愈伤组织中绵阳19愈伤组织再生率最高,为27.5%,其次为洛阳8716.成熟胚愈伤组织培养中陕354再生率最高,为25.1%,优于其幼穗愈伤组织,其次为绵阳19的成熟胚愈伤组织.     

2,4-D、Dicamba和KT对小麦成熟胚离体培养的影响

为了建立优良小麦品种遗传转化的高效组织培养体系,以扬麦158和郑麦9023成熟胚为外植体,探讨了Dicamba和2,4-D及KT对小麦成熟胚愈伤组织诱导和再生的影响。结果表明,Dicamba和2,4-D的愈伤组织诱导率最低为88.7%,最高可达95.1%,处理间无显著差异。不同激素诱导的愈伤组织在添加KT的培养基上分化时,再生率存在显著差异。两种基因型小麦用Dicamba诱导的愈伤组织比2,4-D诱导的愈伤组织具有更高的再生率。在分化培养时,培养基中添加5mg·L-1 KT比添加3mg·L-1的分化效果更好,但不同浓度KT对愈伤组织分化的效果因诱导激素的配比和基因型而异。扬麦158的综合指标更优,平均再生率可达20.1%,比郑麦9023高6.6%;采用4mg·L-1 Dicamba进行愈伤组织诱导,配合5mg·L-1KT分化培养更有利于小麦成熟胚离体培养。     

蔗糖、激素及基因型对小麦花药培养的影响

为进一步提高小麦的花药培养效率，以6个普通小麦杂交组合的F1群体为材料，研究了小麦花药离体培养中不同蔗糖浓度和不同激素组合以及基因型对小麦花药培养特性的影响。结果表明，蔗糖浓度对小麦花药愈伤组织的诱导有显著影响，最适蔗糖浓度为100g／L；不同激素组合对小麦花药愈伤组织的再分化频率也有影响，3个基因型均以W14附加1.5mg／LKT＋0．5mg／L IAA激素组合的绿苗分化率最高（分别为59．09％、48％和57．14％），显著高于W14附加1.5mg／LKT及1.5mg／LKT＋0．1mg／L NAA的绿苗分化率。研究还表明，不同基因型小麦花药组织的脱分化特性和再分化特性不同；同一基因型小麦花药愈伤组织的诱导和再分化之间存在显著的正相关。     

小麦成熟胚组织培养体系优化及其影响因素的研究

为了优化小麦主要推广品种的成熟胚组织培养体系,并筛选优良的转基因受体基因型,以12种小麦品种的成熟胚为材料,对其成熟胚为外植体的愈伤组织进行了诱导分化和再生的研究,探讨了不同2,4-D浓度下3种诱导培养基(MS2、L32、N64)、以L3为基本培养基的3种分化培养基以及以MS为基本培养基的3种生根培养基对小麦成熟胚离体培养的影响。结果表明,各培养基对成熟胚愈伤的诱导率和分化率的影响差别不大,而主要影响愈伤质量和生根效果。3种诱导培养基的平均诱导率均超过85%,N64的最高(90.13%),L32培养基的愈伤质量最好,诱导效果最佳。不同激素配比均可诱导小麦成熟胚愈伤组织分化再生,但不同基因型间有较大差异,添加0.5mg.L-1 IAA和1mg.L-1 KT的分化培养基L2的平均分化率最高(55.68%);添加0.2 mg.L-1 IAA和0.5 mg.L-1 MET的生根培养基MX1的平均生根率最高(37.02%)。不同基因型的出愈率、胚芽率、分化率、生根率差异显著,筛选出鲁麦14、良星99、济麦21、山农20、良星66等5个小麦品种可作为优良的转基因成熟胚受体材料,并初步建立起适于它们的组织培养体系。     

小麦幼胚离体培养研究概况

小麦幼胚离体培养研究概况何花榕，杨惠杰（福建省农科院稻麦研究所）近年来，随着生物技术的发展，利用体细胞组织进行离体培养的研究和应用发展迅速。在几种主要禾本科农作物中，小麦体细胞组织培养的成功虽然比玉米和水稻略晚，但据近几年的报道，用小麦未成熟胚、幼穗...     

胚性愈伤率不同的普通小麦成熟胚生化及形态特性的差异

胚性愈伤率直接决定组织培养中植物再生的效率。为探究胚性愈伤率诱导效果不同的普通小麦成熟胚之间的差异性,以根据胚性愈伤率诱导效果高低所取得的共10种小麦基因型的成熟胚为材料,分别对可溶性糖、可溶性蛋白、纤维素、谷胱甘肽和游离氨基酸5种生化指标进行测定与分析,并利用实体显微镜和石蜡切片的方法分别观察10种小麦基因型成熟胚的外部形态和内部结构。生化指标测定结果显示,两类小麦成熟胚的可溶性蛋白和纤维素含量存在显著性差异,而可溶性糖、谷胱甘肽和游离氨基酸含量在两者间差异并不显著。相关性分析发现,小麦成熟胚胚性愈伤率与纤维素含量存在极显著正相关,与可溶性蛋白含量存在显著负相关。在对外部形态进行的观察中,发现两类小麦成熟胚的高度之间存在显著性差异。而对内部结构进行的观察中,并未发现两类小麦成熟胚之间存在显著性差异。     

小麦幼胚愈伤组织分化和继代分化特性的影响因素

为建立稳定、高效的小麦幼胚愈伤组织继代分化体系,以4个小麦品种为材料,对影响普通小麦幼胚愈伤组织分化和继代分化特性的因素进行了研究。结果表明,碳源、有机添加物、诱导和继代间隔时间及基因型对小麦幼胚愈伤组织的分化和继代分化特性有显著影响。1.5%蔗糖和1.5%麦芽糖配合使用,小麦幼胚愈伤组织分化和继代分化效率显著高于3%蔗糖和3%麦芽糖单独使用的分化效率;4种有机添加物对小麦幼胚愈伤组织分化和继代分化特性均有正向增加效应,其中,诱导培养基中分别添加500mg·L-1酸水解酪蛋白、250mg·L-1 L-谷氨酰胺和250mg·L-1 L-天门冬酰胺的正向效应显著,愈伤组织分化率分别比对照提高17.5%、15.2%和14.2%,继代3次后的愈伤组织分化率比对照显著提高了93.9%、73.6%和52.8%;诱导分化和继代诱导分化的时间是小麦幼胚愈伤组织分化和继代分化特性重要的影响因素之一,诱导15d和继代间隔15d的愈伤组织分化和继代分化率显著高于20d和25d,且随诱导和继代间隔时间的延长,愈伤组织分化率迅速下降;供试4种基因型材料的愈伤组织分化和继代分化特性有显著差异,供试品种千斤早和小偃22愈伤组织分化特性较好,扬麦12和扬麦18继代愈伤分化特性较好,愈伤组织分化和继代分化特性的表现无相关性。     

小麦幼胚培养基因型的筛选

为了筛选出小麦幼胚培养和转基因受体材料的优良基因型，以19个小麦品种的幼胚为材料，采用多种诱导和分化培养基进行组织培养，井于分化前对部分愈伤组织进行了冷冻、干燥和置于分化培养基上暗培养等物理处理，研究了基因型、培养基及二者的互作效应等因素对愈伤组织的诱导、分化和植株再生的影响。结果表明，不同基因型间差异显著。其中89(117)在组织培养时反应良好，幼胚愈伤组织的绿原基分化率和出苗率分别为83．3％和32．2％，显著高于19个品种的平均值72．5％和19．6％，立该品种幼胚的出愈率和再生苗生根率也很高，可作为幼胚培养和转基因受体材料的优良基因型；同时，基因型与分化培养基问存在显著的互作效应，如：89(117)、豫麦66和豫麦18—64的出苗率在培养基I、G和E上分别高达61．3％、52．8％和43．6％，而在培养基D、F和C上则只有13．3％、7．4％和21．4％。因此，在筛选优良基因型时应同时筛选出适合于该基因型的培养基。本试验中适于品种89(117)的培养基为：诱导培养基Ⅳ(激素组合为：2，4—D2mg/L ABA0．5mg/L)、继代培养基①(激素组合为：2，4—D 1mg/L ABA0．5mg／L KT lmg／L)和分化培养基A、B、G或I。研究结果还表明，光照分化培养前的干燥和冷冻处理对愈伤组织快速分化出苗有很大的促进作用。     

玉米幼胚培养及植株再生的研究

以不同玉米自交系幼胚为外植体,研究不同2,4-D浓度对愈伤组织诱导、6-BA浓度对愈伤组织分化和6-BA与NAA配合使用对试管苗生根的影响。结果表明:不同2,4-D浓度对愈伤组织诱导率影响差异不明显,但对胚性率诱导有明显影响,其诱导最佳培养基为MS+2,4-D 2 mg/L+水解酪蛋白500 mg/L+脯氨酸500 mg/L;愈伤组织分化的最佳培养基是MS+6-BA0.5 mg/L+水解酪蛋白500 mg/L+谷氨酰胺200 mg/L+PP₃₃₃ 2 mg/L;试管苗生根的最佳培养基是1/2 MS+6-BA0.5 mg/L+NAA2.0 mg/L+PP₃₃₃ 2.0 mg/L+活性炭0.2%。     

兰州核不育小麦不育基因的遗传研究

利用石蜡切片显微观察、雄性不育基因遗传分析和缺体定位等方法．对兰州核不育小麦不育基因进行了遗传研究,以明确该不育基因的遗传学特性。显微观察发现,兰州核不育小麦不育系257A的不育花药各壁层组织在不同发育时期没有明显的结构发育异常现象,但不育花药的绒毡层及中层组织有延迟解体的趋势。257A与中国春等小麦品种的杂交F1结实率、F2和F1BC1代育性分离比率调查结果表明,该突变体材料不育性是受一对隐性核基因控制．不育性遗传稳定,不受小麦品种细胞质以及光、温等生态因子变化的影响。缺体分析将不育基因定位在4B染色体上。     

小麦花药愈伤组织诱导率的基因型差异和配合力分析

为探究小麦花药愈伤组织诱导率(callus induction rate,CIR)的遗传规律,筛选小麦花药CIR配合力和遗传力表现优良的亲本,采用完全双列杂交方法对部分皖北栽培小麦花药CIR进行一般配合力效应、特殊配合力效应分析,并估算其遗传参数。结果表明,小麦花药CIR基因型间差异显著,新麦208、烟农19、煤生0308具有较高的CIR;小麦花药CIR的遗传差异既包括加性效应,也包括显性效应,但以加性效应为主;一般配合力和特殊配合力方差均达极显著水平,新麦208一般配合力高,其相对效应值为7.24,其配制的杂交组合特殊配合力也普遍具有正效应,是开展小麦花药培养的理想桥梁亲本;小麦花药CIR具有较高的遗传力,其广义遗传力和狭义遗传力分别为94.90%和76.02%。因此,可以通过大规模筛选一般配合力效应高的亲本材料来提高小麦花培育种的效率。     

小麦基因转化研究进展

为了给小麦遗传转化研究提供参考,总结和分析了小麦基因转化的最新研究进展,并针对存在的主要问题提出了今后的研究方向.目前在小麦表达载体构建中普遍采用Ubi和在35S基础上改造而来的启动子序列,使用的报告基因主要有gus、uidA、gfp和Cl/LC等,选择基因主要有bar、nptⅡ、manA(pmi)、Cah、gst27、mopat、popat、CP4和GOX,筛选剂一般选用Bialaphos、Glufosinate、G418和Glyphosate等.小麦基因转化的主要受体为幼胚及其愈伤组织,转化方法主要有花粉管通道法、基因枪法和农杆菌介导法.受体类型、表达载体序列组成和基因转化方法是影响小麦基因转化效率的主要因素.