水稻单倍体再生苗的人工加倍及其后代遗传学观察

几年来的花培实践表明,水稻花粉植株中 单倍体比例一般占30-50外。随着花药培养技 术的不断发展,单倍体植株的人工加倍已日益 成为单倍体育种研究的重要内容之一。由于釉 稻花粉植株诱导频率较低,加上单倍体植株娇 嫩细弱,目前尚缺乏高效而又安全的加倍方法。 此外,有关人工加倍后代的遗传学观察并不多 见。为了探索水稻单倍体高效安全、简便经济 的加倍方法,我们自1978年以来进行水稻单倍 体再生苗人工加倍及其后代遗传学观察研究, 现将结果报告如下。     

水稻单倍体再生苗的人工加倍及其后代遗传学观察

几年来的花培实践表明,水稻花粉植株中单倍体比例一般占30—50％。随着花药培养技术的不断发展,单倍体植株的人工加倍已日益成为单倍体育种研究的重要内容之一。由于籼稻花粉植株诱导频率较低,加上单倍体植株娇嫩细弱,目前尚缺乏高效而又安全的加倍方法。     

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％     

离体产生的单倍体植株的染色体加倍

尽管目前应用组培技术来生产单倍体植株已成为一条重要的育种途径,但常常却难以使单倍体植株的染色体数加倍。染色体加倍事件可自发产生或可用如秋水仙碱的抗有丝分裂剂来处理单倍体植株而诱发产生,或者是离体或植株脱离于离体条件后产生的。然而自发加倍的发生频率非常低,用有毒化学药品秋水仙碱处理又较为困难,需要量相当大,可能还会引起植株矮化,延迟开花,诱变,倍性嵌合及结籽量低。 日本Osaka Prefecture大学研究人员发现,在离体培养之前,若先将花芽上切下的花药直接浸于秋     

小麦花粉愈伤组织植株体细胞染色体的变异

研究了用花药培养方法诱导出来的小麦花粉愈伤组织和54个当代植株体细胞染色体的变异情况。发现它们大多是混倍体,但根据其染色体基数的不同,大量的花粉小麦是单倍体和纯合二倍体植株。同时,我们还首次获得了用花粉培养诱导的小麦5x植株和典型的混倍体植株在花粉愈伤组织中观察到染色体双着丝化现象。 离体培养和花粉的单倍性容易引起植物体细胞的核内有丝分裂,核融合,多极有丝分裂以及染色体断裂等现象。这些有丝分裂的异常过程,是产生染色体加倍、混倍体以及染色体变异的各种新类型的重要原因。 研究花粉发育时期在花药培养中的作用,改进培养条件和方法,不仅可以提高诱导花粉植株和提高花粉植株自然加倍的频率,同时还可能获得染色体和染色体组发生变异的新类型,为研究染色体工程和染色体组工程开辟新途径。     

水稻花粉植株的快速繁殖

目前水稻花药培养绿苗诱导频率偏低,加上花粉植株比较娇嫩细弱,越冬和加倍处理引起部分植株死亡,这是花培单倍体育种应用的一大障碍。为了探索花粉植株试管苗越冬的途径,并繁殖足够的绿苗供大田育种和理论研究用,我们从1976年以来,进行水稻花粉植株快速繁殖技术的研究。经过几年     

问：秋水仙素处理单倍体得到的一定是纯合子吗？

答：单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。那么如果此物种是二倍体如某玉米植株基因型是Aa．其单倍体植株的基因型为A、a两种,当用秋水仙素加倍以后．生成植株的基因型为AA、aa两种纯合子;但如果此物种为四倍体、六倍体、八倍体等偶数倍多倍体时,如某马铃薯植株基因型为从aa时,则形成的单倍体植株的基因型为AA、Aa、aa3种类型。     

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。     

用花药培养创建小麦加倍单倍体作图群体

用花药培养创建加倍单倍体作图群体是构建数量性状基因作图群体的有效途径,但通过花药培养生产小麦加倍单倍体的成功率较低。该文考查了小麦幼穗发育时期、低温处理幼穗及高温处理接种花药对花粉愈伤诱导率的影响。采用春播小麦做为花药供体,推迟花药接种时间,避免试管苗在低温条件下越夏,有利于早移栽,培育冬前壮苗,同时加强试管苗移栽后的田间管理,保证安全越冬,有效地提高了花药培养生产加倍单倍体的成功率。通过花药培养创建了一个具有１９１个个体的小麦加倍单倍体作图群体,该群体将用于小麦有关抗旱性状及产量性状基因的遗传作图     

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。     

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。     

用气孔长度鉴定小麦花粉植株倍性的研究

本文根据对小麦花粉植株叶片气孔保卫细胞长度的测量及其变异性分析,得到以下结果:一、小麦花粉单倍体(1n)与二倍体(2n)之间虽形态十分相似,但其气孔长度差异显著;二、来自杂交一代的不同花粉植株,性状分离很大,但其单倍体之间或二倍体之间,气孔长度差异不显著。因此,用测量气孔长度鉴定小麦花粉植株倍性是可行的,且方法简便、快速。     

离体染色体加倍的新技术

利用花药衍生的单倍体植株进行植物育种取决于这些植株染色体数目加倍而获得双单倍体植株的能力,染色体加倍可自然发生,也可通过抗有丝分裂试剂如秋水仙碱处理完整单倍体植株或单倍体组织培养物来诱导发生。秋水仙碱用于进行多种作物染色体加倍已达50余年。然而,秋水仙碱可以促使植物诱变,同时也对人类具有剧毒,因此,应用秋水仙碱进行研究难度较大。荷兰 Wageningen 植物育种与繁殖研究中心的 J.M.Van.Tuyl 和同事研究发现,除草剂 Oryzal-in 可用作低浓度秋水仙碱的替代品。他们用0.0001～0.01% Oryzalin 离体处理 Nerine 和 Lilium 的不育     

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。     

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。     

从未授粉的小麦及烟草子房培养出单倍体植株

在子房和胚珠培养方面国内外已做了许多工作,但离体培养未授粉的子房获得单倍体植株迄今国内外尚未见报道。从未授粉的子房长出单倍体植株,不但具有育种工作上的实用价值,同时也具有遗传学、胚胎学及细胞学等基础学科的理论意义。我们用未授粉的小麦和烟草子房离体培养,从胚珠中长出了单倍体植株。现将主要的试验结果报道如下:     

问:单倍体植株都是高度不孕的吗?

答：高中《生物》第2OI页有这样一句话：“与正常的植株相比,单倍体植株长得弱小,而巨是高度不孕的……”。这样的叙述是不确切的。因为单倍体来源不同,往往含有不同数目的染色体组,如普通小麦的单倍体有3个染色体组,陆地棉的单倍体有2个染色体组,而玉米单倍体只有1个染色体组。如果一种单倍休植株的体细胞中只含有1个染色体组,由于进行减数分裂时,染色体成单价体存在,没有相互联会的同源染色体,所以最后将随机地分离到配子中去,结果绝大多数不能发育成有效配子,因而表现高度不育。例如：单倍体玉米含有10条染色体,从理论上计…     

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。     

库拉索芦荟的多倍体诱导及其变异初报

在组织培养条件下,对库拉索芦荟（Aloe vera L.)用秋水仙素进行染色体加倍的诱导处理,结果表明：用含0.06%秋水仙素处理12h后诱变频率可达50％,其效果最佳。经秋水仙素诱导的加倍群体与正常二倍体植株比较,植株的大多数叶片变厚,叶色变深,叶片变大,气孔增大而单位叶面积气孔数减少。对变异材料进行细胞学研究所发现,体细胞中期染色体为2n=4x=28,为4倍体。未加倍前的二倍体为2n=2x=14。检测中也发现有少数植株有2n=14和2n=28两种细胞型的情况。     

禾木科植物染色体消除型远缘杂交的研究进展

植物远缘杂交是作物育种中广泛应用的技术。除了核型稳定的种间杂交可以获得杂种以外,还可以利用核型不稳定的种间杂交后父本染色体消除的现象,通过胚培养和染色体加倍处理获得加倍单倍体(DH)植株。然而从小麦×玉米杂交获得的DH后代与其理论上应完全同质的遗传表现却不相符,总有2～5％的DH植株发生了形态学变异。最近的研究证明。通过小麦×玉米的受精作用,一些玉米特异DNA可以被转移到小麦DH后代的基因组中。