植物小孢子胚胎发生机理

植物小孢子胚胎发生是作物遗传育种研究中的一个重要内容,也可以用来作为一个研究离体胚胎发育的优良模式系统.小孢子胚胎发生可以分为获得胚性潜能、启动细胞分裂和图式形成等3个特征阶段,对这3个阶段中主要的细胞分子特征进行综述.     

结球甘蓝游离小孢子胚胎发生

以结球甘蓝品种“强夏”为材料进行游离小孢子培养,对与胚胎发生关系密切的因子进行探讨。研究结果表明,在盛花前期取材最适宜;单核晚期至双核期的小孢子才能发育成胚状体;含17%蔗糖的培养液在培养初期有利于小孢子存活;培养3d后胚胎诱导则以14％蔗糖浓度为最好;高浓度（17％）蔗糖培养3d后添加低浓度（11％）蔗糖培养液能大大提高胚胎发生能力,比一直在14％蔗糖培养液培养的提高282．4％,比更新培养液培养的提高126．1％。     

辣椒游离小孢子细胞团培养的胚状体形成

从预培养15天后的花药中机械游离小孢子及其细胞团,经28℃液体悬浮暗培养．30天后,获得了自球形期胚到子叶期胚发育程度不等的各类胚状体。从12个花药中可以形成高达22个胚状体,且子叶期胚的比例约为23％。显微镜检表明,这些胚状体来自游离的小孢子细胞．经核的对称分裂形成多核细胞或者早期形成多细胞团,最后经细胞的分裂分化形成。胚状体体表具毛,活力有差异。在适当培养基上,具活力的鱼雷期及子叶期胚状体均能发育成正常植株。7℃、32℃、35℃8天的胁迫处理均能诱导小孢子胚状体发生。但花药培养中7℃、35℃处理下的出胚率较32℃下高,而游离小孢子细胞团培养中以35℃、32℃下较好。7℃处理下获得的胚状体数很少．对产生这种现象的原因进行了探讨。出胚率在基因型间,不同胁迫处理温度间表现明显差异。而在温度处理的不同天数间差异不明显。流式细胞仪对再生株真叶的DNA含量分析表明．获得的再生株中具有单倍体、双单倍体以及单倍一双倍嵌合体植株。本结果为进一步开展辣椒雄性生殖途径的胚状体发育研究。提高辣椒成熟胚状体的频率提供了实验体系。     

红菜薹游离小孢子培养与植株再生

以5个红菜薹(Brassica compestris ssp．chinensis var．pupurea Hort．)基因型为试材,探讨了基因型和活性炭对产胚量的影响。结果表明：产胚量最高的是基因型8902,达到42个／皿,最少的为零;加适量活性炭可以使产胚量提高近3倍。同时,对胚状体进一步再生成苗因素也进行了研究：在培养基中添加1．2％的琼脂浓度再生率最高,达到50．1％;4℃下处理10d可使再生成苗率从45％提高到65％;随胚状体年龄的延长,其再生成株率明显降低,最适的胚龄是20-24d;而培养基B5和MS对小孢子再生率的影响不大。     

甘蓝型油菜游离小孢子培养的胚胎发生

以生长在非控温控光下的４个冬性甘蓝型油菜（ＢｒａｓｓｉｃａｎａｐｕｓＬ．）品种为供体,进行游离小孢子培养。研究发现,多数品种在开花３－７天取材最为适宜。在甘蓝型油菜小孢子培养中只有单核晚期的小孢子才可能发育成胚状体,而花药培养时处于单核早期的小孢子易于发育成胚状体。在适当花期选取发育比较一致的单核晚期小孢子培养,经数小时后,部分小孢子便开始膨大,这是小孢子发育成胚的最早标志,膨大的小孢子中,有部分形成多细胞球并进一步发育成胚。用春性甘蓝型油菜为材料进行蔗糖浓度的实验结果表明：培养３天后,在１６％蔗糖培养基中存活的小孢子最多,达１６．１３％;培养３０天后,胚状体诱导频率则以１３％蔗糖浓度为最高,每花蕾可达１４４个胚状体。如果在１６％蔗糖培养基中培养３天后,添加等体积的１３％蔗糖培养基,能够大大提高胚状体的诱导频率,为仅用１３％蔗糖培养基培养的３．７倍。这一实验体系正在用于抗菌核病的诱变与筛选,并作为外源基因导入的实验体系。     

大麦直接游离小孢子培养中的脱分化启动和胚胎发生

采用DNA特异荧光染料,在共聚焦激光扫描显微镜下,对直接游离的大麦小孢子,在预处理过程中的脱分化启动,以及培养过程中的胚胎发生进行了较详尽的细胞学特征的观察,并在主要发育途径上与低温预处理后的小孢子进行了比较.研究结果表明:(1)小孢子的脱分化启动在预处理的12h内就已开始.完成脱分化启动的小孢子在细胞学上的主要特征为:细胞体积明显增大;核与核仁体积也显著增加,核仁极其明显,且高度浓缩,核/质比例高.(2)不同的预处理方法,都是促使离体小孢子完成脱分化启动,从而激发胚胎发生过程.(3)预处理方法可通过改变离体小孢子第1次有丝分裂的方式,而形成不同的主要发育途径.经低温预处理以形成A途径为主,直接游离以形成B途径为主.     

水稻游离小孢子培养最新研究进展

水稻小孢子培养技术不但可用来生产单倍体植株和加倍单倍体植株,而且可望成为转基因的理想受体系统。目前转基因技术、分子杂交技术与小孢子培育技术的有机结合已成为加快水稻育种速度的有效途径。本文从水稻小孢子分离纯化、影响愈伤组织或胚状体发生的因素以及植株再生三个方面综述了水稻游离小孢子培养的最新研究进展。最后就水稻小孢子培育技术急需解决的问题进行了讨论,并对小孢子培育技术发展前景进行了展望。     

高等植物小孢子胚发生的启动

高等植物小孢子在受到胁迫时能改变正常的花粉发育途径而启动胚发生途径.小孢子胚发生的启动主要包括胚发生的诱导、对胁迫的细胞应答和抑制花粉发育程序.目前,国内外对于小孢子胚发生研究大多限于形态学观察,对小孢子由正常花粉发育途径转向胚发生途径过程中所涉及的相关分子机制缺乏系统报道,而上述研究是精确、高效诱导小孢子胚发生的关键.结合目前最新研究,对小孢子胚发生的早期事件,尤其是小孢子启动胚发生的生理生化和分子机制作一简要论述.以期为相关研究提供参考.     

影响羽衣甘蓝游离小孢子培养中胚状体发生的几个因素

以18个羽衣甘蓝(Brassica oleracea L.var.acephala DC.)F_1杂交种(表1)为试材,研究了几种影响小孢子胚发生的因素。试验于2005～2006年在本校蔬菜试验基地进行。分温室盆栽和露地栽培2部分。温室盆栽于2005年7月15日以穴盘播种育苗;8月25日移栽于花盆;11月5日移到     

初始培养条件对定兴芥小孢子胚胎发生的影响

本文探索了油菜花药培养中小孢子胚早期发育的适宜条件。花药分步悬浮法第一培养基的简化实验表明,小孢子胚在仅含有20%蔗糖的空白培养基上的诱导率(212%)与对照的(202%)无显著差异。这样,第一培养基便从原Keller培养基简化为不含大量、微量和有机元素而仅含有20%蔗糖的水溶液,并且,花药第一阶段的培养时间从原来的3—5天减少到1.5—2天。此外,研究了花药在蔗糖水溶液上的滞留时间对小孢子胚胎早期发育的影响。滞留36～48小时,小孢子胚的诱导率(135%)最佳。考察小孢子胚胎早期发育的状况与不同滞留时间的关系则发现,36—48小时内每100个活细胞里,膨大细胞约占70%。这表明,早期培养时,花粉只要膨大而不需分裂即可转入第二阶段培养,便可获得较高产率的胚状体。     

PCIB an Antiauxin Enhances Microspore Embryogenesis in Microspore Culture of Brassica juncea

An efficient protocol to improve microspore embryogenesis is established in an important oleiferous crop, Brassica juncea (Indian mustard). Colchicine was used for enhancing microspore embryogenesis and also to obtain doubled haploid embryos. Colchicine at high concentrations (>10 mg l⁻¹), for 24 h, proved convenient for direct recovery of diploid embryos. Higher temperature treatment and an antiauxin PCIB (p-chlorophenoxyisobutyric acid) enhanced microspore embryogenesis significantly as compared to colchicine. An increase in temperature from 32°C to 35°C proved very efficient in increasing embryogenesis by 10-fold. The highest embryogenesis rate was obtained when PCIB was added at 35°C in the culture after 1 day of culture initiation. 20 μM PCIB could enhance microspore embryogenesis by 5-fold. Different abnormal shapes of embryos like lemon, banana, flask and fused cotyledons were observed. Both normal and fused cotyledonous embryos showed normal germination when transferred on the B₅ basal medium.     

松柏类植物体细胞胚胎发生的研究进展

松柏类植物的体细胞胚胎发生既是繁育的一种手段,又是研究胚胎发育过程中结构、生理和分子事件的一种重要的模式系统.整个体细胞胚胎发生过程主要包括3个步骤:胚性组织的诱导和增殖、体细胞胚的成熟以及体细胞胚的萌发和转换.过去为了提高胚胎发育过程所做的努力主要都集中在胚的成熟阶段,这是因为一直认为能否成功再生的关键在于胚发育成熟阶段的处理.然而,在过去几年里,结合生理生化以及分子生物学的研究发现,胚胎发生的早期阶段对于完成整个发育过程也是至关重要的,早期阶段培养条件的优化可以显著提高培养过程中体细胞胚的数量和质量.此外,萌发过程培养条件的调节对于提高成熟体细胞胚的萌发率和转换率也很重要.因此,这些新的研究成果对于改善松柏类植物体细胞胚胎发生中的胚的诱导率和转换率低的现象具有重要的意义.     

大白菜中小孢子胚胎发生相关基因cDNA片段的克隆与表达分析

以易出胚大白菜‘09C3’为材料,克隆到7个小孢子胚胎发生相关候选基因的cDNA核心片段,并采用半定量RT-PCR方法研究了这些基因在游离小孢子热激处理和培养期间的表达。结果表明,获得的7个基因的核心片段长度在213bp和417bp之间,克隆号分别为C31、C33、99H6、99H8、EV14、EX01和C35。NCBI进行Blastn和Blastx分析结果显示,这些片段与源基因HSP70、BcHSP、Lec2、Fus3、PAP14、HSP17.6和HSP18.2的同源性均超过80%。半定量RT-PCR结果表明,HSP70和Lec2在热激24h后上调表达,而常温培养下24h后没有变化;BcHSP、HSP18.2、Fus3和HSP17.6在热激24h后和常温下24h都上调表达;PAP14在热激24h后和常温下24h表达下调。     

Messenger-RNA and protein changes associated with induction ofBrassica microspore embryogenesis

Brassica napus L. microspores at the late uninucleate to early binucleate stage of development can be induced in vitro to alter their development from pollen to embryo formation. High temperatures or other stress treatments are required to initiate this redirection process. The critical period for induction of microspore embryogenesis is within the first 8 h of temperature-stress imposition. During this period, which precedes the first embryogenic nuclear division, the process regulating the induction and sustainment of microspore embryogenesis is activated. A number of mRNAs and proteins, some of them possibly heat-shock proteins, appear in microspores during the commitment phase of the induction process.Abbreviations SDS sodium dodecyl sulfate - PAGE polyacrylamide gel electrophoresis     

棉花体细胞胚发生机理的研究进展

棉花是一种较难通过体细胞胚发生完成植株再生的作物,而体细胞胚发生是限制棉花基因工程和细胞工程得以广泛应用的主要因素.研究者从不同角度探讨了棉花体细胞胚发生机理并取得了很大的进展,为棉花的遗传转化提供了重要的技术支持,同时成功建立了一些棉花植株再生体系.本文分别从基因型限制、胚胎学、生理生化变化、分子机理等方面阐述了近年来棉花体细胞发生机制的研究进展,并讨论了本研究领域目前存在的主要问题及相应对策.     

花楸合子胚诱导体细胞胚胎发生研究

分别以完整成熟胚、切去一个子叶的成熟胚和切下的子叶为外植体,以MS为基本诱导培养基、1/2MS为基本分化培养基,进行了花楸体细胞胚胎发生研究。结果表明:以完整合子胚作为外植体的体胚诱导率最高,为100%,最佳植物生长调节剂组合为5 mg.L-1NAA+2 mg.L-16-BA;NAA和6-BA浓度及二者的交互作用对愈伤组织和体胚诱导率的影响极显著;光照配合延长继代间隔时间有利于体胚发生。实体观察结果表明,花楸体胚发生方式有直接发生和间接发生两种;体胚发育经历了球形期、心形期、鱼雷形期和子叶期。组织学观察结果表明,体胚具有两极性,子叶期体胚结构完整。     

木本植物体细胞胚胎发生技术

体细胞胚胎发生技术是植物规模化、产业化快速繁殖和基因转化再生植株的重要手段。对近年来进行体细胞胚胎诱导并再生植株的木本双子叶植物、单子叶植物及裸子植物等树种进行了综述 ,并探讨体细胞胚胎发生中的技术影响因素及其基因表达与调控等研究进展 ,最后提出今后应该加强研究的关键问题。     

Protein Biosynthesis in the Embryo and Endosperm during Embryogenesis in Pinus sylvestris L.

Protein biosynthesis in the embryo and endosperm during embryogenesis in the Scots pine was studied using electrophoretic and immunochemical methods. Proteins of the albumin-globulin fraction were visualized already at the early embryonic stages. The major polypeptide components (48–60, 37–39, and 20–22 kDa) were gradually accumulated in the course of maturation. A high synchrony was noted between the stages of embryogenesis and molecular events related to protein biosynthesis and accumulation in the developing seed.