胁迫诱导植物体细胞胚发生的研究进展

诱导植物体细胞胚发生是一个多因素事件,其发生机理的研究也是多层次多方面的.本文从诱导体细胞胚的胁迫因子和体细胞的响应角度,分析了高浓度2,4-D、重金属、高渗透等胁迫因子对体细胞胚发生的诱导,以及体细胞产生的ABA、胼胝质沉积、几丁质酶活性增强、热激蛋白特异表达等生理响应,概述了植物体细胞胚发生的一些研究成果和理论认识.     

玉米胚发育过程中热激蛋白的合成

35S-Met标记玉米胚蛋白合成结果表明,热激处理(42℃)与对照(25℃)的蛋白合成趋势相近,热激抑制16 DAP的蛋白合成,增加22和34 DAP蛋白合成.SDS-PAGE自显影图谱表明,热激诱导16DAP的胚合成86.4、80.0、73.2 kD等3种分子量较高的热激蛋白,22DAP后热激诱导合成86.4、80.0、73.2、24.4、18.2、16.8和13.6 kD等7种分子量的热激蛋白.2D-PAGE自显影图谱进一步显示,热激诱导22和28 DAP的胚合成近20种热激蛋白,其中超过10种为小分子热激蛋白.特异热激蛋白BiP(HsP70)、PDI(HsP60)Western blot表明,这2种热激蛋白在玉米胚发育过程均有高水平的表达,热激对其合成影响不明显.     

胡萝卜人工种子在无菌条件下的贮藏及贮藏中种子活力变化

对用海藻酸钙包埋胡萝卜体细胞胚(0.6—2mm)制作的人工种子进行贮藏研究,发现低温及干燥均能在一定程度上抑制人工种子萌发。失水率达67%的种子,2℃贮藏60天后, 在发芽培养基上发芽率为100%,7天内的成苗率达80%。未经贮藏的对照种子发芽率为100%,成苗率为76%。无论在“种皮”还是在胚胎悬浮培养液中加入脱落酸或香豆素,都能抑制胚的生长,但也促进了胚的衰老。铝箔袋内密闭贮藏期间种子不萌发,但活力下降快。随着贮藏时间的延长,种子的活力指数、脱氢酶活性、氧吸收率都呈下降趋势。     

农业其它

941602利用冷冻保存法长期贮存植物种质[会,英]/Engelmann,F.∥Biotechnol.Forest TreeImprovement.-1992.-55～65[译自DBA,1993,12(25),93-14576] 每个植物种的种质保存都需要确定最优的冷冻保存(CP)条件:起始材料的选择和获取,预处理、贮存、冷冻、融化及后处理。提出了冷冻保存细胞悬浮物、愈伤、原生质体、分生组织和花粉、合子和体细胞胚的品种一览表。讨论了下列问题:     

渗透剂对白刺花体细胞胚成熟及萌发的影响

该研究以蔗糖、麦芽糖、山梨醇及PEG(6000)为渗透剂,探讨了不同渗透剂对白刺花体细胞胚发育、胚成熟及萌发的影响。结果表明:白刺花下胚轴形成的胚性愈伤组织接种至MS+2,4-D 0.2 mg·L~(-1)+NAA 1.0 mg·L~(-1)+6-BA 2.0 mg·L~(-1)+TDZ 1.0 mg·L~(-1)+蔗糖40 g·L~(-1)+谷氨酰胺100 mg·L~(-1)+植物凝胶3g·L~(-1)的培养基上,体细胞胚发生率高达66. 21%,总胚数为79个; 7%蔗糖可使体细胞胚成熟率高达64.36%,同时也可提高多子叶畸形胚形成; 2%麦芽糖+2%山梨醇+4%蔗糖组合使体细胞胚成熟率最高达88.89%,畸形胚比例最低; 30 g·L~(-1)PEG培养时,体细胞成熟率最高,为82.35%;鱼雷期的体细胞胚最合适转接,可使体胚萌发率达90.58%,复合糖上培养得到的成熟体细胞胚生根率最高,为87.47%。这为实现白刺花体细胞胚育苗奠定了理论基础,并提供了可行的方案。     

干燥处理提高胡萝卜体细胞胚活力的研究

经５％蔗糖处理得到的静止状态胡萝卜体细胞胚经脱水至含水量１７％后,在室温条件下干燥贮存４个月,约６７％的干胚尚能转换为植株,而对照胚自然干燥后未经贮存便失去活力,不同干燥程度的静止状态胚室温贮存后和测定表明,适当干燥（含水量２５－５０％）可提高体细胞胚的脱水忍耐力,脱水速率影响体细胞胚的活力,缓慢脱水明显优于快速脱水,能提高体细胞胚的抗逆性。这一研究结果为解决人工种子的贮存及运输问题提供了可探索的     

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。     

植物体细胞胚的高频率诱导

五十年代后期,Steward和Reinert差不多同时报导了在胡萝卜组织培养中产生了类似胚胎的结构,且观察到该结构经过进一步培养能长成完整植株。之后,人们将这种来源于普通植物体(孢子体)各种器官的二倍体体细胞的类似合子胚的胚状体称为体细胞胚。另有一类来源于小孢子或其它分裂产物等单倍体体细胞的胚状体则称为花粉胚。(本文所提及的胚状体都指前一种胚——体细胞胚)。自体细胞胚发现以来,对     

多胺对宁夏枸杞愈伤组织器官发生和体细胞胚发生的影响

利用已建立的宁夏枸杞(Lycium barbarum L.)愈伤组织器官发生和体细胞胚发生体系,对多胺在其离体形态发生中的作用进行研究.通过检测内源多胺含量发现,在所研究的三种多胺中,Put是器官发生途径的主要多胺,而在体细胞胚发生途径Spd含量占优势.Put含量变化在两条途径中相似在愈伤组织分化的早期迅速积累不久又下降,随着芽原基和球形胚的形成含量又进一步上升.器官发生中Spd最高含量仅在培养的第一天出现;而从诱导愈伤组织发生体细胞胚的第一天后,Spd含量才开始上升,到第十天时达到最高值.三种外源多胺的添加均能有效地促进两条离体分化途径的形态建成Spd(100μmol/L)能显著增加不定芽数,而体细胞胚发生中Spd(10μmol/L)或Put(100μmol/L)的单独处理能最好地促进体细胞胚形成和进一步发育成苗;尽管Spm在离体形态发生中含量较低,但添加外源Spm也促进了不定芽形成和体细胞胚形成然后成苗.多胺生物合成抑制剂CHA处理阻碍不定芽形成和体细胞胚的进一步发育;但是MGBG对器官发生途径中的形态建成没有影响,却降低体细胞胚的发生频率及再生苗数.添加Spd(50μmol/L)能部分逆转CHA、MGBG的抑制效应.以上结果表明,多胺对宁夏枸杞器官发生和体细胞胚发生途径的离体形态建成有一定影响.     

生物技术在油菜种质创新中的应用

从胚拯救、体细胞杂交、体细胞无性系变异和基因工程4方面综述了现代生物技术在油菜种质创新中所取得的成绩.胚挽救技术主要用于克服远缘杂交受精后的不亲和,提高获得杂种的频率;体细胞杂交由于绕过有性杂交不亲和障碍,扩大了杂交范围;基因工程技术借助分子操作技术,达到定向改变目标生物遗传物质的目的,拓宽其种质资源.另外,对限制生物技术在油菜种质创新中的一些因素和其发展前景进行了讨论.     

植物体细胞胚发生与作物育种

评述了植物体细胞胚发生在作物育种中的研究与应用,内容包含有：胚性细胞系的建立与原生质体培养;体细胞胚的形成与人工种子制作;胚性细胞与遗传转化;胚性细胞系与优良种质保存和体细胞无性系变异与突变体筛选等,并讨论了有关机理。     

芹菜体细胞胚胎发生及干化体细胞胚的研究

以芹菜无菌苗为材料,在ＭＳ附加ＫＴ ０．５ｍｇ／Ｌ,ＡＢＡ０．２５ｍｇ／Ｌ,脯氨酸５００ｍｇ／Ｌ,ＣＨ５００ｍｇ／Ｌ的培养基上,采用静止与震荡交替进行的培养方式,可获得大量健壮的子叶期胚状体（体胚）。干燥可以提高贮茂后体胚的转换率,特别是在低温,高湿中缓慢干燥,并在干燥前用ＡＢＡ预处理效果更好。通过干燥和不干燥体胚扫描电镜观察和电导值及脱氢酶的比较,发现干燥体胚有助于贮藏期间细胞结构及膜系统的保持     

发育中玉米胚结合蛋白(BiP)的动态变化及定位

Western blot检测表明,在玉米胚发育过程中结合蛋白(BiP)含量与胚可溶性蛋白含量变化一致,在授粉16d后BiP含量随发育而增加;对热激不敏感.组织化学免疫定位表明,在玉米胚发育的不同时期,BiP主要定位在胚芽端、初生维管组织和糊粉层中,提示胚在构建器官的同时,也为其功能执行准备了条件;热激不影响其定位.     

柑桔种间体细胞杂种的花粉特性及贮藏研究

对粗柠檬与“哈姆林”甜橙种间体细胞杂种的花粉特性(形态、花粉量、生活力等)进行了观察、检测,并于-20℃的低温条件下开展了贮藏试验。结果表明：花粉离体萌发的适宜培养基为0．8％琼脂 16％蔗糖 10mg／kg硼酸,萌发率为15．31％,其生活力介于两亲本之间,可作为杂交亲本进一步被利用。贮藏试验结果显示：以真空、干燥(CaCl2或硅胶作干燥剂)贮藏花粉的效果较好。授粉试验证明,贮藏花粉与新鲜花粉的座果率差异不显著,说明低温、真空和干燥是贮藏粗柠檬与“哈姆林”甜橙种间体细胞杂种花粉的较适条件。     

关于生物技术应用于树木培养、保护及利用的第二次国际会议

商品化生产云杉微繁殖体 据S1lvagen科学家R.L.Cervelli及同事报道,利用大量组培技术和半自动化技术可扩大云衫体细胞胚中试生产系统的规模。悬浮培养及其它大量处理技术的发展促进了体细胞胚愈伤的膨大、成熟、干燥及萌发,由于无需对胚或小植株进行单个处理,故显著地降低了生产成本。利用半自动化分类和种植机就可确保活体种植的质量。据作者声称,应用这一生产系统可在温室商品化规模生产95%以上的均匀一致的作物。     

钙-钙调素与小麦苗中热激蛋白的诱导

在 34℃热激条件下 ,种子经钙预处理的小麦苗中的钙调素含量随着热激时间的延长而增加 ,热激 90min时达最大值 ,而种子用钙离子螯合剂EGTA预处理的小麦苗中钙调素含量无明显增加。种子用EGTA及钙调素拮抗剂CPZ和TFP预处理的小麦幼苗在 34℃热激时 ,热激蛋白的合成量减少。 4d的小麦幼苗在34℃或 37℃热激条件下 ,能诱导耐热性的获得 ,分别用EGTA、钙离子通道阻断剂易博定、钙调素拮抗剂TFP或CPZ预处理种子后 ,所得幼苗热诱导的耐热性的提高程度有所下降     

逆境处理和DNA甲基化影响柑橘体细胞胚发生

对15种柑橘胚性愈伤组织进行体细胞胚诱导,发现逆境处理有利于体细胞胚发生,并可以恢复部分品种的体细胞胚发生能力.对具有和失去体细胞胚发生能力的两种纽荷尔脐橙( Citrus sinensis Osb.)愈伤组织进行随机扩增多态性DNA (RAPD) 分析没有检测到带型的差异,而对它们的甲基化敏感扩增多态性 (MSAP) 进行分析则发现两种愈伤组织间具有明显的DNA甲基化差异,具体细胞胚发生能力的愈伤组织的甲基化水平较失去体细胞胚发生能力的低.     

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。     

香果树体细胞胚胎发生过程中4种同工酶的研究

用非变性聚丙烯凝胶电泳技术对香果树体细胞胚胎发生及形态建成过程中过氧化物酶(POD)、酯酶(EST)、淀粉酶(AMY)和超氧化物歧化酶(SOD)4种同工酶进行分析.结果表明:香果树体细胞胚胎发生及形态建成过程中,POD、EST、AMY和SOD活性变化与胚性愈伤组织的诱导及体细胞胚的发生发育密切相关.非胚性愈伤组织和胚性愈伤组织酶谱差异明显,胚性愈伤组织中EST和AMY同工酶酶带多且活性高,非胚性愈伤组织中缺乏EST和AMY同工酶表达,AMY同工酶可作为胚性细胞分化和发育的重要标志.香果树体细胞胚形态建成过程中,球形胚时期的AMY、POD、EST同_T酶活性最强,表明这一时期生理代谢旺盛,是体细胞胚形态建成的关键时期;POD、AMY和SOD 3种同工酶的酶谱及表达强弱在形态建成的不同时期呈现有规律的变化,可作为香果树体细胞胚发生发育特定时期的参考标记. 与胚性愈伤组织的诱导及体细胞胚的发生发育密切相关.非胚性愈伤组织和胚性愈伤组织酶谱差异明显,胚性愈伤组织中EST和AMY同工酶酶带多且活性高,非胚性愈伤组织中缺乏EST和AMY同工酶表达,AMY同工酶町作为胚性细胞分化和发育的重要标志.香果树体细胞胚形态建成过程 ,球形胚时期的AMY、POD、EST同_T酶活性最强,表明这一时期生理代谢旺盛,是体细胞胚形态建成的关键时期;POD、AMY和SOD 3种同工酶的酶谱及表达强弱在形态建成的不同时期呈现有规律的变化,可作为香果树体细胞胚发生发育特定时期的参考标记. 与胚性愈伤组织的诱导及体细胞胚的发生发育密切相关.非胚性愈伤组织和胚性愈伤组织     

组织与原生质体培养

9~0974植物组培自动化:问题和展望[英~/Sharma,N.K.∥Cu rr.SCi.一1992,62(了).一507~512[译内DBA,1992,11(17),92—097717 快速进行机物无性繁趴的现订方法』L有一些限制大规摸繁殖的障碍。j川,最主要的部分是对人力和培养基的需求.达部分化费占组培成本的一半以上。体细胞胚发!L及液俗培养基具有使繁殖系统自动化的潜力。为了在培养槽小大规模生产体细胞胚,使用了泡罩塔或其它气池通气槽、螺旋浆搅拌或旋转过滤槽。但这些系统只适用于那些已经建立了体细胞胚发生技术的sIf-种。连续流、液体营养比琼脂系统对促进植物微繁》1.cflrJ机…