低温预处理提高籼稻花培愈伤组织诱导率和绿苗率的研究

利用水稻花药培养产生单倍体植株,而后加倍成纯合二倍体,不仅可以在杂交育种上克服杂种分离,提早稳定后代性状,缩短育种年限,提高选择效率,而且对创造水稻新类型,丰富水稻种质资源也提供了有效途径。但是目前籼稻花粉植株的诱导率偏低,供     

提高水稻二倍体花粉植株诱导率的方法

目前按花药培养的一般方法培养的粳稻花 粉植株中,有占40%左右的单倍体^[1]。水稻的 单倍体植株完全不育,．用秋水仙碱处理单倍体 植株的分0节及生长点妇方法可以便单倍体植 株部分加倍而结实,但这样延长了花粉植株进 人田间选择的时间,而且由于秋水仙碱昂贵和 工作量很大,实蟒上难以进行。因此,从改进水 稻单f}体育种程序考虑,如何在花药培养中提 高纯合二倍体花粉植株的诱导率就具有重要的 意义。     

水稻花粉植株的遗传学研究

对自1972年以来,通过花药培养所获得的近千株花粉植株的倍数性和部分来源于杂种F_1的花粉植株的纯合性及性状遗传规律进行了研究。结果观察到60％的花粉植株为能正常结实的二倍体。90％来自F_1的花粉植株的后代是整齐一致没有分离的,也即在遗传上是纯合的。其余10％来自F_1的花粉植株的后代或在性状上、或在能育性上、或同时在性状与能育性上发生分离。但性状分离一般都较简单,与F_2的分离有明显区别。对来源于同一杂交组合F_1的49个花粉植株的四个性状的重组与分离的规律,以同组合F_2植株为对照,进行了研究。结果两者表现基本相似。说明杂种F_1的各种小孢子发育为花粉植株的机率是相同的,没有发现在培养过程中不同基因型的花粉间有明显的竞争。 通过花粉单倍体育种已培育出二个粳稻新品种在生产上繁殖推广。     

以花药愈伤组织为受体的水稻转化和RNA干扰研究

在优化花培诱导培养基成分的基础上, 通过延长花药愈伤组织在诱导培养基上培养的时间和降低共培养过程中农杆菌浓度等, 成功地建立了以花药愈伤组织为受体的农杆菌转化体系. 并将白叶枯菌抗性基因Xa21作为该体系的模式基因导入到多个粳稻品种的花药愈伤组织中, 共得到了145个独立的转基因株系. 分子检测和田间抗性检测发现其中的140个株系的基因组含有外源的Xa21基因, 包括单倍体45株、二倍体87株和混倍体植株8株. 根据后代性状分离比和染色体的FISH分析可以确定, 在87个二倍体植株中有15株为纯合的加倍单倍体转基因植株; 再加上田间自然加倍和由秋水仙碱处理单倍体所获得的28株加倍单倍体, 共得到了43个纯合的加倍单倍体转基因株系. 还将该转化体系用于反向遗传学的研究. 一个在植物体内能转录产生双链RNA(double strand RNA, dsRNA)发夹结构的质粒pZ2RNAi被导入到水稻单倍体基因组中, 该dsRNA的靶目标是水稻的OsMADS2基因的转录物, 结果表明, 在转pZ2RNAi的单倍体水稻中, 靶基因OsMADS2的表达被特异地抑制, 并导致花器官形态的明显改变. 因此, 单倍体转化体系与RNAi技术相结合有可能成为在水稻和其他植物中功能基因组研究的一个新途径.     

单倍体小麦染色体加倍的研究

从七十年代利用花药培养技术获得单倍体植株以来,单倍体植物在育种应用上的潜力日益显示出来。但是这种潜力只有使单倍体植物加倍成为纯合二倍体才有可能发挥。因此,对于单倍体植物的染色体加倍,许多植物育种工作者进行过多方面的试验研究,提出过多种加倍方法,其中秋水仙碱法应用最为广泛,但加倍成功率并不理想,植株死亡率也较高。近年来有人用秋水仙碱和DMSO结合处理单倍体植株,加倍效果显著提高。就小麦来说,最高成功率有达9.0％     

转修饰cry1Ac基因籼稻明恢81经花药培养获得抗虫DH系

对基因枪法获得的明恢81转修饰的cry1Ac基因当代植株进行花药培养,共接种花药2600枚,获得83份花培植株,其中双倍体植株43份,单倍体植株40份,PCR结果表明含有cry1Ac基因的植株55份,花培植株群体中转基因与非转基因植株的比值为2：1（55／28）,进一步结合Southern blot和ELISA分析,于花培植株当代筛选到转基因纯合株系36份,外源蛋白表达量上,花药来源于同一克隆的DH系的不同植株之间基本一致,最高的Cry1Ac含量达0．25％,田间抗虫性试验表明,经花药培养纯合获得的部分转基因纯合系植株对二化螟（chilo suppressalis)表现出高抗,而且主要农艺性状保持不变,以上结果表明水稻花药培养可以加速转基因的纯合与良种利用。     

单倍体小麦与羊草的属间体细胞杂交

以失去植株再生能力的小麦单倍体愈伤组织和羊草二倍体愈伤组织为材料,游离原生质体,并用紫外线自理２羊草原生质体,用ＰＥＧ法融合,对融合克隆进行染色体和同工酶分析,在已贩２６个克隆中有２１个是杂种,其中有一个克隆再生出短命小植株,结果 体小麦与二倍体草的不对称融合虽然再生互补效应不如二倍体小麦,然而杂种优先生长的现象仍然比较明显。如果改善实验条件和双亲原始的再生能力,这种融合方式仍然可以利用。     

水稻早世代稳定相关的SSR标记

以具有早世代稳定特性的9个水稻品系和7个栽培稻进行杂交得到130个杂交组合。发现在同一个组合的F2群体中除出现孟德尔式分离株系外还出现性状整齐一致的稳定株系,在F2群体中出现了32个不同农艺性状的稳定株系。SSR标记结果表明：稳定株系F2与其F1单株的标记一致,都是纯合的,且双亲的标记在后代都有出现,双亲的标记位点在后代的染色体上同时出现,说明稳定株系为真杂种;分离株系F2与其F1单株SSR标记均为杂合;大部分稳定株系在RM276、RM258、RM248、RM1这4个标记位点都较高频率地出现非父母带型。推测出现变异的配子激活杂种合子体细胞减数分裂,合子经过减数分裂后,4个单倍体细胞经过胚胎发育选择,其中一个细胞染色体加倍而发育为纯合的二倍体植株。     

麦类作物小孢子培养与遗传转化研究进展

小孢子作为单个单倍体细胞,通过诱导培养能再生成纯合的二倍体植株,不仅为分子生物学、遗传学、形态发生学研究提供稳定的材料,也对小麦等作物的转基因研究提供新方向和新思路。本文主要介绍麦类作物小孢子培养的基本步骤及关键因素,简要介绍了以小孢子为材料进行小麦基因遗传转化的方法。     

转修饰cry1Ac基因籼稻明恢81经花药培养获得抗虫DH系

对基因枪法获得的明恢81转修饰的cry1Ac基因当代植株进行花药培养,共接种花药2600枚,获得83份花培植株,其中双倍体植株43份,单倍体植株40份。 PCR结果表明含有cry1Ac基因的植株55份,花培植株群体中转基因与非转基因植株的比值为2∶1（55/28）。进一步结合Southern blot和ELISA分析,于花培植株当代筛选到转基因纯合株系36份。外源蛋白表达量上,花药来源于同一克隆的DH系的不同植株之间基本一致,最高的Cry1Ac含量达0.25%。田间抗虫性试验表明,经花药培养纯合获得的部分转基因纯合系植株对二化螟(Chilo suppressalis)表现出高抗,而且主要农艺性状保持不变。以上结果表明水稻花药培养可以加速转基因的纯合与育种利用。     

六倍体小黑麦与普通小麦杂种F_1花粉植株的细胞遗传学研究

用六倍体小黑麦Rosner与普通小麦科冬58的杂种F_1为材料进行了花药培养。观察了27株花粉植株根尖细胞的染色体,其中有17株非整倍体、9株混倍体和1株单倍体。从花粉植株PMC的染色体构型表明,在单倍水平的植株中以单价体为主,在二倍水平植株中以二价体为主。用Giemsa显带技术鉴定花粉植株的染色体组成,其中黑麦染色体为2—7条,小麦染色体为18—21条。提示用花药培养的方法,可以将六倍体小黑麦与普通小麦杂种F_1理论上可以形成的花粉的染色体组成在植株水平显现出来。     

被子植物配子-体细胞杂交研究的进展与展望

Pental和Power于1985年提出用植物的单倍体原生质体,与二倍体体细胞原生质体融合产生三倍体植株,以用于限量基因转移研究的设想"'。次年粘毛烟草（Nicotianaglutinosa川、抱子四分体原生质体与烟草（N．tatacum）的体细胞原生质体融合,就成功地得到了三倍体杂种植株,并被称     

大麦花药培养技术研究进展

花药培养的原理是将雄配子由正常发育转向一个异常发育途径,促进愈伤组织或胚状体的形成,最终再生绿色小植株。花药培养再生的小植株往往是单倍体,经染色体加倍可形成可育的纯合二倍体。因此,花药培养提供了一个对育种很有价值的快速诱导纯系的方法(Lrz等1988)。通过花药培养诱导产生大麦单倍体植株的成功报道最早见于七十年代初期。一直以来,特别是近几年来,一些学者已就影响大麦花药培养技术的基因型、预处理、培养基以及培养方法等诸因素作了许多探索性研究,使大麦花药培养技术得到了明显的改进。目前,已有人能从任何一个品系或品种(包括几年前仅产生白化苗的品种“Bonanza”)得到绿色小孢子植株,并且获得了每100个被培养花药生产100株绿色植株的产量(Kao等1991)。     

一种快速生长的甘蓝型油菜DH系的获得和鉴定

从快速生长的甘蓝型油菜的小孢子培养中共获得23个再生植株。经倍性鉴定,其中自发加倍成二倍体的有10株,单倍体13株。单倍体再用秋水仙碱处理后获得DH系,所得材料对油菜功能基因组学的研究可能有一定的价值。     

粳稻杂交育种中应用花粉植株的某些优点和存在问题

1976年用花药培养方法从粳稻F_1杂种获得600余丛花粉绿苗,诱导率平均为5％。在长成的花粉植株中,自发加倍的二倍体约占50％。 在生长于温室的自发加倍二倍体花粉植株(H_1)与生长于大田的后代(H_2)之间,观察到抽穗日期有显著相关(n=37,r=0.714),千粒重有相关但不显著(n=37,r=0.301),结实率无相关,这种情况部分与花粉植株H_1的倍数性混乱有关。 114个花粉植株H_2株系中只有二个株系出现明显分离。由一个F_1杂种产生的花粉植株之间,性状的变异很宽,数量性状呈连续正态分布,超亲变异很明显。相当部分株系的抗稻瘟病性劣于亲本。 从二个F_1杂种的78个花粉植株中选出二个有良好耐寒性与抗稻瘟病的品系。对它们的农艺性状进行二年观测,未见生活力衰退。 认为,由粳稻杂种F_1所培养的花粉植株的纯合性与类型多样性有利于优良重组体的准确选择与迅速稳定,目前主要是产生二倍体花粉植株的效率太低限制了花粉植株有成效地应用。     

辐射花粉授粉和胚培养诱导产生黄瓜单倍体植株

以5个基因型的黄瓜(Cucumis sativus L．)为试材,通过γ射线辐射花粉授粉并结合胚培养,从3个基因型中获得了单倍体植株。与正常二倍体植株相比,单倍体植株生长缓慢,花器异常。研究发现辐射剂量、亲本基因型、授粉组合对座果率和单倍体产率有一定影响。     

柑橘体细胞杂种有性后代的创造及杂种鉴定

以异源四倍体柑橘体细胞杂种[哈姆林甜橙(Citrus sinensis Osbeck) 粗柠檬(C.jambhiri Luss)]为父本与二倍体单胚类型宜本杂4号[华农本地早橘(C.reticulata Blanco)×宜昌橙(C.ichangen- sis Swingle)]杂交,采用胚抢救技术获得了110株有性后代植株,通过染色体计数及倍性分析仪鉴定,其中93株植株为3倍体,余下的17林植株为2倍体。RAPD分析表明:获得的有性后代植株均为杂种。     

水稻花粉植株遗传性的观察

864丛水稻花粉植株在未经人工加倍的情况下,多倍体占1.9—8.0％,二倍体占43.3—72.0％,单倍体占20.0—48.4％。在二倍体H_1代中,可育丛为73.2—74.4％,不育丛为26.8—25.6％,其中三系杂交种的花粉植株不育丛的比例最大;H_1代育性水平不高者,在H_2代都有不同程度的恢复。杂种材料的H_2代各丛(株)系间主要经济性状都表现出多样性,并有超亲性状出现。育成品种的花粉植株多数与原品种相同或相近,只有少数材料发生明显变异。花粉植株各丛(株)系内部都表现整齐一致,没有观察到分离现象。同一块愈伤组织分化出的同丛花粉植株,多数表现相同,有少数分出两种或两种以上的不同倍性植株的混合丛。     

水稻胚囊植株染色体倍性及其它性状的研究

对水稻未传粉子房培养获得的“胚囊植株”作了染色体观察与性状考查,并与花粉植株进行比较。胚囊植株多数为单倍体,少数为二倍体,未见到多倍体;其单倍体比例较花粉植株为高。与花粉植株相反,胚囊植株多数为绿苗,白化苗很少。对胚囊植株与花粉植株及其二代株系的性状表现进行了初步观察。     

澳洲指橘与柑橘属间原生质体电融合再生二倍体体细胞杂种

电场诱导粗柠檬（CitrusjambhiriLush,2n＝2x＝18）叶肉原生质体与澳洲指橘（MicrocitruspapuanaSwingle,2n＝2x＝18）悬浮系原生质体融合,融合产物培养后再生出丛芽,经试管嫁接得到完整植株。再生植株的细胞学检查表明它们具有18条染色体,为二倍体;植株的叶片形态与叶肉亲本（粗柠檬）一样;用6个10-mer随机引物分析再生植株的杂种特性：在4个引物（OPA－07、OPAN－07、OPE－05和OPA－08）的扩增带型图中,再生植株的带型与粗柠檬完全一样,澳洲指橘的特征带未在植株中出现;在引物OPS-13和引物OPA－04的扩增带型图中,再生植株都具有澳洲指橘的特征带。细胞学和RAPD分析的结果表明,通过对称融合得到了澳洲指橘与粗柠檬的属间二倍体体细胞杂种植株。这是柑橘属间对称融合再生二倍体叶肉亲本类型植株的首例报道。