单倍性烟草HyP抗性愈伤组织变异系的选择及其生理生化特性的研究Ⅲ．Hyp抗性变异系在逆境条件下的反应

在水分胁迫、盐分胁迫、抑制剂胁迫和⁶⁰C0 γ-射线等逆境条件下,烟草愈伤组织系中的游离脯氨酸含量随着逆境胁迫程度的增加而幅度不同地提高。在一定范围内,二者之间存在着特定的正相关。在正常条件下积累游离脯氨酸的烟草Hyp抗性愈伤组织变异系C^r-2虽在耐寒能力方面并不比其野生型C^w高,但对盐分逆境和模拟干旱处理的抗性均是其野生型的两倍多。烟草Hyp抗性愈伤组织变异系在研究抗旱和抗盐中具有潜在的应用价值。     

单倍性烟草Hyp抗性愈伤组织变异系的选择及其生理生化特性的研究I．Hyp抗性变异系的抗性表现

利用多步正筛选系统,对⁶⁰C0Y射线诱变的单倍性体细胞愈伤组织无性系经过连续八轮的分离与选择,获得了抗脯氨酸类似物Hyp(L－羟基脯氨酸)的烟草愈伤组织变异系C^r-2,H^r-4和X^r-1,并由之再生出了相应的抗性植株。离开选择压力的Hyp抗性变异体愈伤组织系、再生植株及其次生愈伤组织均具抗Hyp的抑制作用。变异系对苏氨酸的抑制作用不表现交叉抗性。在Hyp抑制培养基上,变异体小植株的发根能力高于其野生型。离开选择剂转代培养了七代的变异系对Hyp的抑制作用仍保持着相对稳定的抗性。     

抗羟脯氨酸水稻变异系的筛选及其特性的研究

利用Hyp反复筛选经EMS处理的水稻愈伤组织,得到4个抗性细胞系。它们的游离脯氨酸含量高于对照2—25倍。Hyp(2 mmol/L)和NaCl(1%)胁迫对M_1、M_2变异系γ-谷氨酰磷酸合成活力及游离脯氨酸积累的影响呈一定的正相关性。变异系在0.8%,15NaCl 培养基中分化出植株。与对照相比,各变异系在愈伤组织、植株水平上均表现较强的耐盐性,且与游离脯氨酸的积累量呈正相关。     

红豆草抗羟脯氨酸变异系原生质体培养后愈伤组织的抗性特征

通过NaN3诱变得到的红豆草抗羟脯氨酸（Hyp）变异系,在酶液中游离原生质体进行培养,获得再生植株。在含不同浓度NaCl、羟脯氨酸或PEG的MS培养基上,原生质体来源抗性意伤组织中的游离脯氨酸含量在1周之内均急剧增加,随后开始下降,3周后接近正常水平。随着胁迫程度的提高,抗性愈伤组织中游离脯氨酸含量呈递增趋势,生长速度呈递减趋势。     

红豆草抗羟脯氨酸变异系原生质体培养后愈伤组织的抗性特征

通过ＮａＮ３诱变得到的红豆草抗羟脯氨酸变异系,在酶液中游离原生质体进行培养,获得再生植株。在含不同浓度ＮａＣｌ,羟脯氨酸或ＰＥＧ的ＭＳ培养基上,原生质体来源抗性愈伤组织中的游离脯氨酸含量在１周之内均急剧增加,随后开始下降,３周后接近正常水平。随着胁迫程度的提高,抗性愈伤组织中游离脯氨酸含量呈递增趋势,生长速度呈递减趋势。     

枸杞抗羟脯氨酸细胞变异系筛选及其耐盐特性的研究

试验以枸杞(Lycium barbarum L.)成熟胚诱导的胚性愈伤组织为材料研究了：(1)^60Co—γ射线诱变处理对愈伤组织的影响;(2)耐羟脯氨酸(HYP)愈伤组织变异系的筛选;(3)耐HYP愈伤组织变异系的耐盐性及稳定性分析;(4)耐HYP愈伤组织变异系生理生化特性;(5)变异系的分化和再生苗的生理生化特性。初究结果表明：由胚性愈伤组织经30Gy的^60Co—γ辐射处理,在含16mmol／L HYP选择培养基和无HYP培养基上交替培养4代,分离出耐HYP的愈伤组织变异体;该变异体游离脯氨酸含量比对照高3．3倍,其再生植株叶片游离脯氨酸比对照高13．5倍。     

非洲菊耐羟脯氨酸变异系离体筛选体系的建立

以金黄色非洲菊品种深圳5号(S5)为材料,探讨了利用羟脯氨酸(Hyp)筛选耐热变异系的方法,初步建立了非洲菊耐Hyp变异系的离体筛选体系.结果表明,非洲菊新鲜花托和芽适宜的Hyp初始筛选剂量为0.4mg·mL-1,而预培养25d花托的初始筛选浓度宜增加到0.6mg·mL-1;获得的存活芽恢复培养后进行后续筛选时可以选择0.5~0.6mg·mL-1Hyp;通过对花托和芽进行5次间隔筛选后获得耐Hyp变异系SHP5,得率为0.7%.与对照(S5)相比,SHP5在室内高温胁迫条件下具有较高的游离脯氨酸含量,在自然高温条件下长势好,花序梗长度和花色素苷含量均显著增加,表现出较强的耐热性.     

羊草细胞变异系HR20—8的氨基酸组成水平与脯氨酸合成代谢变化的…

离体培养,筛选获得羊草抗羟脯氨酸细胞变异系ＨＲ２０－８,其愈伤组织中游离氨基酸和蛋白质氨基酸含量均发生了较大的变化,与供体对照比较,分别提高２．３５倍和１．４０倍,其中的脯氨酸组分在变异系体内表现异常增加。     

大麦籽粒及花药愈伤组织的游离氨基酸含量分析

对同一基因型大麦花药愈伤组织与籽粒中的游离氨基酸含量尤其是赖氨酸含量之间的关系进行分析,结果表明,对同一基因型而言,愈伤组织及籽粒中的同一氨基酸含量高低具有相同趋势。同时着重分析了愈伤组织中游离脯氨酸的含量与绿苗分化的关系,结果表明游离脯氨酸含量高的愈伤组织,其绿苗分化率较高,说明脯氨酸对绿苗分化具有重要作用。966259的花药愈伤组织及籽粒中的游离氨基酸总含量及游离赖氨酸含量均最高。     

羊草细胞变异系HR20－8的氨基酸组成水平与脯氨酸含成代谢变化的研究

离体培养,筛选获得羊草（Ａｎｅｕｒｏｌｅｐｉｄｉｕｍｃｈｉｎｅｎｓｅ（Ｔｒｉｎ．）Ｋｉｔａｇ．）抗羟脯氨酸（ＨＹＰ）细胞变异系ＨＲ２０－８,其愈伤组织中游离氨基酸和蛋白质氨基酸含量均发生了较大的变化,与供体对照比较,分别提高２．３５倍和１．４０倍,其中的脯氨酸组分在变异系体内表现异常增加,游离和蛋白质中的脯氨酸组分分别提高６．６倍和３．０倍,对脯氨酸合成途径中的γ－谷氨酸激酶的特性分析表明,变异系ＨＲ２０－８细胞内γ－谷氨酸激酶的活性比供体提高２．５倍。     

红豆草抗羟脯氨酸变异系的筛选及其特性研究

通过选择-NaN_3诱变处理-再选择的程序从红豆草下胚轴愈伤组织获得了抗脯氨酸类似物L-羟脯氨酸的变异细胞系。抗性变异细胞系的游离脯氨酸含量比正常细胞系高4.6倍,并且抗性变异系亦表现出了很强的耐NaCl、PEG 能力。这可能为筛选抗逆境植物提供一条有效途径。     

葡萄耐羟脯氨酸变异细胞系的筛选及其特性研究（简报）

葡萄愈伤组织经甲基磺酸乙酯（EMS）诱变处理后,用羟脯氨酸（HMP）作为选择压力,筛选出耐HYP的变异细胞系。该变异系游离脯氨酸含量比正常细胞系高4．7倍,并且表现出很强的耐NaCl和PEG能力。在盐胁迫下,变异系吸收的K 和Na 含量均高于正常系,而K ／Na 比值仍与正常系相近。     

水稻高脯氨酸变异系高脯氨酸含量和耐盐性的遗传性

由经羟脯氨酸处理的水稻品种香血糯幼胚愈伤组织中分离出的高脯氨酸变异体,经过长期继代２、分化和脱分化２等无性繁殖过程,仍保持其高脯氨酸含量特性,再生植株自交后代的脯氨酸含 大主于原型对照,杂交６－７个有性世代的测试表明高脯氨酸特性有遗传性,高脯氨酸变异系杂交种子在盐胁迫条件下的发芽率明显高于原型和另一个亲本品种,幼苗生长亦较佳,显示高脯氨酸系增强的耐盐性可以遗传。     

水稻高脯氨酸变异系高脯氨酸含量和耐盐性的遗传性

由经羟脯氨酸处理的水稻（OryzasativaL．）品种香血糯幼胚愈伤组织中分离出的高脯氨酸变异体,经过长期继代培养、分化和脱分化培养等无性繁殖过程,仍保持其高脯氨酸含量特性。再生植株自交后代的脯氨酸含量大大高于原型对照。杂交6～7个有性世代的测试表明高脯氨酸特性有遗传性。高脯氨酸变异系杂交种子在盐胁迫条件下的发芽率明显高于原型和另一个亲本品种,幼苗生长亦较佳,显示高脯氨酸株系增强的耐盐性可以遗传。     

卫星搭载红豆草后代中耐盐细胞系的筛选及鉴定

将红豆草种子搭载于940703返地卫星,经田间繁殖得后代种子,先将种子在1.5%NaCl上筛选、并在该盐浓度下诱导愈伤组织和筛选,在无盐培养基上恢复生长后再在1.2%NaCl上筛选得到耐盐变异系.变异系具有正常的分化能力并表现出对PEG胁迫的交叉抗性.变异系在无胁迫条件下脯氨酸含量较低但在有盐胁迫时具有高效积累脯氨酸的能力.后者可能对红豆草耐盐系更为重要.变异系中脯氨酸的这种合成机理可能是由于一些基因在调控中对水的敏感性改变引起.梯度聚丙烯酰胺凝胶电泳表明耐盐系的SOD和酯酶分别出现175kD和75kD的新形式.说明空间诱变和组织培养相结合可以筛选耐盐变异系.     

卫星搭载亚麻后代中PEG和NaCl抗性系的初步筛选

把空间生物学和细胞工程相结合,通过组织培养技术对其离体筛选,得到抗１．２％ＮａＣｌ和３５％ＰＥＧ的愈伤组织,将所得抗性系愈伤组织在２．０ｍｇ／Ｌ６－苄基氨基嘌呤、０．５ｍｇ／Ｌ吲哚乙酸的ＭＳ培养基上分化得到完整的植株。抗性系能在胁迫条件下保持高的生长速度和高效的脯氨酸合成能力,表明空间诱变与组织培养相结合有望可成为筛选抗胁迫变异系的有效途径。     

甘蔗抗逆细胞系选择及其生化特性的研究

利用脯氨酸类似物羟脯氨酸(Hyp)的生长抑制作用,筛选出抗Hyp的甘蔗(Saccha-rum sinensis Roxb)细胞变异系R932。抗性系体内游离脯氨酸含量超常积累(×3．2)。而且其体内脯氨酸合成途径中的关键酶γ－谷氨酸激酶对脯氨酸的反馈抑制较不敏感。R932抗PEG和低温能力较供体加强。实验结果表明γ－谷氨酸激酶特性的变化可能导致细胞内脯氨酸的过量积累,脯氨酸的过量积累有利于植物细胞对抗恶劣环境。     

利用组织培养选择烟草耐盐愈伤组织变异体并分化出再生植株

烟草(品种革新一号)叶片为外植体,直接置入含0.5%NaCl的修改MS培养基中,诱发产生耐盐的愈伤组织。然后采取逐步提高NaCl浓度的措施,分别获得耐0.5%、1.0%、1.5%及2.0%NaCl细胞系。耐盐细胞系在无盐条件下,生长9—11代后仍保持其耐盐性。从各个耐盐细胞系均分别获得再生苗。耐2.0%NaCl的04—9细胞系共得到15株再生植株,叶片狭长、多锯齿、并具有较多的花茎,多数花粉粒畸形,经过人工授粉获得少量种子。04-9变异型再生植株水培于含有1.0—2.0%NaCl的Hogland溶液中生长85天,仍然存活。原始型愈伤组织的细胞呈不规则椭圆形,耐盐细胞系的细胞均近似圆形;耐盐浓度愈高则细胞愈小。耐盐细胞系愈伤组织的叶绿素含量随耐盐浓度增高而增加;渗透势则随耐盐水平提高而降低。耐2.0%NaCl细胞系04—9愈伤组织内脯氨酸含量高40.7倍,其再生植株叶片内的脯氨酸含量亦较原始型增加两倍。耐2.0%NaCl细胞系再生植株的幼年与成年叶片的过氧化物同工酶的酶谱与原始型均有显著差别。以上试验结果均说明耐2.0%NaCl细胞系04—9及其再生植株是一个耐盐变异体。     

水稻高脯氨酸愈伤组织变异体的选择及其耐盐性

以水稻（ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ．）品种双丰１号幼胚愈伤组织为材料,经５０ＣＯγ－射线诱变处理后,用羟基脯氨酸（Ｈｙｐ）作为选择压力,通过多次在含Ｈｙｐ（３．０ｍｍｏｌ／Ｌ）的选择培养基和无Ｈｙｐ培养基上交替培养,分离出耐Ｈｙｐ的愈伤组织变异体。该变异体以高脯氨酸含量为特征,其脯氨酸含量比原型高２．６倍;在ＮａＣｌ处理时,随着ＮａＣｌ浓度的提高,变异体愈伤组织脯氨酸含量的增加大大高于原型。这种高脯氨酸变异体的耐盐性较原型强,用相对鲜重估计其耐性比对照提高３９％。变异体在盐胁迫下可溶性糖含量比原型多,吸收较多的Ｎａ＋,并维持较高的Ｋ＋含量;但Ｋ＋／Ｎａ＋比与原型无差异。变异体含水量略有下降。这些性状的变化显示了变异体在盐胁迫下渗透调节的加强。     

菜心耐羟脯氨酸初选系的耐热性

分析了离体筛选出的一个菜心耐羟脯氨酸选择系的脯氨酸含量和耐热性。Hypr01比原品种六十天特青有较高的游离脯氨酸含量：35℃热胁迫下Hypr01中有显著的游离脯氨酸含量增加,为六十天特青的4倍和耐热品种四九菜心的近2倍。与对照相比,在35℃下连续培养的Hypr01愈伤组织表现出更强的活力和根的分化能力,鲜重增量明显加大：相对电解质渗出率、愈伤组织褐变程度和MDA含量低：SOD、CAT活性较高。在人工气候箱模拟栽培高温逆境下,Hypr01再生苗生长优于未经选择的六十天特青,并具较低的电解质渗出率和较高的鲜重增长,说明有较强的耐热性。