油菜花粉单倍体苗形成过程中硫甙含量和芥子酶活性变化的研究

在油菜（Brassica uncea)花粉胚状体及幼苗的形成过程中，经分析测定表明，花粉胚状体中硫甙含量较高，随着胚状体的生长发育，含量有所下降，并在20天内基本保持稳定，由花粉胚状体形成的无定形培养物再生次生胚状体时，硫苷含量迅速增加，在对各种样品的硫苷含量进行测定的同时，分析测定了其芥子酶活性，从实验结果看，硫苷含量与芥子酶活性之间有一定的相关性，在整个单倍体苗形成过程中，它们的变化模式相近。     

油菜离体培养与芥酸微量测定相结合的育种新技术 Ⅱ.芥菜型油菜花粉胚状体芥酸含量的变化

本文首次报道了芥菜型油菜(Brassica juncea)花粉胚状体群体规模的芥酸变化的研究结果,并与种子的芥酸变化进行了对比研究。在单个测定的91个花粉胚状体中发现,单个花粉胚状体之间芥酸含量的变化很大,约在30—52％之间;在单粒测定的68粒同一品种的种子中,芥酸含量的变化也不小,其变化范围为28—56％。测定由花粉胚状体衍生的次级胚状体及其经加倍后获得的纯合二倍体种子芥酸含量的变化,结果表明这种变化的主要原因是由基因型的差异所引起的。     

油菜离体培养与芥酸微量测试相结合的育种新技术Ⅰ.芥酸测定新方法及其在不同组织中的分布

以Folch法为基础,汲Bligh和常规二法所长,建立了植物鲜组织类脂提取新方法,并用新方法同Bligh及常规法进行了相对含量与绝对含量比较。结果表明,新方法在重复性及准确度方面都较后二者好。利用新方法,测定了4种组织和器官,发现只有种子和花粉胚状体含有较高含量的芥酸。萌发5天的子叶中,芥酸含量较低。愈伤组织中没有芥酸。表明芥酸的形成与胚结构的形态分化相一致。此外有可能进行低或零芥酸胚状体的筛选。通过对发育中的花粉胚状体芥酸含量变化的研究,发现自花药接种日期算起,通常需要35—40天后,花粉胚状体中的芥酸含量达最高值并保持稳定。这是为低或零芥酸单倍体育种对胚状体进行筛选的适宜时期。     

芥菜(Brassica juncea)花粉胚状体与离体种胚脂肪酸的变化

在油菜改良品质育种中,利用单个花粉胚状体筛选低或无芥酸株系,需要了解花粉胚状体在发育过程中芥酸含量的变化及与其他脂肪酸变化的关系。Gurr(1972),Dasgupta等(1973)和黄尚琼(1980)研究了不同种、不同品种种子发育过程中脂肪酸组成的变化,但均未曾对离体花粉胚状体和离体种胚进行研究。本文在于探索离     

天仙子(Hyoscyamus niger)花粉的胚胎发生与器官发生

天仙子花粉在附加不同浓度NOA的BN培养基中,形态发生能力不同,低浓度易由花粉直接形成胚状体,高浓度一般先形成愈伤组织,再由愈伤组织分化胚状体或根芽。实验表明,直接起源于花粉的胚状体与经花粉愈伤组织形成的胚状体,其胚胎发生的模式和顺序相同,均由原胚、球形胚、心形胚、鱼雷期胚到子叶期胚,但二者原胚的起源不同。花粉愈伤组织亦可经器官发生途径产生根芽。     

辣椒花药培养胚状体发生的组织学和细胞学研究

采用荧光显微镜、扫描电镜和透射电镜技术．系统研究了辣椒花药培养胚状体发生的组织学和细胞学变化特征。辣椒单个花药中花粉发育具有强烈的不同步性。随着培养时期的变化．不同时期花粉的百分率也发生变化。处于单核靠边期的小孢子培养以后按两种发育途径之一进行发育。在多数情况下,孢子体不对称分裂,产生典型双核花粉。胚性花粉粒是由营养核的重复分裂形成的。当小孢子从四分体中释放出来．特殊类型的外壁已经形成。在随后的花粉发育过程中．小孢子体积增大,外壁继续加厚。培养24h后,小孢子体积增大。胚性发生的小孢子表现出两种不同的形态变化。当胚状体发育到心形胚时．胚状体的表皮细胞排列规则。用光学和电子显微镜分析了小孢子胚状体形态形成过程．及胚状体诱导后细胞组织发生的一系列结构变化的时序性特征,这些变化主要影响质体、液泡室、细胞壁和细胞核,进一步分化的程序模拟合子胚的发育。     

玉米花粉胚状体发育过程中DNA,RNA蛋白质含量及合成动态变化

继代培养的玉米花粉胚状体的发育过程可划分为6个时期:胚性细胞团时期、球形胚时期、心形胚时期、梨形胚时期、子叶形胚时期以及分化期。我们应用微量生化分析技术以及放射性同位素液体闪烁计数技术研究了玉米花粉胚状体发育过程的DNA、RNA、蛋白质含量及合成动态,发现DNA、RNA和蛋白质含量在胚性细胞团期较高,然后下降,但到了分化期时又有所升高。DNA合成速度在胚性细胞团时期较高,在以后的各时期降低并保持平稳。RNA和蛋白质的合成动态呈相似的变化规律。这个结果说明DNA、RNA和蛋白质在胚状体发育早期的活跃代谢,可能与胚性细胞的快速分裂以及胚性结构的形成有关,而后期的活跃代谢可能与胚状体的分化有关。     

从玉米花药培养中诱导胚状体的发生

从植物花药离体培养中诱导花粉植株,可以通过两种途径获得。一种是由花粉细胞先形成愈伤组织,再分化成植株。另一种是直接由花粉细胞形成胚状体—花粉胚—发育成植株。后一种途径引起了许多研究者的兴趣。这是因为胚状体成苗速度快,成苗率高。     

菸草(Nicotiana tabacum)和辣椒(Capsicum annuum)花药离体培养的研究

本文报道关于菸草和辣椒花药离体培养的研究结果。对于菸草花药离体培养曾进行四种培养基的对比试验,结果以 NH 效果最好,Blaydes 次之。10—20%(体积/体积)椰乳能提高花药成胚的百分比,对单倍体幼苗也有促进作用。蔗糖浓度从1—4%都能产生“胚状体”,以3%的蔗糖浓度产生“胚状体”的百分比最高,长出的幼苗也比较健壮。对花粉不同发育时期进行了比较试验,花药中花粉单核靠边时期进行培养的出苗率最高。“胚状体”的形成主要由单核花粉粒均等分裂或由营养核分裂两种方式形成“胚状体”。生殖核只进行几次分裂而最后逐渐退化消失。对菸草花粉植株进行根尖或茎尖制片,观察其染色体数目为24,证明是单倍体。用不同浓度的秋水仙碱对单倍体植株进行染色体加倍,得到许多二倍体后代,其中少数是四倍体。本文对花药离体培养和组织培养中产生“胚状体”问题进行了讨论。辣椒采用花粉单核靠边时期的花药,培养在 NT 及 MS 加有补充物质的培养基上,花药既产生“胚状体”又产生愈伤组织。观察到单核花粉最初分裂发育成多细胞“原胚”到最后形成幼苗的过程。“胚状体”的发育与合子胚的发育过程相似。在花粉发育成幼苗的各个发育时期都可能停止发育,长成幼苗的只是少数。由单核花粉粒所形成的多细胞“原胚”可突出花粉壁外但仍与花粉粒相连,花粉粒内细胞大而染色淡,花粉壁外的多细胞“原胚”的细胞排列紧密,体积小而有分生能力,有的已开始分化。小苗的根尖和愈伤组织细胞,用醋酸洋红压片检查,其染色体数目为12,证明是单倍体。     

黑麦(Secale cereale L.)花药培养及其雄核发育

离体培养黑麦花药,单核花粉可以通过不等分裂和均等分裂由营养性质的核发育成花粉胚状体或愈伤组织,并且最后形成了单倍体植株。接种前对穗子进行适当的低温处理,可以有效地提高胚状体和愈伤组织的生成率。根据多核和多细胞花粉的败育情况,认为新壁的形成和花粉外壁的适时破裂是已经启动分裂的小孢子能否发育成胚状体和愈伤组织的两个关键问题。     

黑穗醋栗(Ribes nigrum L.)未受精胚珠培养诱导体细胞胚状体和植株再生的研究

本文报告了黑穗醋栗(Ribes nigrum L.)三个栽培品种中的薄皮黑豆未受精胚珠(花粉发育到单核晚期)在MS基本培养基附加植物激素BA,2.4-D和GA_3中形成了体细胞胚状体。长度约为0.5—1.0cm大小的胚状体在生根培养基中可以形成完整的再生植株。经过筛选得到了体细胞胚性愈伤组织无性系,继代培养二年多仍能保持胚状体形成能力。试验结果表明:诱导体细胞胚胎发生受品种和接种时期的影响,适宜的接种时期为花粉发育到单核晚期。培养基中的BA为诱导胚胎发生和保持胚性愈伤组织无性系所必需。     

枸杞悬浮培养条件下的胚状体发生

在MS培养基上诱导宁夏枸杞下胚轴切段形成愈伤组织,并进行细胞悬浮培养。观察了悬浮培养条件下胚状体的发生过程。<1>观察发现,细胞经悬浮培养几天以后,先形成胚性细胞团,再有胚性细胞团块形成一个或几个胚状体。较大的胚状体也可以形成新的次生胚状体。<1>影响胚状体形成的关键因素是激素的种类及其含量。实验采用的基本培养基为MS,比较适宜胚状体发生的激素是0.2mg/L 2,4-D。同样浓度的2,4-D,会抑制胚状体的进一步发育,用0.2mg/L6-BA代替2,4-D, 则胚状体可以进一步发育并形成小植株。     

玉米体细胞培养中胚状体的发生

在植物细胞和组织培养中,高等植物发生胚状体的现象比较普遍。单子叶植物从花粉小孢子和体细胞形成胚状体的有水稻、小麦、黑麦、玉米、甘蔗、大麦、无芒雀麦、珍珠谷等。我们对玉米雌、雄幼穗进行培养,获得了体细胞胚状体和胚性细胞团,并建立起细胞无性系。现将试验结果报道如下。     

小黑麦(Triticale)雄核发育的细胞学研究

本工作对小黑麦(Triticale)花粉植株的诱导方法及其雄核发育中的细胞学现象作了研究,所得结果如下: 1 .椰乳在诱导小黑麦花粉形成愈伤组织及其后由愈伤组织分化成苗上,都有良好的作用。 2.不同品系的小黑麦的花药在产生愈伤组织的能力上具有很大的差异。但是不能产生愈伤组织的品系的花药,不一定是花粉没有形成“胚状体”的能力,只是所产生的“胚状体”在发育的早期夭亡了。 3.在“胚状体”细胞没有完全愈伤组织化之前适时将其转移到分化苗的培养基上,可望得到较高的成苗率。 4.单核花粉粒第一次分裂所形成的两个核,虽然在外形上相似但生理上往往已有分化。其中一个具生殖核性质,以后的分裂多形成游离核,在“胚状体”的发育中最后被排除;另一个具营养核性质,以后的分裂形成细胞,在“胚状体”的建成中起主要的作用。 5.处于分化或分生状态的细胞内一般很少有淀粉的积累,但在其周围的细胞中则有多量淀粉粒存在。     

茄子(Solanum melongena L.var.grossum)单倍体植株的诱导及对其后代的观察

成功地通过胚状体及愈伤组织诱导成花粉植株,经染色体加倍已获得较多的纯合二倍体株系;同时研究了激光处理花药对诱导胚状体的影响;初步摸索出通过胚状体成苗能减少混倍现象。经胚状体和愈伤组织诱导的花粉植株未见到发生衰退的现象。     

水稻离体花粉培养诱导形成植株

被子植物离体花粉培养的研究,近几年在双子叶植物菸草上有了新进展,可使近10％的花粉诱导成为胚状体及植株(Nitsch,1974)。本文首次报道了禾本科植物水稻的离体花粉培养诱导形成植株的研究结果。     

2.4-D、6-BA对人参体细胞胚胎发生过程的影响研究

本实验以人参芽胞、二年生人参根、实生苗的茎、叶为外植体研究了体细胞胚的发生条件,并对其发生过程中可溶性蛋白、相关酶活性及内源激素的变化等进行了研究。结果表明,诱导愈伤组织的培养基为MS+2,4-D 4.0mg/L + BA 0.2mg/L;在MS+2,4-D 1.0mg/L + KT 0.2 mg/L培养基上继代培养,可获得胚性愈伤组织;在无2,4-D的培养基上可诱导出胚状体。将胚状体转入无任何激素的MS培养基上继续培养,之后转入1/2MS培养基上获得再生植株。组织细胞学观察表明人参胚状体的起源方式为单细胞起源。在体细胞胚胎发生过程中,多糖和淀粉含量在早期胚时较低,可溶性蛋白含量、POD及PPO活性在早期胚时最高;IAA在早期胚时期含量最高,在成熟胚时期ABA含量最高,而ABA/IAA比值在成熟胚时较高,利于体细胞胚的发育成熟。cDNA-AFLP 分析表明胚状体发育不同时期的人参培养物基因表达不同,从而导致了分化和发育。培养物HPLC分析表明胚胎发生试管苗总皂苷含量比子叶胚时期高4倍多。单体皂苷差异较大。     

玉米花粉愈伤组织胚状体发生的研究

在玉米花药培养中,从八趟白花药中获得了花粉愈伤组织,在继代培养中能连续发生胚状体并分化成苗。经两年继代24次仍保持全能性。细胞学和组织学研究表明,胚状体的发生过程和合子胚相类似。胚状体发生不同步,因此在同一块愈伤组织上可以见到不同发育阶段的胚状体;从单细胞胚、2—8细胞胚、到多细胞胚和成熟胚。小植株根尖细胞染色体检查表明,绝大多数细胞为单倍性。在长期继代培养下倍性相对稳定。如能建立单倍性胚性细胞无性系,在玉米改良的理论和实践问题的研究中将是有用的。     

在三叶橡胶花药培养中体细胞与小孢子的关系

研究了三叶橡胶花药体细胞的愈伤组织化与花粉胚形成的关系。在只能促进花药体细胞增殖的培养基上,小孢子没有进一步发育而空瘪;在抑制体细胞增殖的培养基上,无论是花药体细胞组织或小孢子都未能进一步发育,小孢子逐渐解体,而在能诱导体细胞有一定程度的发育,同时又能诱导小孢子发育的培养基上,约有10—20%的花粉形成多细胞球。它们的发育与体细胞密切有关。还发现,在接种培养基中加入1—2毫克/升a—萘乙酸对体细胞与小孢子发育均有良好效果。对胚状体的细胞学观察表明:这些胚状体是单倍体(2n=18)。此外,花药接种前冷冻预处理(11℃24小时及3—5℃20小时),对小孢子有明显的不利影响。在经冷冻预处理后所得胚状体中,有相当多的二倍性细胞分裂相出现。这些胚状体可能来源于体细胞组织。     

北五味子体细胞胚发生过程中内源IAA、ABA和GA3含量的动态变化

以北五味子不同发育阶段的体细胞胚为材料,利用高效液相色谱法(HPLC)对其内源吲哚乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)和赤霉素(GA3)含量进行了测定,探讨内源激素在体细胞胚正常发育过程中所具有的作用。在北五味子体细胞胚发生过程中,IAA和GA3含量均呈现先增加后降低趋势,ABA含量表现为先降低后增加趋势。IAA和ABA含量分别在球形胚阶段达到最大值和最小值,而GA3含量在心形胚阶段达到最大值。与正常体细胞胚相比,畸形胚中IAA和GA3含量高于各时期的正常胚状体,而ABA含量则显著低于其他各时期的正常胚状体。高水平的IAA在北五味子体细胞胚的发生阶段起重要的作用,而ABA在体细胞胚的成熟过程中起关键作用,GA3则与其体细胞胚的生长发育过程密切相关。但过高水平的IAA和GA3,以及过低水平的ABA会使体胚无法正常发育成熟,可能是引起畸形胚数量增加的主要原因之一。