植物体细胞无性系变异研究进展

植物体细胞无性系变异是植物组织培养中的普遍现象,泛指在植物细胞、组织和器官培养过程中, 培养细胞和再生植株中产生的遗传变异或表观遗传学变异。植物体细胞无性系变异的发生有其遗传学基础, 可从形态学、细胞学、生物化学和分子生物学等多个方面对其进行综合检测和鉴定。植物体细胞无性系变异是植物育种的有利资源, 但同时也是植物微繁和遗传转化工作中需要克服的一大难题,一直被众多研究者所关注。本文分别从细胞学和分子生物学两个层次综述了植物体细胞无性系变异的遗传学基础及其鉴定方法的研究进展,并就其在植物品质改良中的应用现状、存在的问题和应用前景进行了讨论。     

植物体细胞无性系变异研究进展

组织培养技术的日益成熟,使数以千计的植物通过器官或胚胎发生形成了再生植株。按照Haberlandt的细胞全能性学说,即植物的每个体细胞具有相同的遗传信息,因此人们起先认为本质是无性繁殖的组织培养所得到的再生植株应与原来植株的基因型是一致的。但是,随着有人首先注意到培养的细胞和再生植株有形态及染色体变异以来(Blakely等,1964),已有众多的报道发现植物离体培养物和再生植株会发生各种各样的变异。其中许多变异在品种改良上颇有价值,引起了研究者们的广泛兴趣。一些研究者从不同的角度对体细胞无性系变异现象作了很好的综述(Larkinand Scowcroft,1981;Orton,1983;Maliga,1984;商效民,1984;朱至清,1991)。本文结合近些年的新进展,对植物体细胞无性系变异研究领域进行较系统的评述,以丰富体细胞遗传学的内容,促进其在植物改良上应用研究的发展。     

果树体细胞无性系变异与品种改良

对果树组织与细胞培养过程中,体细胞无性系变异的普遍性和多样性,影响体细胞无性系变异的因素和调控措施,导致体细胞无性系变异可能的细胞学与分子机制,以及体细胞无性系变异与果树品种改良的关系作了阐述,并对果树体细胞无性系变异的研究前景作了展望。     

植物体细胞无性系变异的分子基础

TheMoleculBasicofSomaclonalVariationinPlantsZhangChunyiYangHanmin(BiologyDepartmentofLanzhouUniversityLanzhou730000)近年来,随着植物细胞和组织培养技术的迅速发展与广泛应用,不断发现在培养细胞和再生植株中存在着各种不同的变异,其中有些是可以遗传的,这种可遗传的变异被称为体细胞无性系变异[39]．变异的发生有其遗传学基础,具体表现在显微水平上的染色体数目和结构变异与分子水平上的基因突变、碱基修饰、基因扩增或丢失、基因重排以及转座因子的激活而影响核及细胞质基因的表达等等．目前,人们在已经积累的大量有…     

水稻体细胞无性系变异

水稻体细胞无性系变异研究取得了很大进展 ,获得了大量抗病、抗逆、优质、矮杆等突变体。对这些突变体遗传分析表明 ,大多数突变性状由 1对或 2对基因控制。水稻体细胞无性系变异的发生与基因型、性状、继代时间、培养方式等有关 ,并具有内在的机制 ,点突变和反转录转座子插入可能是引起水稻无性系变异的两个重要原因。     

植物体细胞无性系变异的遗传基础及主要影响因素

植物体细胞无性系变异在组织培养中是非常普遍的现象,对改良植物品种和选育新品种具有重要的意义,但同时也是植物组培在所有其它应用领域的一大难题。植物体细胞无性系变异的遗传基础包括染色体变异、转座子活化、DNA甲基化状态改变、基因突变和DNA重复序列的改变等,这些因素相互关联,不是孤立地作为体细胞无性系变异的起源。在影响体细胞无性系变异的主要因素中,外植体脱分化的细胞分裂方式、培养基的生长调节物质、培养物经受氧化胁迫水平与体细胞无性系变异有着较为密切的联系,其中外源生长素、细胞分裂素是最重要的外部影响因素。通过本综述,在减少组培过程中无性系变异方面,建议深入了解生长调节物质与体细胞无性系变异遗传基础的关系,并以此为基础尝试无性系变异防控办法。     

水稻体细胞无性系在米质方面的变异

研究了水稻的体细胞无性系在稻米蒸煮品质和蛋白质含量方面的变异。结果表明体细胞无性系自交二代(SC_2)的胶稠度和直链淀粉含量有不同程度的变化,还发现有极少数糯性转变的变异株系,以碱消解值表示的糊化温度则变化较少。体细胞无性系的蛋白质含量也有各种变化,在18个产量不亚于起始品种的体细胞无性系中,蛋白质相对含量增加5％以上的有6个,减少5％以上的有3个。研究还表明,体细胞无性系稻米蒸煮品质的变异,至少能稳定地遗传到第八代。讨论了应用体细胞无性系改良米质的可行性。     

水稻体细胞无性系变异

水稻体细胞无性系变异研究取得了很大进展,获得了大量抗病、抗逆、优质、矮杆等突变体。对这些突变体遗传分析表明,大多数突变性状由1对或2对基因控制。水稻体细胞无性系变异的发生与基因型、性状、继代时间、培养方式等有关,并具有内在的机制,点突变和反转录转座子插入可能是引起水稻无性系变异的两个重要原因。     

体外选择与体细胞无性系变异在抗病育种中的应用

本文综述了体外选择与体细胞无性系变异进行抗病育种的方法、影响因素、优缺点及研究进展等。 Application of in vitro Selection and Somaclonal Variation in Improvement of Disease Resistance LIU Jin-ping,ZHENG Cheng-mu South China University of Tropical Agriculture,Agronomy College Zhanzhou,Hainan 571737,China Abstract:Techniques,influencing factors,advantages,disadvantages and advances in improvement of disease resistance using in vitro selection and somaclonal variation were summarized. Key words：in vitro selection;somaclonal variation;improvement of disease resistance     

Somaclonal variation rate evolution in plant tissue culture: Contribution to understanding through a statistical approach

Summary In order to better understand somaclonal variant rate evolution in plant tissue culture, a statistical approach has been adopted. According to this approach, the variant percentage could be calculated by: %V=[1−(1−p) ⁿ ]×100, where %V is the percentage of variant, p the probability of variation and n the number of multiplication cycles. A numerical estimation was performed to characterize the variance of this function. It has been demonstrated that a wide scale of variance is associated with ‘%V’, due to the occurrence of variations after a variable number of multiplication cycles in the different lines of culture. Two main conclusions can be drawn from this model: (1) a variant rate increase can be expected as an exponential function of the number of multiplication cycles; (2) after a given number of multiplication cycles, variable off-types percentages can be expected. Due to the complexity of biological systems, this statistical approach could obviously not be applied directly for the calculation and forecasting of variant rates in tissue culture. However, this approach results in a better understanding of two apparently confusing experimental features often reported in tissue culture: the increase of the variant rate as a function of the length of the culture period on the one hand, and, on the other hand, the observations of different variant rates among lines cultured for the same lengths of time under strietly identical culture conditions. This approach also underlined that the comparison of somaclonal variant percentage between batches of plants from different in vitro treatments could be, in some cases, insufficient for ascertaining a difference of variability generated by tissue culture.     

植物体细胞无性系变异的细胞学和分子生物学研究进展

植物体细胞无性系变异是植物组织培养中的普遍现象,关于这些变异的起源存在多种观点,如转座因子的活化、ＤＮＡ甲基化等。本文综述了植物体细胞无性系的研究进展,从细胞学和分子生物学两个层次对无性系变异的起源进行了讨论     

菊苣体细胞再生植株的遗传稳定性分析

目的:研究菊苣再生植株的遗传稳定性.方法:以菊苣叶片为外植体,经第一代和第二代体细胞再生获得再生植株,分别对再生植株提取DNA,从12个引物中筛选了2个多态性好的引物,对第一代和第二代体细胞再生植株进行RAPD标记.结果:菊苣第一代体细胞无性系没有发生DNA多态性变异,第二代体细胞无性系在分子水平发生了1条DNA多态性变异.结论:RAPD分子标记方法可以鉴定菊苣组织培养过程中的遗传稳定性和遗传变异,为菊苣快繁和遗传转化奠定了基础.     

植物体细胞无性系变异的细胞学和分子生物学研究进展

植物体细胞无性系变异是植物组织培养中的普遍现象,关于这些变异的起源存在多种观点,如转座因子的活化、DNA甲基化等。本文综述了植物体细胞无性系的研究进展,从细胞学和分子生物学两个层次对无性系变异的起源进行了讨论。     

Somaclonal variation in rice – Submergence tolerance and other agronomic characters

The ability to withstand complete submergence was studied in R₂ seedlings raised by self-pollination from 158 R₁ plants regenerated from callus of mature rice seeds (cultivars FR13A and Calrose). Compared to parental controls, significant improvement in submergence tolerance as assessed by percentage survival, number of new leaves and chlorophyll content of the third leaf, was found in 5 of the 115 cv. FR13A somaclones and 3 of the 43 cv. Calrose somaclones tested using an aquarium system in a controlled-temperature glasshouse. With some exceptions these improvements were also observed in the R₃ generation when tested under field conditions in Thailand. Variation in other agronomically important characters was observed in the R₂ plants grown in a temperature glasshouse under 2 contrasting environments.     

Somaclonal variation from Sorghum bicolor (L.) Moench cell culture

Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC) - Sorghum bicolor (L.) Moench, plants were regenerated from 4 to 5 month old callus cultures originally derived from seedling explants. Somaclonal...     

植物体细胞无性系变异在植物性状改良中的应用

概述了植物体细胞无性系变异的类型、机制及在植物性状改良中的应用,并着重对无性系变异的筛选方法和用组织培养中出现的变异进行植物性状改良作了简要介绍.