陆地棉胚性愈伤组织的变异及高频胚胎发生

陆地棉（Ｇｏｓｓｙｐｉｕｍ ｈｉｒｓｕｔｕｍ Ｌ．）胚性愈伤组织在两年多的继代培养过程中,由淡绿或灰色疏松状转变成灰黄色致密团块状,胚胎发生能力经历了一个由低到高再到低的过程。培养两年半后,从中分离出３种不同的愈伤组织系。第一种可产生大量的胚状体;第二种可产生少量胚状体;而第三种失去了胚胎发生能力。第一种团块颗粒小,后两种团块颗粒大。通过选择培养第一种愈伤组织系,建立了３ 个陆地棉栽培品种的高频体细胞胚胎发生系。染色体观察显示：其变异频率随愈伤组织培养代数的增加而升高;３ 种不同的愈伤组织系中,二倍体细胞的频率大小依次为：第一种＞ 第二种＞ 第三种。此外,第一种含有较多的超二倍体细胞,而后两种含较多亚二倍体细胞     

胡桃楸胚性愈伤组织诱导与体细胞胚胎发生

胡桃楸是东北东部山地阔叶红松林的重要组成树种。因其被大量采伐,资源日趋枯竭。体细胞胚胎发生是快速繁殖和人工种子研制的基础,对遗传改良有重要意义。为探讨不同外植体、植物生长调节物质种类及配比对胡桃楸培养物的影响,建立了胡桃楸体胚发生及再生植株体系。结果表明:合子胚为外植体时最易形成胚性愈伤组织,外植体最佳取材时期为5～6月。胡桃楸胚性愈伤组织最适诱导为MS+1.0mg·mL-12,4-D+0.5mg·mL-16-BA;体细胞胚的诱导、发育和分化的适宜的培养基为附加蔗糖60g.L-1、水解酪蛋白700mg·mL-1时不添加任何生长调节物质的MS培养基。     

银杏幼嫩茎段培养诱导愈伤组织及其细胞学研究

将银杏幼嫩茎段培养于含NAA和BA的MS和改良MS培养基中获得球型胚。培养基类型对愈伤组织的诱导和分化有明显影响,MS培养基优于DCR培养基。所有的MS和改良MS培养基上有胚性细胞的分化。在含有4mg／L的NAA的MS和改良MS培养基中,有三细胞和四细胞的原胚出现,并在MS 2mg／L NAA 0．1mg／L BA的培养基中观察到球形胚的分化。     

高粱体胚发生的组织细胞学观察

以Sb33高粱非胚性、胚性愈伤组织和体胚为材料,用传统石蜡切片法对各组织材料进行组织化学染色,对高粱胚性与非胚性愈伤组织以及体胚进行组织细胞学观察。结果表明：高粱非胚性愈伤组织无淀粉粒积累,高粱胚性愈伤组织淀粉粒积累较多,而与胚性愈伤组织相比,高粱体胚淀粉粒积累更多,这说明淀粉粒的积累与高粱体细胞的胚胎发生密切相关。此外,高粱可通过鱼雷胚基部产生球形胚的方式实现体胚的增殖,高粱离体再生途径以体细胞胚发生为主,并同时存在少量器官发生途径。在高粱体细胞胚胎发生中,外起源和内起源同时存在。本研究为高粱体细胞胚胎发生提供细胞学理论基础。     

陆地棉胚性愈伤组织原生质体的制备,培养及植株再生

以陆地棉栽培品种“鲁棉６号”下胚轴的胚性愈伤组织为材料,制备并培养原生质体。采用继代培养７￣９ｄ、活力旺盛的胚性愈伤组织,在１％纤维素酶、１％果胶酶、０．７ｍｍｏｌ／Ｌ ＫＨ２ＰＯ４、２．５ｍｍｏｌ／Ｌ Ｃａ＾２＋、０．５ｍｏｌ／Ｌ甘露醇、ｐＨ５．８、３０℃的条件下,具活力的原生质体得率最高。经分离纯化后,原生质体在含有０．４５ｍｏｌ／Ｌ葡萄糖的Ｋ３无机盐、ＮＴ有机物并附加０．１ｍｇ／Ｌ,２,４－     

小麦远缘杂种幼胚胚状体的发生,发育及低温对愈伤组织分化能力…

通过普通小麦与滨麦、簇毛麦及山羊草属７个种杂交幼胚培养,获得８个体细胞胚性无性系（８个组合１０个胚）及大量试管苗。愈伤组织及胚性愈伤组织诱导率分别为６５．７９％和２６．３２％。形态学及细胞学鉴定结果,均为真杂种。不同染色体组及同一染色体组不同基因型的幼胚,在组织培养中有明显差异。非部体细胞具有遗传的全能性,但当染色体数目严重偏离双单倍体数目的,其全能性即丧失。胚状体的发育具有与合子胚极相似的典型结     

陆地棉花药愈伤组织的诱导和继代培养

花药培养是自６０年代以来发展起来的一项生物技术,旨在诱导出单倍体花粉植株,应用于育种实践和基础研究〔１〕。以单倍体植株为基础的单倍体育种被认为在以下几个方面具有优越性：第一,缩短育种年限;第二,排除杂种优势对后代选择的干扰〔２,３〕。此外,花药培养在...     

石刁柏胚乳愈伤组织内胚胎发生的组织细胞学观察

石刁柏(Asparagus officinalis L.)的幼嫩胚乳接种于MS+NAA 5ppm+6-BA 1ppm和MS+NAA 1ppm+6-BA 0.5ppm的培养基上诱导产生愈伤组织。将愈伤组织转移到MS+6-BA 1ppm+NAA 0.5ppm的分化培养基上,培养30天后即可形成胚状体,组织细胞学观察表明:胚状体起源于愈伤组织内或近表层的单个胚性细胞。在胚状体发生的早期阶段,观察到与柳叶菜型和藜型胚胎发育大致相似的细胞分裂方式,从而出现了T型或线型的四个细胞的原胚。在多细胞原胚及球形胚期具有单列或不规则排列的多细胞胚柄。石刁柏胚乳愈伤组织中的胚胎发生是不同步的,在同一块愈伤组织的切片中可以观察到不同发育阶段的胚状体。在外形上还可以观察到一个子叶、两个子叶或四个子叶等多种不同形态的胚状体。一部份胚状体能发育成完整小植株。     

茶（Camellia sinensis Kuntze）离体培养体细胞胚胎发生的组织细胞学研究

以茶树叶片为外植体．以ＭＳ培养基附加４ｍｇ·Ｌ－１６－ＢＡ,２ｍｇ·Ｌ－１ＩＡＡ．３ｍｇ·Ｌ－１ＧＡ３和０．２—０．３％活性碳诱导出愈伤组织和胚状体,进一步形成小植株．切片观察表明．茶叶愈伤组织胚状体的发生,起源于愈伤组织表层及其内部的单个细胞和细胞团,胚状体发育顺序与合子胚大致相似．经球形胚、心形胚、鱼雷胚和子叶胚阶段．但发育过程中常有畸形胚出现．     

一个陆地棉羧基末端蛋白酶cDNA的克隆及其表达分析

利用PCR筛选方法从陆地棉纤维cDNA文库中分离出1个基因序列,命名为ChCtp。该cDNA全长1917bp,编码1个含473个氨基酸残基的多肽。GhCtp蛋白与拟南芥和水稻中的一类羧基末端蛋白酶具有较高的同源性,在GhCtp的N-末端有1个精氨酸富集区,而C-末端有1个Pfam数据库中编号为DUF239的高度保守区域;该蛋白的N-末端还存在1个在拟南芥和水稻羧基蛋白酶中所缺乏的ATP/GTP结合区A序列。亲水性分析表明,GhCtp为1个可能的跨膜蛋白。从表达特征来看,GhCtp不属于纤维细胞特异表达或优势表达基因,并且它在棉花不同组织中或不同纤维发育时期的表达强度均很低。     

影响陆地棉遗传转化的外部因子研究

以我国培育的陆地棉载品种为主,研究了农杆菌介导遗传转化过程中外植体材料、菌液浓度、感染时间、抗菌素等对论效率的影响以及愈伤组织的诱导分化过程,明确了影响睦棉遗传转化的外界条件。     

棉花GhCCR1基因结构及表达分析

根据棉花GhCCR1基因的cDNA序列设计引物,采用PCR技术从棉花中克隆了GhCCR1基因的DNA序列,并采用半定量RT-PCR方法分析了GhCCR1基因在不同发育阶段棉纤维中的表达情况.结果表明:GhCCR1编码区DNA序列长度为1 161 bp,包含4个外显子和3个内含子,内含子富含AT,所有外显子/内含子交接点都遵从gt/ag剪接规则.半定量RT-PCR检测表明,GhCCR1基因在不同发育阶段的棉纤维中均有表达,在开花后20 d的棉纤维中表达量最高,说明该基因可能参与调控棉纤维细胞的伸长和次生壁的增厚过程.     

陆地棉干旱胁迫相关基因GhTrx的克隆及表达

采用RACE和RT-PCR技术,克隆了陆地棉干旱胁迫硫氧还蛋白基因,利用荧光定量PCR技术分析该基因在不同组织和不同时期的表达情况.结果表明,陆地棉硫氧还蛋白基因(GhTrx)的cDNA全长1 340 bp,其中ORF 864 bp,推测编码288个氨基酸.该基因编码蛋白与杨树、蓖麻、拟南芥的相似性分别为70%、72%和76%,系统发育树分析显示,GhTrx与蓖麻中该蛋白的亲缘关系最近.RT-PCR分析显示,GhTrx基因表达受干旱胁迫诱导,在干旱诱导下,该基因在抗旱材料中H177中上调表达,在根中的表达量明显高于叶.研究表明,GhTrx基因在干旱胁迫时根部进行大量表达,对抵御外界的干旱威胁起到关键作用,可能对提高陆地棉抗旱性方面具有一定的作用.     

陆地棉GST基因家族全基因组分析

谷胱甘肽转移酶(glutathione-S-transferase, GST)是一种普遍存在的具有多功能的超家族蛋白,在植物初次生代谢、逆境胁迫、胞间信号传递等方面具有重要作用;同时,作为配体其在植物激素代谢以及物质转运方面也发挥作用。为了解析陆地棉(Gossypium hirsutum L.) GST基因家族的信息,本研究对该基因家族成员的种类、进化关系、物理定位、基因结构和保守基序以及表达模式进行了分析。结果显示,在陆地棉全基因组中共含有70个GST基因,进化树和基因结构分析将该家族分为U族、F族、T族、Z族、EF1Bγ族和TCHQD族。基因定位分析发现,除了AD/At2、AD/At4、AD/At5、AD/Dt5、AD/Dt10号染色体上没有GST基因外,其他染色体上都有GST基因,并且在AD/At9、AD/Dt7、AD/Dt12、AD/Dt13这4条染色体上出现基因簇。对F族(Phi类) 9个GST基因进行荧光定量分析,结果表明,除GhGSTF1可能为假基因外,GhGSTF2~9等8个基因在陆地棉根、茎、叶以及各个发育时期的纤维中均有表达;结合生物信息学分析,推测GhGSTF8可能参与原花青素/花青素的转运和积累;GhGSTF4、GhGSTF6和GhGSTF9可能在调节陆地棉的生长和胁迫反应中起作用,而GhGSTF2、GhGSTF3、GhGSTF5和GhGSTF7的功能还有待进一步研究。本研究为陆地棉GST基因家族的分子进化及功能研究提供了理论依据。     

陆地棉GhPS2基因的克隆和表达分析

卤代酸脱卤酶(HAD)在调节植物生长发育和响应磷缺乏胁迫方面具有重要作用。该研究基于前期陆地棉根部低磷胁迫基因差异表达序列数据分析,以陆地棉新陆早19为材料,对GhPS2基因进行克隆,并对其基因组DNA与cDNA测序分析,借助生物信息学方法分析GhPS2的基因结构和进化关系;采用荧光定量PCR(qRT-PCR)的方法检测该基因于根、茎、叶、花4个器官的基因表达量变化和低磷胁迫下0,4,12,24,72 h的相对表达。结果表明,(1)成功获得陆地棉GhPS2基因,该基因的开放阅读框序列长度813 bp,编码270个氨基酸,存在3个内含子,属于HAD家族,其中存在1个保守结构域名为Put-Phosphatase。(2)序列比对和进化分析显示,陆地棉GhPS2与其他棉种PS2、榴莲PS2的相似性分别为93%和83.15%。(3)qRT-PCR结果表明,GhPS2基因在根中表达量最高,其次是茎和花,在叶中表达量最低,该基因在低磷胁迫4 h时相对表达量达到最高值,低磷胁迫72 h时是适磷处理的16.66倍。研究表明,GhPS2基因属于低磷胁迫响应基因,在棉花响应低磷胁迫过程中具有重要作用。     

Studies on Somatic Embryogenesis and Histological Observation in Gossypium hirsutum L. cv. Coker 312

A reproducible 3-step procedure of somatic embryogenesis of Gossypium hirsutum L. cv. Coker 312 has been developed. Calli were initiated on LSC medium containing 0.1mg/L 2,4-D plus 0.1 mg/L KT from cotyledon tissue of 5-day-old-seedlings, and subcultured on the same medium with 4 mg/L NAA and 1 mg/L KT. Embryogenic calli and few globular embryos developed at a frequency of 67.5% after 55 days’ culture in the latter medium. When the embryogenic calli were transferred to growth regulator-free medium, embryogenesis occured and all stages of normal zygotic embryos, globular-, heart- and arrowhead- or torpedo-shaped embryo, ,were developed. Cyto-histological study showed that embryogenic calli were very easily distinguished from non-embryogenic calli. Embryoids were mainly initiated from the cells in the peripheral area of embryogenic calli. At the early stage the development of embryoid was limited in a boundary of thicken cell wail. There were 2 peaks of starch accumulation in the process of embryogenesis, one was at the early globular stage, and the other at the later torpedo-shaped stage.