单倍性烟草HyP抗性愈伤组织变异系的选择及其生理生化特性的研究Ⅲ．Hyp抗性变异系在逆境条件下的反应

在水分胁迫、盐分胁迫、抑制剂胁迫和⁶⁰C0 γ-射线等逆境条件下,烟草愈伤组织系中的游离脯氨酸含量随着逆境胁迫程度的增加而幅度不同地提高。在一定范围内,二者之间存在着特定的正相关。在正常条件下积累游离脯氨酸的烟草Hyp抗性愈伤组织变异系C^r-2虽在耐寒能力方面并不比其野生型C^w高,但对盐分逆境和模拟干旱处理的抗性均是其野生型的两倍多。烟草Hyp抗性愈伤组织变异系在研究抗旱和抗盐中具有潜在的应用价值。     

单倍性烟草Hyp抗性愈伤组织变异系的选择及其生理生化特性的研究Ⅱ．Hyp抗性变异系内游离脯氨酸的积累

在正常条件下,烟草Hyp抗性变异系愈伤组织内的游离脯氨酸含量是其野生型的4倍多。这种积累游离脯氨酸的特性在愈伤组织的转代、再生及次生过程中均十分稳定。虽然其他多种氨基酸含量也有所改变,但变异系内游离脯氨酸的积累具有特异性。由于脯氨酸对Hyp抑制效应具有部分的逆转作用,所以游离脯氨酸的积累是变异系抗Hyp抑制作用的重要原因。然而,变异系内蛋白质组成中的脯氨酸并没有特异性地增加。在Hyp存在条件下,变异系内的硝酸还原酶、转化酶及过氧化氢酶活性均显著地高于野生型。表明变异系对培养基中的碳源和氮源具有较高的利用能力。     

抗羟脯氨酸水稻变异系的筛选及其特性的研究

利用Hyp反复筛选经EMS处理的水稻愈伤组织,得到4个抗性细胞系。它们的游离脯氨酸含量高于对照2—25倍。Hyp(2 mmol/L)和NaCl(1%)胁迫对M_1、M_2变异系γ-谷氨酰磷酸合成活力及游离脯氨酸积累的影响呈一定的正相关性。变异系在0.8%,15NaCl 培养基中分化出植株。与对照相比,各变异系在愈伤组织、植株水平上均表现较强的耐盐性,且与游离脯氨酸的积累量呈正相关。     

红豆草抗羟脯氨酸变异系原生质体培养后愈伤组织的抗性特征

通过NaN3诱变得到的红豆草抗羟脯氨酸（Hyp）变异系,在酶液中游离原生质体进行培养,获得再生植株。在含不同浓度NaCl、羟脯氨酸或PEG的MS培养基上,原生质体来源抗性意伤组织中的游离脯氨酸含量在1周之内均急剧增加,随后开始下降,3周后接近正常水平。随着胁迫程度的提高,抗性愈伤组织中游离脯氨酸含量呈递增趋势,生长速度呈递减趋势。     

红豆草抗羟脯氨酸变异系的筛选及其特性研究

通过选择-NaN_3诱变处理-再选择的程序从红豆草下胚轴愈伤组织获得了抗脯氨酸类似物L-羟脯氨酸的变异细胞系。抗性变异细胞系的游离脯氨酸含量比正常细胞系高4.6倍,并且抗性变异系亦表现出了很强的耐NaCl、PEG 能力。这可能为筛选抗逆境植物提供一条有效途径。     

红豆草抗羟脯氨酸变异系原生质体培养后愈伤组织的抗性特征

通过ＮａＮ３诱变得到的红豆草抗羟脯氨酸变异系,在酶液中游离原生质体进行培养,获得再生植株。在含不同浓度ＮａＣｌ,羟脯氨酸或ＰＥＧ的ＭＳ培养基上,原生质体来源抗性愈伤组织中的游离脯氨酸含量在１周之内均急剧增加,随后开始下降,３周后接近正常水平。随着胁迫程度的提高,抗性愈伤组织中游离脯氨酸含量呈递增趋势,生长速度呈递减趋势。     

卫星搭载亚麻后代中PEG和NaCl抗性系的初步筛选

把空间生物学和细胞工程相结合,通过组织培养技术对其离体筛选,得到抗１．２％ＮａＣｌ和３５％ＰＥＧ的愈伤组织,将所得抗性系愈伤组织在２．０ｍｇ／Ｌ６－苄基氨基嘌呤、０．５ｍｇ／Ｌ吲哚乙酸的ＭＳ培养基上分化得到完整的植株。抗性系能在胁迫条件下保持高的生长速度和高效的脯氨酸合成能力,表明空间诱变与组织培养相结合有望可成为筛选抗胁迫变异系的有效途径。     

快中子辐射诱变和盐培养基选择红豆草耐盐愈伤组织变异系的研究

用中子通量为1．85×10¹¹—1．56×10¹³N／cm2的快中子辐射生长旺盛的红豆草愈伤组织,然后转移至含30、40、50、60和70％海水的Ls-1固体培养基上进行选择。选择得到的TS-9050、TS-1150和TS-1460三个耐盐变异系,抗盐性有显著提高,并在含70％的海水培养基上保持了分化为再生植株的能力。     

草木樨状黄芪甲硫氨酸抗性系的原生质体培养及植株再生

建立了草木樨状黄芪(Astragalus melilotoides Pall．)甲硫氨酸抗性系原生质体再生植株的实验体系。以茎切段诱导的松软愈伤组织为材料,通过酶法分离出大量有活力的原生质体。原生质体经培养持续分裂形成了愈伤组织,并高频率地分化出再生苗。比较了不同培养基、培养方法和培养密度对原生质体分裂和再生的影响。结果表明,原生质体以3×10⁵/mL的植板密度,采用琼脂糖岛法培养在附加1．0mg／L 2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)、0．5mg／L 6-苄氨基嘌呤(6BA)、500mg／L水解酪蛋白、3％蔗糖、0．3mol／L甘露醇的KM_8p培养基中,可获得最佳效果,其细胞分裂频率达38％左右。原生质体培养后仍然保持对甲硫氨酸的抗性,同时对乙硫氨酸表现交叉抗性。     

枸杞抗羟脯氨酸细胞变异系筛选及其耐盐特性的研究

试验以枸杞(Lycium barbarum L.)成熟胚诱导的胚性愈伤组织为材料研究了：(1)^60Co—γ射线诱变处理对愈伤组织的影响;(2)耐羟脯氨酸(HYP)愈伤组织变异系的筛选;(3)耐HYP愈伤组织变异系的耐盐性及稳定性分析;(4)耐HYP愈伤组织变异系生理生化特性;(5)变异系的分化和再生苗的生理生化特性。初究结果表明：由胚性愈伤组织经30Gy的^60Co—γ辐射处理,在含16mmol／L HYP选择培养基和无HYP培养基上交替培养4代,分离出耐HYP的愈伤组织变异体;该变异体游离脯氨酸含量比对照高3．3倍,其再生植株叶片游离脯氨酸比对照高13．5倍。     

柑橘抗寒细胞变异体的获得及其抗性遗传稳定性的研究

锦橙(Citrus sinensis (L.) Osbeck cv. Jincheng)珠心愈伤组织悬浮细胞通过γ射线诱变与高浓度羟脯氨酸离体选择的方法,获得了抗性细胞系,并再生植株。抗性细胞系及其再生植株比供体(对照)的抗寒性分别提高1.4 ℃和2.4 ℃,连续3年测定结果表明再生植株抗寒性的增强是稳定的。其叶片总DNA的RAPD分析说明供体与变异植株可能在DNA水平上存在细微的差异,冷驯化进一步加强抗性细胞系与再生植株在抗氧化酶SOD、过氧化氢酶(CAT)活性和脯氨酸(Pro)、丙二醛含量上的差异。变异系抗性增强的生理基础涉及Pro代谢外的其他途径,抗氧化酶活性的提高与其抗寒性的增强有关。     

芦笋抗S—（2—氨乙基）—L—半胱氨酸（AEC）变异体的筛选

S-(2-氨乙基)-L-半胱氨酸(AEC)可抑制芦笋愈伤组织的生长,此抑制作用可被赖氨酸或甲硫氨酸部分解除。用0.5mmol/L的AEC进行筛选,得到抗性愈伤组织AR10并再生植株。AR10愈伤组织经一年多的继代培养,在离开选择剂组培继代两代后仍保持对AEC的抗性。抗性系愈伤组织还表现出对2mmol/L的半胱氨酸具交叉抗性,对1mmol/L的赖氨酸加苏氨酸表现部分交叉抗性。AR10再生植株一部分保持对AEC的抗性,而一部分则无抗性。对抗性愈伤组织及其再生植株的氨基酸分析表明,愈伤组织内游离赖氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸都有增加,而在再生植株内却发现半胱氨酸和赖氨酸的特异性增加,分别是对照植株的5.4和4.6倍。     

柑橘抗寒细胞变异体的获得及其抗性遗传稳定性的研究

锦橙（Citrussinensis（L．）Osbeckcv．Jincneng）珠心愈伤组织悬浮细胞通过γ射线诱变与高浓度羟脯氨酸离体选择的方法,获得了抗性细胞系,并再生植株。抗性细胞系及其再生植株比供体（对照）的抗寒性分别提高1．4℃和24℃,连续3年测定结果表明再生植株抗寒性的增强是稳定的。其叶片总DNA的RAPD分析说明供体与变异植株可能在DNA水平上存在细微的差异,冷驯化进一步加强抗性细胞系与再生植株在抗氧化酶SOD、过氧化氢酶（CAT）活性和脯氨酸（Pro）、丙二醛含量上的差异。变异系抗性增强的生理基础涉及Pro代谢外的其他途径,抗氧化酶活性的提高与其抗寒性的增强有关。     

甘蔗抗逆细胞系选择及其生化特性的研究

利用脯氨酸类似物羟脯氨酸(Hyp)的生长抑制作用,筛选出抗Hyp的甘蔗(Saccha-rum sinensis Roxb)细胞变异系R932。抗性系体内游离脯氨酸含量超常积累(×3．2)。而且其体内脯氨酸合成途径中的关键酶γ－谷氨酸激酶对脯氨酸的反馈抑制较不敏感。R932抗PEG和低温能力较供体加强。实验结果表明γ－谷氨酸激酶特性的变化可能导致细胞内脯氨酸的过量积累,脯氨酸的过量积累有利于植物细胞对抗恶劣环境。     

卫星搭载亚麻后代中PEG和NaCl

把空间生物学和细胞工程相结合,通过组织培养技术对其离体筛选,得到抗1.2% NaCl和35% PEG的愈伤组织。将所得抗性系愈伤组织在2.0 mg/L 6-苄基氨基嘌呤、0.5 mg/L吲哚乙酸的MS培养基上分化得到完整的植株。抗性系能在胁迫条件下保持高的生长速度和高效的脯氨酸合成能力。表明空间诱变与组织培养相结合有望可成为筛选抗胁迫变异系的有效途径。     

草木樨状黄芪抗甲硫氨酸变异系的离体筛选及鉴定

通过组织培养体系进行了草木樨状黄芪(Astragalus melilotoides Pall.)抗甲硫氨酸变异系的筛选。无菌苗幼茎切段诱导的愈伤组织经NaN_3诱变后,经过筛选获得了抗14mmol/L甲硫氨酸的变异细胞系,并分化出大量植株。再生植株已经在大田中开花结实。经分析表明:抗性细胞系脱离选择压6个月后,放在含15mmol/L甲硫氨酸的培养基上培养25天后,其相对增长率是对照的10.2倍。抗性系再生植株游离甲硫氨酸是对照的2.12倍,并且天冬族氨基酸都有明显增加。SDS-PAGE及过氧化物酶同工酶分析表明:在蛋白质及同工酶酶谱上抗性系再生植株均出现与对照不同的差异。     

草木樨状黄芪抗甲硫氨酸变异系的离体筛选及鉴定

通过组织培养体系进行了草木樨状黄芪(Astragalus melilotoides Pall.)抗甲硫氨酸变异系的筛选。无菌苗幼茎切段诱导的愈伤组织经NaN3诱变后,经过筛选获得了抗14mmol/L甲硫氨酸的变异细胞系,并分化出大量植株。再生植株已经在大田中开花结实。经分析表明：抗性细胞系脱离选择压6个月后,放在含15mmol/L甲硫氨酸的培养基上培养25天后,其相对增长率是对照的10．2倍。抗性系再生植株游离甲硫氨酸是对照的2．12倍,并且天冬族氨基酸都有明显增加。SDS-PAGE及过氧化物酶同工酶分析表明：在蛋白质及同工酶酶谱上抗性系再生植株均出现与对照不同的差异。     

电击法诱导的欧白英原生质体转化和转化植株再生

本研究使用电击法成功地将带有标记基因NPTⅡ的质粒pCaMVNEO转入欧白英的原生质体,并获得了再生转化植株。通过用pDW2质粒进行的CAT基因短暂表达研究,确定了欧白英原生质体转化的电击条件为：电容30nF、电场强度l 500V／cm、时间衰变常数59．4微秒;质粒DNA浓度为20μg／2×10⁶原生质体。在以上条件下,欧白英原生质体的相对转化率为12．4％,绝对转化率为2.4×10^-4在大多数抗性愈伤组织和从抗性愈伤组织再生的植株中检测到新霉素磷酸转移酶活性。分子杂交结果也证明了在转化植株中存在NPTⅡ基因序列,而未转化的对照植株则没有。     

苜蓿抗甲硫氨酸变异体的筛选

紫花苜蓿(Medicago sativa L.)下胚轴愈伤组织用NaN_3溶液诱变处理后,在含有全致死浓度甲硫氨酸的MS培养基上进行了6个月的连续筛选培养,获得了能抗100mmol/L甲硫氨酸的变异细胞系,并分化成再生植株。所获变异细胞系在脱离选择压力6个月后,对甲硫氨酸的抗性仍比对照高7.2倍,并表现出对乙硫氨酸的交叉抗性(为对照抗性的3.3倍)。抗性细胞系及其再生植株的甲硫氨酸、赖氨酸、苏氨酸和异亮氨酸含量均比对照有大幅度增加。抗性系的SDS-PAGE电泳图谱及过氧化物酶同工酶谱带均与对照有显著不同,并出现了新带,表明变异系已经产生变化了的基因产物。