普通烟草与野生种烟草的种间试管受精

野生种烟草(N.repanda)具有抗栽培烟草的大多数病害,有人曾用常规技术和胚珠培养方法使其与栽培烟草(N.tabacum)杂交,但均未取得结果。我们对普通烟草(N.tabacum)与野生种烟草(N.repanda)的试管受精进行了研究,成功地克服了其种间杂交不亲和性,获得了杂种种子、幼苗和成年植株。杂种植株具有双亲特征;花粉粒败育;根尖细胞染色体数2n=48。     

植物的试管受精实验

所谓植物的试管受精,是指在离体条件下进行人工传粉、受精、并进一步培育成正常植株的技术。 1960年,印度德里大学的植物学教授Kanta,将罌粟的无菌花粉注射入离体培养的罂粟子房内,获得了正常的“试管植株”,第一次实现了植物的离体受精。两年后,Kanta及其同事进一步在试管内对罌粟的离体胚珠进行直接地授粉获得成功。此后,植物的试管受精技术得到了较迅速的发展,二十年来,已有三十多种植物在试管内受精成功,其中有二十多种植物受精后发育成正常的试管植株,包括自交不亲和性植物的自交受精和种属间的远缘杂交受精。植物的试管受精,在国内也开展了一些研究工作,已取得了一些可喜的成果。首先于1977年,在玉米中获得了体外受精的成功,这是世界上首次在禾本科植物内试管受精成功。随后,在烟草、小麦与黑麦的杂交中获得了成     

大白菜(Brassica pekinensis)与甘蓝(B.oleracea)的种间试管受精

通过大白菜胚珠与甘蓝花粉的试管授粉和受精得到了杂种种子。杂交一代的植株形态和花粉发育情况及根尖细胞染色体数均表明为种间杂种。杂种植株具有父母本的特征,某些性状介于双亲之间;花粉粒发育不正常;根尖细胞染色体数为2n=19。本研究为其他十字花科植物的远缘杂交中克服不亲和性提供了依据。     

植物的生殖讲座（五）：被子植物的自交不亲和性

自交不亲和性广泛存在于被子植物中,同形花与异型花均存在自交不亲和性。受精的障碍可发生在花粉萌发、花粉管进入柱头、花粉管在花柱中生长及进入胚囊中等不同阶段和部位。不亲和性由孢子体系统或配子体系统控制。用转基因技术研究发现甘蓝的ＳＬＧ启动子能控制配子体型和孢子体型的表达。配子体自交不亲和的Ｓ基因产物具有核酸酶的活性,能选择性地破坏不亲和花粉管的ＲＮＡ。本文简介了克服自交不亲和性的方法及自支不亲和性的利用。     

Guan溪蜜柚和度尾蜜柚自交和互交胚珠发育状况的比较

用石蜡切片技术对Guan溪蜜柚（Citrus grandis cv.Guanximiyou)和度尾蜜柚（C.grandiscv.Duweimiyou)自交和互交胚珠发育进行了比较观察。Guan蜜柚的自交授粉后胚珠发育有2种不同情形（Ⅰ型和Ⅱ型）,I型在授粉后5d的珠心组织细胞有变形现象。接着胚囊萎缩,但外珠被能生长发育到50d左右;Ⅱ型受精后胚乳发育异常,种子不能发育,度尾蜜柚自交胚囊中胚乳没有出现,在授粉后35d左右珠心组织和囊腔同时萎缩,互交胚珠发育正常。成熟果实有籽。表明两品种是自交不亲和的,导致了果实无籽。但两者的识别反应和阻抑部位不同,Guan溪蜜柚I型可能出现在受精前,Ⅱ型出现在受精后,而度尾蜜柚自交花粉管可能没有进入胚囊,是一种受精前的障碍。瘪籽的大小与不亲和障碍发生的时期有关,实验为进一步研究两品种的自交不亲和性遗传机理提供了实验证据。将有助于解决由于果实无籽导致的汁胞粒化,裂果,裂瓣等品质问题。     

琯溪蜜柚和度尾蜜柚自交和互交胚珠发育状况的比较

用石蜡切片技术对溪蜜柚 (Citrus grandis cv.Guanxim iyou)和度尾蜜柚 (C.grandis cv.Duweimiyou)自交和互交胚珠发育进行了比较观察。溪蜜柚的自交授粉后胚珠发育有 2种不同情形 (I型和 II型 ) , 型在授粉后5 d的珠心组织细胞有变形现象 ,接着胚囊萎缩 ,但外珠被能生长发育到 5 0 d左右 ; 型受精后胚乳发育异常 ,种子不能发育。度尾蜜柚自交胚囊中胚乳没有出现 ,在授粉后 35 d左右珠心组织和囊腔同时萎缩。互交胚珠发育正常 ,成熟果实有籽。表明两品种是自交不亲和的 ,导致了果实无籽。但两者的识别反应和阻抑部位不同 ,溪蜜柚 I型可能出现在受精前 , 型出现在受精后 ,而度尾蜜柚自交花粉管可能没有进入胚囊 ,是一种受精前的障碍。瘪籽的大小与不亲和障碍发生的时期有关。实验为进一步研究两品种的自交不亲和性遗传机理提供了实验证据 ,将有助于解决由于果实无籽导致的汁胞粒化、裂果、裂瓣等品质问题。     

菸草胚珠的离体受精

植物的离体受精,又称为试管受精,是六十年代发展起来的新技术。Kanta首先应用子房内传粉的方法,实现了罂栗的离体受精,Kanta等直接对罂粟的离休胚珠进行授粉,并获得成功。此后,离体受精技术得到迅速的发展,二十年来,已在三十多种植物中获得了不同程度的进展,其中包括自交不亲和性植物的自交受精和种属间的远缘杂交受精。离体受精技术,目前已发展成为植物的遗传育种和植物生理研究中一项重要的基本     

烟草、小麦试管受精研究初报

(1)将带有胎座的烟草未受精胚珠接种在Nitsch培养基上,并在胚珠表面上授以无菌的成熟花粉。结果在栽培种烟草品种间以及栽培种烟草与黄花烟草、光烟草等种间的杂交组合中获得了试管种子和幼苗。此外,观察到柱头和花柱的保留对试管受精效果明显产生有利的影响。 (2)将未授粉的小麦雌蕊接种在MS培养基上,并对其柱头授以成熟花粉,结果获得了1.9—7.1％的结实率。其胚和种子均能萌发,并发育成植株。     

通过胚珠试管受精获得烟草种间杂种

用试管受精的方法,在栽培红花烟草(2n=48)与栽培黄花烟草(2n=48)、光叶烟草(2n=24)的杂交中克服了种间的远缘杂交不亲和性并获得了杂种种子和植株。其杂种F_1是不育的。通过杂种叶片以及子叶的组织培养,诱导出了许多杂种的再生植株。因此,试管受精方法并结合组织培养,是得到和保存远缘杂种的一种有效途径。     

菊花自交不亲和性初步研究

以菊花品种杂交为对照,通过自交亲和指数、受精作用及自交有性过程荧光显微镜观察,对菊花自交不亲和性进行了研究。结果表明:菊花自交难以结实,具不亲和性;菊花自交不亲和的反应部位在雌蕊柱头,表现为花粉粒粘附少、萌发率低及诱导胼胝质生成,花粉管在柱头上出现各种异常现象而难以进入花柱。     

甘兰型油菜雄性不育系与菜心种间试管受精的研究

由试管受精技术克服了甘兰型油菜雄性不育系与菜心种间杂交不亲和的障碍,获得了试管受精的5颗种子及3株幼苗。试管受精所得幼苗为双单倍体。研究了一些影响试管受精的因素。首次研究并应用了高效低毒的消毒剂过氧乙酸。在辅助实验中还获得芥兰的品种内试管受精的种子及幼苗。     

两种互逆资源梯度影响下刺叶锦鸡儿的种子选择性败育格局

种子的选择性败育在被子植物中普遍存在,开展结籽格局及其影响因素的研究有助于深入了解种子的形成机制及多样化的生殖对策。以刺叶锦鸡儿Caragana acanthophylla为材料,通过传粉过程、胚珠发育动态和资源分配状况的研究,以探讨种子的选择性败育格局及相关影响因素。结果显示：(1)刺叶锦鸡儿具高度自交不亲和性,为泛化的传粉系统,蜂类是主要的传粉者。自然状态的结实率为(86.00±4.96)%,不存在传粉限制,但受精具明显的时间效应。(2)刺叶锦鸡儿单花期4—5d,每朵花有(14.00±0.14)粒胚珠。胚珠的发育从荚果顶部开始,其中,开花后第3天荚果顶部胚珠开始膨大;第11天绝大多数胚珠出现了膨大,此时,在荚果基部的胚珠开始败育,随后荚果顶端受精后的胚珠也出现败育,最终仅荚果中部形成2—3粒种子。其结籽格局为成熟荚果中部胚珠,而败育荚果顶部和基部胚珠的选择性败育类型。(3)受微地形影响,居群内开花植株具斑块分布,对较少开花植株通过添加水肥进行资源调控后,结籽率显著提高,说明在种子形成过程中存在资源限制。综上所述,受精顺序和资源限制两个互逆的资源梯度决定了刺叶锦鸡儿的结籽格局。其中,...     

芸芥自交亲和性变异的初步研究

为了判断芸芥(Eruca sativa)自交亲和性的变异情况, 采用套袋自交、剥蕾自交和开放授粉3种方法, 对来源于中国、伊朗和巴基斯坦的52份芸芥的自交亲和指数及相对亲和指数进行了统计分析。结果表明: (1) 芸芥为高度自交不亲和植物, 其不同品种(系)中存在自交亲和基因; (2) 芸芥不同品种间自交亲和性存在广泛的变异, 品种间自交亲和指数介于0-4.98之间, 品种内不同个体间自交亲和性也存在广泛的变异; (3) 参试材料分为4种类型, 即高自交亲和、自交亲和、自交不亲和(0<自交亲和指数<1.00)及高自交不亲和; (4) 芸芥自交亲和性因生态类型而异, 西南地区的材料自交亲和性最高, 西北地区次之, 华北地区最低。总之, 芸芥为一种高度自交不亲和植物, 其自交亲和性状存在广泛的变异, 共有4种变异类型。     

植物自交不亲和基因研究进展

自交不亲和性的研究是植物生殖生物学和分子生物学研究的热点之一,对自交不亲和基因和蛋白质的深入研究是解析自交不亲和性机理的关键.对控制孢子体自交不亲和性和配子体自交不亲和性的S基因及其蛋白质产物的分子生物学研究进展进行了综述.孢子体自交不亲和性植物S位点上至少存在3个基因,即SLG、SRK和SCR基因.其中SLG、SRK基因控制雌蕊自交不亲和性,而SCR控制花粉自交不亲和性.配子体自交不亲和植物雌蕊S基因产物为S-RNase,具有核酸酶活性;配子体自交不亲和植物花粉S基因产物尚未找到.     

中国部分野生百合自交和组内及组间杂交亲和性研究

以百合属(Lilium)4个组13种野生百合为试验材料,配置80个杂交组合,分析中国野生百合自交、组内及组间杂交的亲和性.采用延迟授粉和切割柱头两种授粉方式和胚拯救技术,以克服受精前、后的障碍,提高育种效率.结果显示:百合自交亲和性存在一定差异,大花卷丹(L.leichtlinii)和兰州百合(L.davidi‘ unicdor cotton')自交不亲和;卷瓣组组内杂交在所配置的杂交组合中,仅有3个组合[垂花百合(L.c ernuum)×细叶百合(L.pumilum)、兰州百合×垂花百合以及兰州百合×大花卷丹]通过延迟授粉获得杂交胚,并通过组培获得杂交苗;卷瓣组与钟花组组间杂交亲和性较好.研究表明,对于大多数的杂交组合,延迟授粉比切割柱头对克服受精前障碍有效;而对于绝大多数的自交和杂交组合,组培能有效克服受精后障碍,并获得子一代苗.     

高等植物自交不亲和性的分子生物学

自交不亲和性是大多数高等植物防止近亲繁殖的一种遗传屏障。它涉及受精时雄配子（花粉）和雌蕊之间的相互作用。目前,已经分离获得了编码控制雌蕊自交不亲和性的Ｓ基因。在孢子体型自交不亲和的芸苔属中,雌蕊Ｓ基因编码Ｓ位点糖蛋白（ＳＬＧ）和Ｓ受体激酶（ＳＲＫ）。它们可能与磷酸化和去磷酸化参与了的某种信号传递有关,最后导致自交花粉生长的抑制。在配子分配体型自交不亲和的茄科中,雌蕊Ｓ位点糖蛋白为一种核糖核酸酶,称     

高等植物自交不亲和性的分子生物学

自交不亲和性是大多数高等植物防止近亲繁殖的一种遗传屏障。它涉及受精时雄配子（花粉）和雌蕊之间的相互作用。目前,已经分离获得了编码控制雌蕊自交不亲和性的Ｓ基因。在孢子体型自交不亲和的芸苔属中,雌蕊Ｓ基因编码Ｓ位点糖蛋白（ＳＬＧ）和Ｓ受体激酶（ＳＲＫ）。它们可能与磷酸化和去磷酸化参与了的某种信号传递有关,最后导致自交花粉生长的抑制。在配子分配体型自交不亲和的茄科中,雌蕊Ｓ位点糖蛋白为一种核糖核酸酶,称为Ｓ－核酸酶（Ｓ－ＲＮａｓｅ）。自交不亲和反应与Ｓ－核酸酶引起的花粉管ＲＮＡ降解有关,并且可能通过花粉管特异性地摄入Ｓ－核酸酶或者花粉管内存在的特异性的核酸酶抑制剂的作用,达到对自交花粉生长的抑制。另外,从配子体型自交不亲和的罂粟中,分离到了与芸台属和茄科不同的雌蕊Ｓ基因,其作用机理可能与Ｃａ＋＋参与的信号传递有关。     

植物的自交不亲和性

自交不亲和性(self-incompatibility)也叫自交不育性(self-sterility),指某些植物在自然条件下,虽然两性器官都正常,但以本花、本株或同一品种的异株花粉授粉时,不能受精或不能正常结实的现象.这种不亲和性常见于某些雌雄同株的植物,如黑麦以本穗花粉授粉,苹果和梨的某些品种以本株、本品种的花粉授粉时常不结实.自交不亲和是植物长期进化过程中所形成的有利于异花传粉的一种生殖隔离.它却给作物种子生产上带来了防杂保纯的困难.然而,认识这种特性的特点,采取相应措施,就可以发挥其长处,有利于农业生产.例如,大白菜育种上针对这一特性育成自交不亲和系,可以简化去雄手续,产生杂交种子,利用杂种优势.苹果、梨等果树中自交不结实或结实很少的某些品种,适当配置与主栽树同时开花、花粉发育正常、所结果实的经济价值也较高的品种作授粉树,可使主栽树有良好的授粉、受精条件,增加结果.如茌梨用鸭梨、青香蕉苹果用红香蕉苹果作授粉树等.     

被子植物早期近交衰退与晚期自交不亲和

被子植物自交后结籽率的降低通常由早期近交衰退(early-acting inbreeding depression)与晚期自交不亲和(self-incompatibility)导致.早期近交衰退是严格的合子后的作用机制,通常由多位点隐性有害基因的纯合导致,并在合子发育成成熟种子的过程中发生.发生在柱头表面或花柱中的自交不亲和是合子前的作用机制,而发生在子房内的晚期自交不亲和(late-acting ovarian self-incompatibility)可在合子前或合子后发生作用,与早期近交衰退很难区分.在合子前的子房内自交不亲和机制下,尽管花粉管能生长到子房甚至穿透胚珠,但通常不能形成合子.合子后的子房内自交不亲和能形成合子,但由于自交不亲和通常由单位点控制,合子败育集中发生在受精作用后的很短时间内.基于早期近交衰退和子房内自交不亲和的这种差异,己有研究提出了8种区分方法.通过解剖学方法观察授粉后生物学过程,比较自交和异交先后授粉和自交授粉处理的结籽率,以及通过一元线性回归模型考察自交和异交处理下成熟种子和败育种子数之和是否保持恒定,可以区分是合子前还是合子后过程导致的自交后种子产量降低.通过全同胞间杂交实验判断败育的遗传基础是单基因控制还是多位点有害隐性等位基因的纯和,可以区分合子后自交不亲和机制与早期近交衰退;或者通过这两种不同遗传基础导致的种子大小等表型性状的差异来区分.     

红花烟草(Nicotiana tabacum L.)与黄花烟草(N.rustica L.)的种间试管受精

用试管受精方法来克服远缘杂交不亲和性,以获得用常规杂交技术所不能得到的远缘杂种,仅有石竹科和茄科的例子,而且其中也尚缺乏细胞学和生化方面的资料。在栽培红花烟草×栽培黄花烟草中的种间试管受精工作迄今尚未见报道。我们用试管受精方法在上述种间杂交组合中克服了烟草远缘杂交不亲和性并获得了种间杂种,同时对其进行了形态学和细胞学观察以及过氧化物酶同功酶分析。供试材料为栽培红花烟草(Nicotianatabacum L.cv.千斤黄,2n=48)和栽培黄花烟草(M.rustica L.cv.蛤蟆烟、羊耳烟,2n=48)。其杂交组合为:千斤黄×蛤蟆烟和千斤黄×羊耳烟。