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。     

小麦花粉植株染色体加倍和结实的研究

从七十年代利用花药培养技术获得大量花 粉单倍体植株以来,花培技术在育种上应用的 潜力日益显示出来,就小麦来说,已有一些优良 的花培新品系在试种和推广。但花粉植株是单 倍体不能结实,需要设法使其加倍恢复成二倍 体（普通小麦单倍体植株是3x,加倍则成6x)o 关于单倍体植株染色体加倍的方法,通常用秋 水仙素溶液浸泡幼苗基部^[1],我们也曾多次用 这种方法,但加倍结实率并不很理想。     

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     

染色体组分割的甘蓝型油菜单倍体的形成途径

在３６０株甘蓝型油菜与诸葛菜的属间远缘杂种自交后代中,发现了３株单倍体植株。通过对杂种的细胞学表明,染色体组分割和核融合是单倍体的形成机制。通过人工加倍,获得了纯合二倍体植株。对纯合二倍体研究表明：纯合二倍体具有高度遗传稳定性,具有与花粉植株的纯合二倍体的同样的育种意义。     

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％     

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。     

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     

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。     

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     

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。     

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     

植物花粉培养研究进展

花粉培养又称为游离小孢子培养,指将发育到一定阶段的花粉从花药中游离出来成为分散或游离状态,通过培养使花粉粒脱分化,进而发育成完整植株的过程。花粉培养的主要目的是获得单倍体植株,进而得到双单倍体(double haploid,DH)植株,最终获得纯合系物种。本文对花粉培养形成植株的物种信息进行了收集整理,概述了国内外花粉培养的一些最新研究进展,包括影响花粉培养形成胚的因素以及提高花粉胚产量的措施,并对花粉培养的前景进行了展望。     

植物花粉培养研究进展

花粉培养又称为游离小孢子培养,指将发育到一定阶段的花粉从花药中游离出来成为分散或游离状态,通过培养使花粉粒脱分化,进而发育成完整植株的过程。花粉培养的主要目的是获得单倍体植株,进而得到双单倍体(double haploid,DH)植株,最终获得纯合系物种。本文对花粉培养形成植株的物种信息进行了收集整理,概述了国内外花粉培养的一些最新研究进展,包括影响花粉培养形成胚的因素以及提高花粉胚产量的措施,并对花粉培养的前景进行了展望。     

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。     

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。     

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。     

花粉单倍体的遗传品质——花药培养是否降低了育种材料的农艺价值

自S.Guha和S.C.Maheshwari 1964年以曼陀罗(Datura)花药为材料,首次成功地诱导出离体幼胚以来,人们经过不断的发展和完善使之形成了一套完整的花药培养技术,即通过植物花药(或小孢子)的培养,大批创制单倍体并经染色体加倍进而获得双单倍体(Doubled haploid)植株。该技术被迅速而广泛地应用于作物育种程序之中。目前已有不少的栽培作物成功地获得了花粉植株,如:烟草、小麦、大麦、水稻、黑麦、小黑麦、玉米、甘     

通过矿盐浓度的调整筛选小麦花药培养基

近年来,利用作物花药离体培养法诱导花粉植株,为进行单倍体育种提供了一种新的技术方法,并在某些作物的育种方面取得了一定成绩。就小麦的花粉单倍体培养来说,提高花粉愈伤组织诱导频率和分化频率是关系到这一方法能否应用于育种实践的关键,而培养基筛选的研究,又是提高花粉愈伤组织诱导频率和花粉植株分化频率的重要因素之一。朱至清等通过氮源调整试