小麦花粉植株的遗传学研究

自1971年4月我们用花药培养方法诱导出小麦单倍体花粉植株以来,国内外学者在小麦花药培养研究中作了大量工作,诸如:离体条件下的雄核发育的研究,提高诱导花粉植株频率的各种因素的研究,其中包括培养基的改进、材料基因型差异在诱导中的作用和培养条件,以及供取花药植株的环境条件的研究等。本文拟在多年研究的基础上,对小麦花粉植株的遗传学表现,包括目前大家所关心的花粉植株的生活力,以及花粉植株的变异等问题做进一步的探讨。     

烟草花粉植株后代遗传性和生活力的初步研究

花药培养法在烟草育种上应用,已被实践证明是可行的。但对花粉植株后代的遗传性和生活力问题的看法存在分歧。有人认为花粉植株的遗传性不稳定,生活力有衰退表现。 本试验以育种品系为材料,在对花粉植株一代进行严格选择的前提下,对两个杂种和一个定型品种花粉植株后代的遗传性及生活力进行了研究。认为在本研究的材料范围内和分析的     

用花药培养法由马铃薯雄性不育双单倍体诱导一单倍体植株的研究

用花药培养法由雄性不育材料诱导单倍体尚未见报道。在马铃薯中,所有双单倍体或一单倍体,也都是由有效花粉百分数较高的雄性可育材料诱导产生的。本文首次报道了用花药培养法由一个典型的雄性不育的双单倍体品系诱导产生一单倍体的试验结果。从接种的1850个花药中,诱导出了28个胚状体和23块愈伤组织,并从它们分化出了24株绿苗。分化出的小植株生活力大部分较弱,在继代培养过程中逐渐死亡,但也有一些生活力较强的植株存话下来,经L_1、L_2和L_1 3个胚层细胞的检查表明,它们具有典型的一倍体特征,体细胞染色体数目为2n=x=12。植株之间表现出明显的性状分离,说明它们均来自减数分裂后的小孢子。大部分植株的产量较低,但也有少数生活力强,单株块茎产量达0.5公斤左右的抗病、品质好的植株。所有植株都具有不正常的减数分裂,无有效花粉形成,个别植株能结实,但无种子形成,用四倍体或双单倍体的可育花粉授粉也不能形成种子,进一步证明了它们具有一单倍体特性。对诱导马铃薯一单倍体和利用雄性不育材料进行花药培养诱导单倍体的意义进行了讨论。     

烟草花粉单倍体育种的几个遗传学问题研究

烟草花药培养成功之后,国内外育种工作者用这一方法在烟草育种上做出了贡献,并在培养技术、染色体加倍方法、单倍体和加倍单倍体特性、花粉单倍体植株性状遗传变异及生活力等方面都进行了不同程度的研究。然而对花粉单倍体植株的遗传学问题,目前报道的为数不多,尚有不少有待进一步探讨的问题。     

水稻单倍体、二倍体和三倍体的同工酶研究

通过花药培养得到的单倍体植株生活力比较低,白苗率较高。在花药培养中有大量的愈伤组织甚至不分化出根和芽,不能形成植株,严重地妨碍了花药培养应用于育种实践。特别是秈稻品种通过花药培养得到的植株成功率很低,急待提高。     

天仙子(Hyoscyamus niger L.)花粉植株形态发生的途径

天仙子花药培养的研究在国内虽无报道,但国外已有较多的工作。Corduan和Raghavan均发现,在无激素的培养基上,天仙子花粉植株通过胚状体形成;在加有2,4-D的培养基上,可通过愈伤组织形成。外源激素对花粉植株形态发生的影响,已在小麦、枸杞等花药培养中得到肯定。我们在天仙子花粉植株诱导实验中也发现,培养基中的激素组合明显地影响着花粉植株的诱导频率和形态发生     

用花药培养法由马铃薯雄性不育双半日倍体诱导—单倍体植株的研究

用花药培养法由雄性不育材料诱导单倍体的尚未见报道,在马铃薯中,所有双单倍体或一单倍体,也都是由有效花粉百分数较高的雄性可育材料诱导产生的,本文首次报道了用花药培养法由一个典型的雄性不育的双单倍体吕系诱导产生一单倍体的试验结果。从接种的1850个花药中,诱导出了28个胚状体和23块愈伤组织,并从它们分化出了24株绿苗,分化出的小植株生活力大部分较弱,在继代培养过程中逐渐死亡,但也有一些生活力较强的植株存活下来,经L1,L2和L3 3个胚层细胞的检查表明,它们具有典型的一倍体特征,体细胞染色体数目为2n=x=12,植株之间表现出明显的性状分离,说明它们均来自减数分裂后的小孢子,大部分植株的产量较低,但也有少数生活力强,单株块茎产量达0．5公斤左右的抗病,品质好的植株,所有株都具有不正常的减数分裂,无有效花粉形成,个别植株能结实,但无种子形成,用四倍体或双单倍体的可育花粉授粉也不能形成种子,进一步证明了它们具有一单倍体和持性,对放有导马铃薯一单倍体和利用雄性不育材料进行花药培养诱导倍体的意义进行了讨论。     

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。     

西瓜花粉植株的诱导及其后代初步观察

单倍体育种已做为一种新技术,在多种作物上得到广泛地应用,并成功地培育出烟草、水稻、小麦、甜椒等作物新品种。实践证明,单倍休育种新技术对缩短育种周期、加快新品种的培育起到很重要的作用。西瓜属葫芦科植物,较难通过花药培养获得植株,因此,对西瓜花药结养技术的研究甚少。1981年我们首次在“琼酥”品种的花药培养上,成功地诱导出花粉植株。1983年又在“周至红”品种的花药培养上获得了花粉植株。通过对花粉植株后代表现性状的初步观察,发现“琼酥”花培植株H₂代中有1株结瓜量和抗病性超过原“琼酥”品种,说明西瓜花药培养有可能直接选育出优良新品种,为西瓜育种提供一条新途径。本文将试验和观察结果报告如下。     

提高光敏感雄性不育水稻花粉单倍体育种效率及不育花粉植株育性转换特点的研

比较了（光敏 s/正常品种）F1及F2为供体亲本,对在花药培养时所获得的花粉植株中不育个体／全部花粉植株之比例的影响,结果表明,以F1为供体亲本,在所获得的二倍体花粉植株（A1）中,不育株（长日下）约占20％左右;而从F2分离的不育株为供体亲本,相应的比例为90％左右,对获得不育的花粉植株而言,供体亲本经过F2的选择,在花粉一代中可以提高育种效率3－4倍,指出,以培育光敏感雄性不育系为目的的花药培养,与一般育种之花药培养采用杂种F1为供体亲本不同,不仅应对杂种F2代在长日照条件下不育株的选择,而且应在短日照下对这种不育株作育性转换的双重选择,以这种个体作为花药培养的供体亲本,可以大大提高育种效率。在长日照下表现不育的花粉植株的育性转换具仍多样性,来自同一组合的不育花粉植株在晚造（短日照）条件下,其花粉有的染色,频率高且稳定;有的虽然可变 染色,但频率不高或不稳定或二者兼有;有些却一直不I－KI染色,或即使染色频率也在10％以下,这一结果与收集全国各地15个光敏核不育系在本所同期种植条件下的反应十分吻合,这说明通过花药培养,从特定的组合培育出所需要的光敏／光温互作或温敏型的核不育系的可能性是存在的。     

提高光敏感雄性不育水稻花粉单倍体育种效率及不育花粉植株育性转换特点的研究

比较了(光敏s/正常品种)F_1及F_2为供体亲本,对在花药培养时所获得的花粉植株中不育个体/全部花粉植株之比例的影响。结果表明,以F_1为供体亲本,在所获得的二倍体花粉植株(A_1)中,不育株(长日下)约占20%左右;而从F_2分离的不育株为供体亲本,相应的比例为90%左右。对获得不育的花粉植株而言,供体亲本经过F_2的选择,在花粉一代中可以提高育种效率3—4倍。指出,以培育光敏感雄性不育系为目的的花药培养,与一般育种之花药培养采用杂种F_1为供体亲本不同,不仅应对杂种F_2代在长日照条件下进行不育株的选择,而且应在短日照下对这种不育株作育性转换的双重选择。以这种个体作为花药培养的供体亲本,可以大大提高育种效率。 在长日照下表现不育的花粉植株的育性转换具多样性。来自同一组合的不育花粉植株在晚造(短日照)条件下,其花粉有的染色,频率高且稳定;有的虽然可变为染色,但频率不高或不稳定或二者兼有;有些却一直不为Ⅰ-KⅠ染色,或即使染色频率也在10%以下。这一结果与收集全国各地15个光敏核不育系在本昕同期种值条件下的反应十分吻合。这说明通过花药培养,从特定的组合培育出所需要的光敏/光温互作或温敏型的核不育系的可能性是存在的。     

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。     

柑桔花粉植株的诱导

目前在国内外已有数十种植物利用花药培养获得单倍体植株,但在果树花药培养方面的研究,至今尚未见到诱导出花粉单倍体植株的报道。我们自1974年3月开始,对柑桔类花药培养进行了一系列探索,经过多次反复试验,于1979年5月首次在四季桔(Citrus microcarpa Bunge)花药培养中获得了具有根、茎、叶的完整植株,经镜检胚状体和根尖细胞染色体为单倍体(2n=9)(图版1,7),表明是花粉发育的单倍体植株。现将试验结果报告于后。     

离体培养的玉米花药及花粉植株后代过氧化物酶同工酶的分析

近年来,同工酶技术在生物学研究中已得到广泛的重视与应用。一些研究表明,同工酶可以用于预测杂种优势、筛选抗病品种、鉴定远缘杂交种和花药培养获得的花粉植株。我们对玉米不同材料、未培养与培养的花药以及花粉植株后代的过氧化物酶同工酶的表现进行了研究,以便探明过氧化物酶同工酶在不同材料上的差异:在培养过程中酶的变化以及与花粉植株后代的遗传学表现之间的关系。本文将报道上述实验结果。     

小黑杨花粉植株过氧化物酶同工酶分析

1989年冬笔者对已自行加倍的80株小黑杨花粉植株的休眠芽进行了过氧化物酶同工酶分析,发现株间有差异,酶谱可截然分成两类。第一类酶谱与小黑杨原株(花药培养供体)不同,在B带区多了一条带纹即B_2带,此类约占78％。第二类酶谱与小黑杨原株完全相同,此类约占22％。无论株间形态分离还是过氧化物酶同工酶酶谱差异都充分说明这些小黑杨单倍体植株来源于花粉,它们是重组花粉在植株水平上的表现。实验还证明,小黑杨花粉植株休眠芽的过氧化物酶同工酶酶谱是稳定的,可用来鉴定小黑杨花粉植株的无性系,相信用同工酶鉴定杨树无性系会对林业生产起重要作用。     

籼稻花药培养研究——Ⅱ.花药培养对水稻品种提纯选优的作用

对已退化的育成晚籼品种平朝九号花粉植株二代群体及对照的比较试验发现,花粉二代植株在所研究的各种性状上均表现整齐一致,其标准偏差(S)及变异系数(C.V.)均比对照小,而各种性状均表现比对照优越。得出对已退化的育成品种进行花药培养可以起到提纯选优的作用。花药培养可以作为农作物品种提纯选优的一种多快好省的新方法。     

三叶橡胶花药培养过程中的染色体倍数性研究

三叶橡胶(Hevea brasiliensis)是一种重要的经济作物,而要在三叶橡胶中有效地利用杂种优势,必须首先建立获得纯合二倍体的方法,花药培养正是获得纯合二倍体极其有效的手段。我们用花药培养的方法于1977年2月获得了起源于花粉的橡胶植株。为了进一步确证我们花药培养所得到的植株系来源于花粉,也为了深入了解花药培养过程中     

花药培养中控制白化株产生的方法

在小麦遗传改良工作中,利用雄核发育进行快速近交繁殖,需要通过花药或花粉培养获得植株高频再生。这种主要由遗传因子控制的高频再生作用已在一些实验室中完成。但尽管达到了高频再生,而再生出的植株大多是白化体,白化体几无价值。在最近的一项用215个不同的冬小麦品种所做的花药培养筛选试验中,丹麦皇家兽医与农业大学的S.B.Anderson及其同事发现环境对于控制绿色对白色植株再生比率有显著的     

一个黄绿色的水稻细胞核突变体

用甲基磺酸乙酯(EMS)处理粳稻品种8126离体培养早期的花药,从所产生的一个花粉植株的H,株系中分离到一个黄绿色突变体。突变体植株叶片的叶绿素含量仅为正常叶片的1/3。突变性状稳定,在连续自交4代中,没有出现任何绿色植株;由突变体通过花药培养产生的植株除部分白化苗外均呈黄绿色。突变体与正常植株杂交,无论其为父本或母本,杂种F_1均为绿色植株;杂种F_2分离的绿色与黄绿色植株数比值符合3:1;由杂种F_1植株通过花药培养产生的小苗中绿苗与黄绿苗数的比值符合1:1。证明突变性状是由单一的隐性细胞核基因所控制。     

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