有关植物人工种子研究的初报

人工种子是在离体培养条件下,由单个细胞产生分裂发育成一个胚状体,采用理化因素控制胚状体的同步生长,在胚状体表面包上一层有机化合物做为保护胚状体及提供营养的“种皮”,创造一个和种子相似的结构——人工种子。人工种子具有许多优越性,通过细胞悬浮培养产生的胚状体具有数量多(1升培养基可     

玉米体细胞胚状体诱导及其植株再生的研究

用51个玉米自交系的幼嫩雄穗进行体细胞胚状体的诱导,44个系产生了胚状体,每个系产生胚状体的能力各有不同;观察了胚状体产生的方式和胚状体的形态等;从其中3个系的胚状体诱导出植株;对基因型的影响及植株再生等问题进行了讨论。     

从玉米花药培养中诱导胚状体的发生

从植物花药离体培养中诱导花粉植株,可以通过两种途径获得。一种是由花粉细胞先形成愈伤组织,再分化成植株。另一种是直接由花粉细胞形成胚状体—花粉胚—发育成植株。后一种途径引起了许多研究者的兴趣。这是因为胚状体成苗速度快,成苗率高。     

玉米胚珠离体受精成功

从未授粉的玉米植株的雌穗上,切除子房上部的三分之一,获得裸露的胚珠。在切口处授以经过消毒的玉米花粉,获得了14粒由胚珠发育的幼嫩种子。在授粉后20—22天幼嫩种子的胚已经成熟,并在果穗块上萌发和生长,现已获得两个植株。其中一株植株上有明显的父本标记的紫色素性状及类似父本的旗叶。根尖细胞染色体2n=20,F_2代有分离,因此证明是胚珠离体受精而来的杂种植株。另一株植株形态、色素、旗叶均与母本相似,染色体2n=20,生长健壮,雄穗很早抽出,但在抽雄后49天才长出弱小的雌穗,未获得种子。     

悬浮培养的谷子细胞的胚胎发生和植株再生(简报)

由谷子的胚性愈伤组织在附加2mg/l2,4-D和5%椰乳的UM液体培养基中建立了细胞悬浮培养,降低培养基中2,4-D的浓度,利于胚状体的形成。当液体培养中的细胞转移到MS琼脂培养基上后,通过改变激素的组成及浓度,可以促进胚性细胞团的增殖,进而再生出大量完整植株。这种通过形成胚状体而再生植株的能力,巳在该悬浮培养系中保持一年多,从由幼穗培养建立胚性愈伤组织开始,此细胞系的旺盛的再生能力至今巳保持了近三年。     

辣椒游离小孢子细胞团培养的胚状体形成

从预培养15天后的花药中机械游离小孢子及其细胞团,经28℃液体悬浮暗培养．30天后,获得了自球形期胚到子叶期胚发育程度不等的各类胚状体。从12个花药中可以形成高达22个胚状体,且子叶期胚的比例约为23％。显微镜检表明,这些胚状体来自游离的小孢子细胞．经核的对称分裂形成多核细胞或者早期形成多细胞团,最后经细胞的分裂分化形成。胚状体体表具毛,活力有差异。在适当培养基上,具活力的鱼雷期及子叶期胚状体均能发育成正常植株。7℃、32℃、35℃8天的胁迫处理均能诱导小孢子胚状体发生。但花药培养中7℃、35℃处理下的出胚率较32℃下高,而游离小孢子细胞团培养中以35℃、32℃下较好。7℃处理下获得的胚状体数很少．对产生这种现象的原因进行了探讨。出胚率在基因型间,不同胁迫处理温度间表现明显差异。而在温度处理的不同天数间差异不明显。流式细胞仪对再生株真叶的DNA含量分析表明．获得的再生株中具有单倍体、双单倍体以及单倍一双倍嵌合体植株。本结果为进一步开展辣椒雄性生殖途径的胚状体发育研究。提高辣椒成熟胚状体的频率提供了实验体系。     

槐树子叶组织培养中的形态发生研究

槐树子叶在MS附加0.1～5 mg/L BA 和0.1—5 mg/L 2,4-D的培养丛上培养两周,获得了灰色疏松型及白、绿色紧密型两种类型的愈伤组织。后者经培养产生不定芽并再生植株。子叶切块在MS 附加0.1～8 mg/L 2,4-D等培养基上培养3周,在切口处形成愈伤组织的同时,由其表面直接分化产生胚状体。组织学观察表明,胚状体来源于子叶的表皮及叶肉细胞,胚状体产生通过单细胞起源及多细胞出芽两种方式发生。胚状体发育依次通过球形胚、心形胚、鱼雷形胚和子叶胚等阶段形成再生植株,其发育过程与合子胚相似。     

玉米花药培养中胚性细胞团的发生

自从1958年Seward等人用胡萝卜细胞培养获得胚状体后,引起了广泛的重视和注意,胚状体比通过愈伤组织再生完整植株具有三个显著优点,即数量多,速度快、结构完整。因而,只要掌握诱导胚状体的条件,就可以大大提高组织培养和花药培养植株的诱导率。花药培养和组织培养中具有胚状体分化能力的种子植物已达117种,分属34科,75属,其中包括13种裸子植物(朱澂1978)。我国从事于花药培养的科学工作者,对于控制胚状体的发育做了不少的探索,     

多变小冠花(豆科牧草)原生质体和外植体胚状体的形成和植株的再生

EM-5游离大量的多变小冠花实生苗子叶原生质体。Kao的原生质体培养基使子叶原生质体分裂形成细胞团。MSD_4诱导多变小冠花原生质体愈伤组织产生胚状体、苗和植株的分化。MS-1诱导多变小冠花实生苗根、下胚轴和子叶愈伤组织的形成,胚状体、苗和值株的分化。根愈伤组织胚状体形成的频率(60%)高于子叶和下胚轴的(<23%)。组织切片的观察表明多变小冠花原生质体植株的再生通过胚状体形成的途径。     

籼稻体细胞胚胎发生的组织学及细胞学研究

以成熟种子为外植体,在离体培养中研究了体细胞胚胎发生,组织学研究表明,愈伤组织是由成熟种子盾片的表皮吸收细胞首先发生的,随后从愈伤组织分化出胚状体。象水稻合子胚的结构一样,体细胞胚状体主要由盾片,胚芽稍及胚根组成,在胚状体内可以观察到不同发育时期的原胚,包括大量的单一的胚性细胞、二细胞、四细胞及分化程度不同的原胚以及一些畸形胚状体,从本实验可以初步认为由籼稻体细胞培养而获得的胚状体在结构上也有象合子胚一样的基本结构,并且是单细胞起源的。     

离体培养下大豆体细胞胚胎发生的组织学研究

大豆胚状体可以直接从未成熟的子叶表皮及表皮下面1—3层细胞发生。这些细胞经过脱分化后,首先形成细胞质浓厚、核大的胚的发生细胞,胚发生细胞再分裂形成胚性细胞团,胚性细胞团再继续分裂形成胚状体。胚状体的发育过程和合子胚一样,经过球形、心形,鱼雷期和子叶期等诸阶段发育成小植株。此外,在诱导胚状体发生过程中,还观察到另一值得注意的现象:在未成熟胚的子叶表皮下面1至较深处的数层细胞,也转变成分生状细胞团,这些分生状细胞团呈不规则状,从其起源看,可称它们为内生“胚状体”,这些内生“胚状体”培养至20天,即停止生长发育。     

黄连体细胞胚胎发生的研究

黄连(Coptis chinensis)叶片外植体在 MS 2,4-D 1 ppm 培养基上很容易产生愈伤组织。愈伤组织在转入分化培养基 MS 6-BA 0.5ppm NAA 1ppm 培养基上以后,能产生大量胚状体。胚状体可经过球形、心形、鱼雷形及子叶期等诸阶段发育成小植株。对胚状体用4%的藻酸钠和2%的氯化钙进行人工种皮包埋后,在无菌条件下,胚状体转变成苗。愈伤组织在分化培养基上经几次继代后,整个愈伤组织可转变为胚性愈伤组织并形成一个个胚性细胞团。胚状体可从其表面或愈伤组织内的任一细胞团产生。这一研究结果为获得大量分散的单个胚状体及人工种子的研制提供了良好的实验系统。     

籼稻体细胞胚胎发生的组织学及细胞学研究

以成熟种子为外植体,在离体培养中研究了体细胞胚胎发生,组织学研究表明,愈伤组织是由成熟种子盾片的表皮吸收细胞首先发生的,随后从愈伤组织分化出胚状体。象水稻合子胚的结构一样,体细胞胚状体主要由盾片,胚芽稍及胚根组成,在胚状体内可以观察到不同发育时期的原胚,包括大量的单一的胚性细胞、二细胞、四细胞及分化程度不同的原胚以及一些畸形胚状体,从本实验可以初步认为由籼稻体细胞培养而获得的胚状体在结构上也有象合子胚一样的基本结构,并且是单细胞起源的。     

玉米花粉愈伤组织胚状体发生的研究

在玉米花药培养中,从八趟白花药中获得了花粉愈伤组织,在继代培养中能连续发生胚状体并分化成苗。经两年继代24次仍保持全能性。细胞学和组织学研究表明,胚状体的发生过程和合子胚相类似。胚状体发生不同步,因此在同一块愈伤组织上可以见到不同发育阶段的胚状体;从单细胞胚、2—8细胞胚、到多细胞胚和成熟胚。小植株根尖细胞染色体检查表明,绝大多数细胞为单倍性。在长期继代培养下倍性相对稳定。如能建立单倍性胚性细胞无性系,在玉米改良的理论和实践问题的研究中将是有用的。     

枸杞悬浮培养条件下的胚状体发生

在MS培养基上诱导宁夏枸杞下胚轴切段形成愈伤组织,并进行细胞悬浮培养。观察了悬浮培养条件下胚状体的发生过程。<1>观察发现,细胞经悬浮培养几天以后,先形成胚性细胞团,再有胚性细胞团块形成一个或几个胚状体。较大的胚状体也可以形成新的次生胚状体。<1>影响胚状体形成的关键因素是激素的种类及其含量。实验采用的基本培养基为MS,比较适宜胚状体发生的激素是0.2mg/L 2,4-D。同样浓度的2,4-D,会抑制胚状体的进一步发育,用0.2mg/L6-BA代替2,4-D, 则胚状体可以进一步发育并形成小植株。     

苏铁(Cycas revoluta Thunb.)种子的胚与胚乳解剖结构研究

对苏铁(Cycas revoluta Thunb.)种子的胚和胚乳组织进行了解剖研究。结果表明:苏铁种子为有胚乳种子,兼有胚乳和外胚乳,成熟时具直立型胚。胚乳的表层细胞含有角蜡质,胞核大,不含淀粉粒;中层细胞胞核明显;内层细胞胞核不明显,富含淀粉颗粒,淀粉粒单脐点明显。胚孔端的胚乳内陷成一凹槽,似贮藏窖。成熟的子叶胚为倒生胚胎,位于胚乳细胞解体后形成的囊腔中,子叶胚长度在胚乳中占到种子的1/3至2/3,已达到生理成熟阶段。双子叶直立,半合生。胚状体基部呈喙状突起,喙状突起下端连着一根肠叠着的丝状吸器,吸器基部连着一个小气囊。胚芽由顶端分生组织和数枚真叶组成,此时真叶已具羽状叶原基和绒毛原始体。在胚状体中发现有长管细胞及螺纹加厚的导管,在子叶中脉有数条并列的螺环纹导管。     

菸草(Nicotiana tabacum)和辣椒(Capsicum annuum)花药离体培养的研究

本文报道关于菸草和辣椒花药离体培养的研究结果。对于菸草花药离体培养曾进行四种培养基的对比试验,结果以 NH 效果最好,Blaydes 次之。10—20%(体积/体积)椰乳能提高花药成胚的百分比,对单倍体幼苗也有促进作用。蔗糖浓度从1—4%都能产生“胚状体”,以3%的蔗糖浓度产生“胚状体”的百分比最高,长出的幼苗也比较健壮。对花粉不同发育时期进行了比较试验,花药中花粉单核靠边时期进行培养的出苗率最高。“胚状体”的形成主要由单核花粉粒均等分裂或由营养核分裂两种方式形成“胚状体”。生殖核只进行几次分裂而最后逐渐退化消失。对菸草花粉植株进行根尖或茎尖制片,观察其染色体数目为24,证明是单倍体。用不同浓度的秋水仙碱对单倍体植株进行染色体加倍,得到许多二倍体后代,其中少数是四倍体。本文对花药离体培养和组织培养中产生“胚状体”问题进行了讨论。辣椒采用花粉单核靠边时期的花药,培养在 NT 及 MS 加有补充物质的培养基上,花药既产生“胚状体”又产生愈伤组织。观察到单核花粉最初分裂发育成多细胞“原胚”到最后形成幼苗的过程。“胚状体”的发育与合子胚的发育过程相似。在花粉发育成幼苗的各个发育时期都可能停止发育,长成幼苗的只是少数。由单核花粉粒所形成的多细胞“原胚”可突出花粉壁外但仍与花粉粒相连,花粉粒内细胞大而染色淡,花粉壁外的多细胞“原胚”的细胞排列紧密,体积小而有分生能力,有的已开始分化。小苗的根尖和愈伤组织细胞,用醋酸洋红压片检查,其染色体数目为12,证明是单倍体。     

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。     

玉米体细胞培养中胚状体的发生

在植物细胞和组织培养中,高等植物发生胚状体的现象比较普遍。单子叶植物从花粉小孢子和体细胞形成胚状体的有水稻、小麦、黑麦、玉米、甘蔗、大麦、无芒雀麦、珍珠谷等。我们对玉米雌、雄幼穗进行培养,获得了体细胞胚状体和胚性细胞团,并建立起细胞无性系。现将试验结果报道如下。     

金花茶子叶在离体培养中胚状体的发生和小植株的形成

研究了金花茶(Camellia chrysantha(Hu)Tuyama)子叶在离体培养中体细胞胚状体发生的条件。在MS基本培养基中附加苄基嘌呤(BA)或苄基嘌呤与萘乙酸(NAA)组合,诱导了胚状体发生。组织学观察表明,胚状体起源于子叶的表皮细胞。在增添细胞分裂素和生长素的MS或改良B_5液体培养基里振荡培养,明显地促进了胚状体根的生长和茎的发育。胚状体在继代培养中能保持旺盛的再生能力。已得到两个繁殖率较高的胚状体无性系。在合适的条件下,胚状体能长成正常的小植株。