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。     

小麦Kr基因在小麦与玉米或鸭茅状摩擦禾杂交中的失活

用３７个小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍ）品种（系）为母本,分别与黑麦（Ｓｅｃａｌｅｃｅｒｅａｌｅ）、球茎大麦（Ｈｏｒｄｅｕｍｂｕｌｂｏｓｕｍ）、玉米（Ｚｅａｍａｙｓ）和鸭茅状摩擦禾（Ｔｒｉｐｓａｃｕｍｄａｃｔｙｌｏｉｄｅｓ）杂交,比较其亲和性,小麦和玉米或鸭茅状摩擦禾杂交比小麦与黑麦或球茎大麦杂交的亲和性显著提高。携带着显性Ｋｒ１和Ｋｒ２基因的小麦品种Ｈｏｐｅ与黑麦杂交,不能形成胚,而与玉米及鸭茅状摩擦禾杂交时,成胚率分别达１６．００％和３２．５０％。表明控制小麦与黑麦及球茎大麦杂交亲和性的Ｋｒ基因系统在小麦与玉米及小麦与鸭茅状摩擦禾属间杂交中失活。讨论了还存在有其它控制小麦属间杂交亲和性的遗传调控系统的可能性。     

小麦愈伤转化成功

Florida大学和Monsanto公司的合作组曾用高速微射轰击法导入3种不同的选择性标记报道基因,产生了稳定转化的愈伤系。玉米和水稻的转化已获成功,只是小麦的转化始终使科学家们为难。California大学前任植物基因表达中心的负责人Michael Fromm是将此微弹转化法用于玉米的先驱者之一,他正在研究小麦的转化。以前曾成功地在小麦和大麦胚或悬浮培养的细胞中暂时性表达直接射入的基因。另外,小麦胚性悬浮培养物和原生质体培养物都可再生成株。由Sherri Brown、Diane Re和Michael Fromm在Monsanto,以     

几种瘤胃细菌对大麦、玉米和小麦的消化作用

三种主要的消化淀粉的瘤胃细菌,牛链球菌(Streptococcus bovis 26),嗜淀粉瘤胃细菌(Ruminobac-ter amylophilus 50),和溶纤维丁酸弧菌(Butyrivibriofibrisolvens A38),在消化大麦、玉米和小麦时是各具特色的。S.bovis 26对所有谷物类淀粉的消化速率比R.amylophilus 50或B.fibrisolvens A38都快。S.bovis 26对小麦淀粉的消化又比大麦或玉米都快;而R.amylophilus 50对大麦淀粉的消化则快于玉米或小麦淀粉。B.fibrisolvens A38对大麦和玉米淀粉的消化程度相似,但实际上不能消化小麦淀粉。B.fibrisolvens     

几种玉米基因转移技术的研究及转基因植株的获得

用基因枪、超声波和子房注射法转化玉米,所用质粒pB48．415带有3’端截短的Bt毒蛋白基因和潮霉素磷酸转移酶(hpt)基因。用基因枪轰击玉米胚性愈伤组织和幼胚,超声波处理玉米胚性愈伤组织,用自制的微玻针注射授粉后l0～20h的玉米子房,均已成功地获得了转Bt基因的玉米檀株．点杂交和Southern吸印杂交的结果都证明在转基因玉米檀株中存在Bt毒蛋白基因。     

具有高再生性且对农杆菌敏感玉米自交系的筛选

以70个高代玉米自交系的幼胚为材料在NB培养基上进行离体培养,通过多次继代选择,从中筛选出了胚性愈伤组织诱导率高、克隆能力强的10个自交系,将这10个自交系的一部分胚性愈伤组织用作绿苗再分化,研究其再生能力;另一部分用农杆菌C58和GV3301转化,利用植物载体中携带的gus和g彦报告基因的瞬时表达为指标研究玉米基因型对农杆菌的敏感性。绿苗再分化结果表明,10个自交系都具有绿苗再分化能力,其中自交系6010、6038、6015、6051和6060的绿苗再分化力相对较高,分别为61．11％、31．94％、45％、33．33％和156．94％。gus瞬时表达率方差分析结果表明：玉米基因型对农杆菌C58的敏感性存在极显著差异,在自交系6034、6038的胚性愈伤组织上没有检测到gus瞬时表达,即这两个基因型对农杆菌C58不敏感,不能被其转化;其他7个基因型的平均gus瞬时表达率均大于70％,说明这7个基因型对农杆菌C58敏感。GFP荧光检测结果表明,在自交系6034、6038、6069和6010的胚性愈伤组织上没有检测到gyp瞬时表达,在其他6个自交系上检测到绿色荧光蛋白的表达。因此,认为自交系6015、6051和6060是对农杆菌GV3301敏感且具有高再生能力的玉米转基因受体材料;自交系6051、6010、6015、6060和6050是再生能力强且对农杆菌C58敏感的玉米转基因受体材料。     

玉米遗传育种过程中运用基因工程概论

本文介绍了转基因玉米的转化途径,主要有农杆菌介导转化法、基因枪法、花粉管通道法、碳化硅纤维介导法等,并分析了抗虫转基因玉米、抗除草剂玉米、利用转基因玉米作载体生产特殊蛋白等转基因玉米的种类。     

向日葵幼胚培养中体细胞胚胎发生的观察

1.向日葵不同品种体细胞胚胎发生的情况不同。2.较高浓度的蔗糖有利于向日葵幼胚的体细胞胚胎发生。3.在同样条件下,2mm长的幼胚较其它时期的幼胚体细胞胚胎发生的频率高。4.在蔗糖浓度为17.5％并分别加入0.5—10.0ppm玉米素的Nitsch培养基中,向日葵幼胚产生体细胞胚胎发生的频率随着玉米素浓度的增高而增加。5. 2,4-D能使体细胞胚胎发生,但不能分化器官。6.切片观察表明:在含玉米素的培养基上,幼胚产生了胚性细胞团和胚状体。并多数发生于子叶与下胚轴的深层。胚性细胞团周围细胞退化,使其与周围组织之间形成间隙。     

高油玉米优良自交系再生体系的建立

以供试的5个高油玉米优良自交系为材料,建立了一个高效的高油玉米幼胚再生体系.研究表明,高油玉米幼胚组织培养的最适幼胚长轴长度在0.5 mm～2.0 mm左右;MB培养基是最适的胚性愈伤组织诱导培养基;各材料胚性愈伤组织诱导率差异较大,以4K261和4K296的胚性愈伤诱导率较高;不同材料最适的继代培养条件存在差异,但基因型仍然是决定各自交系胚性愈伤组织的继代能力的主导因素,其中以4K261最佳.5个自交系均能分化出幼苗,但分化率差异较大,以4K059分化率最高,达82.0 %;其次是4K261和4K296,分别为63.2 %和59.0 %;4K060和4K061表现最差.所以4K059、4K261和4K296均可作为遗传转化的受体材料.该体系的建立为高油玉米的遗传转化奠定了基础.     

烯效唑对玉米幼胚培养的影响

以玉米幼胚为外植体,研究了烯效唑对玉米幼胚愈伤组织诱导以及愈伤组织分化成植株的影响。结果表明,烯效唑(S-3307)的浓度越高玉米幼胚胚芽的生长受抑制作用越强,胚性愈伤组织发生率越高,有的基因型幼胚对过高浓度的烯效唑表现出不适反应,以至于胚性愈伤转化成非胚性愈伤;不同基因型的玉米幼胚在不同浓度的烯效唑影响下愈伤组织诱导率差异较大;烯效唑的浓度越高胚性愈伤组织分化率也高,但不同基因型对烯效唑的反应不尽相同。     

花粉单倍体的遗传品质——花药培养是否降低了育种材料的农艺价值

自S.Guha和S.C.Maheshwari 1964年以曼陀罗(Datura)花药为材料,首次成功地诱导出离体幼胚以来,人们经过不断的发展和完善使之形成了一套完整的花药培养技术,即通过植物花药(或小孢子)的培养,大批创制单倍体并经染色体加倍进而获得双单倍体(Doubled haploid)植株。该技术被迅速而广泛地应用于作物育种程序之中。目前已有不少的栽培作物成功地获得了花粉植株,如:烟草、小麦、大麦、水稻、黑麦、小黑麦、玉米、甘     

不同杂种优势类群玉米幼胚愈伤组织的诱导及植株再生特性的评价

以Reid、唐四平头和其他种质等3个杂种优势类群共30份玉米自交系为实验材料,以玉米幼胚作为外植体,研究基因型、培养基、激素、继代培养次数对玉米幼胚愈伤组织诱导及植株再生的影响.研究结果表明供试材料均能进行愈伤组织诱导,但是只有部分自交系能再生植株.通过对不同杂种优势类群自交系玉米幼胚培养特性的分析,从Reid、唐四平头和其他种质类群的供试自交系中,筛选出了胚性愈伤组织诱导频率和绿苗分化率均较高、适合于遗传转化的受体材料,如黄野四/京24//C108/黄野四选系、黄早四/先早17//吉853选系、R43//黄野四/711选系、京7、京7黄、3189/4380选系、4380/陕综5选系、8103、先早17、18-599红、501、178和冀53.     

栽培大麦×普通小麦杂种发育的胚胎学观察

对大麦与小麦远缘杂交时雌雄性核的结合及杂种胚和胚乳的发育情况进行了观察。大、小麦杂交时,可发生双受精作用、单受精作用,或受精过程失败。单受精作用发生的时间参差不齐。大小麦杂种胚的发育进程最初与大麦自交时情况相似。以后胚发育缓慢,并长期停留在原胚阶段。在授粉后12—15天,原胚发育达到高峰。仅有个别杂种胚在授粉后第18、19天进入胚分化,且胚分化不完善。同时,在整个发育过程中,原胚不时出现解体退化现象。杂种胚乳的发育仅在最初阶段形成若干游离核,此后胚乳组织转向退化。在授粉10天以后的子房中,未检查到胚乳或胚乳解体后的残留物。     

农杆菌介导的玉米自交系愈伤组织转化条件的优化

采用农杆菌介导法,将外源基因导入玉米骨干自交系掖515和掖502胚性愈伤组织并再生玉米植株。在农杆菌浸染玉米胚性愈伤组织过程中,采取真空渗入、部分酶解和超声波处理,可以显著提高转化率。农杆菌浸染玉米胚性愈伤组织时,在50kPa下真空渗入5min,掖515和掖502胚性愈伤组织的转化率分别从6.3％和4.5％提高到8．7％和7．8％。愈伤组织在农杆菌浸染前,以0．2％离析酶酶解10min,掖515和掖502胚性愈伤组织的转化率分别提高到8.3％和8．9％。在农杆菌浸染时,以功率100W超声波处理90-120s,掖515和掖502胚性愈伤组织的转化率最高可达9．1％和9．4％。     

大麦胚性细胞悬浮系的建立及其生长特性

由春大麦品种“如车”种胚诱导的松脆型胚性愈伤组织经2个月的悬浮培养,成功建立分散性好、生长速度快的胚性细胞悬浮系。该系细胞直径为1-3mm,由富含淀粉粒的胚性薄壁细胞构成。经不同浓度2,4-D实验,发现2mg/L最适合该细胞系的生长。文中对成功建立大麦胚性细胞悬浮系的关键问题进行了讨论。     

花青素合成调控转录基因作为直观标记的载体构建及其在玉米幼胚中的瞬时表达

采用花青素调控因子C1/Bperu分别与玉米胚特异性启动子Glb1和组成型启动子CaMV35S构建成植物转化载体pGlb1CB和p35SCB,并利用基因枪转化方法,将重组表达载体转入玉米幼胚。显微观察结果证实,这两个载体均能在玉米幼胚细胞中瞬时表达。用花青素作为标记基因不仅可以在一定程度上减少公众对转基因生物安全性方面的担忧,而且可以帮助直观地从转化当代和后代种子中通过颜色标记筛选到转化籽粒,从而可以大大简化筛选程序,提高效率,节约检测成本。     

玉米花粉胚状体发育过程中DNA,RNA蛋白质含量及合成动态变化

继代培养的玉米花粉胚状体的发育过程可划分为6个时期:胚性细胞团时期、球形胚时期、心形胚时期、梨形胚时期、子叶形胚时期以及分化期。我们应用微量生化分析技术以及放射性同位素液体闪烁计数技术研究了玉米花粉胚状体发育过程的DNA、RNA、蛋白质含量及合成动态,发现DNA、RNA和蛋白质含量在胚性细胞团期较高,然后下降,但到了分化期时又有所升高。DNA合成速度在胚性细胞团时期较高,在以后的各时期降低并保持平稳。RNA和蛋白质的合成动态呈相似的变化规律。这个结果说明DNA、RNA和蛋白质在胚状体发育早期的活跃代谢,可能与胚性细胞的快速分裂以及胚性结构的形成有关,而后期的活跃代谢可能与胚状体的分化有关。     

饲料大麦的应用价值及开发前景

饲料粮需求的增长成为影响我国未来粮食安全的重要因素。在玉米增产有限、进口受限的情况下,开发大麦的饲用价值,使其成为玉米的补充,是缓解我国饲料粮短缺的可行方法。大麦的饲用价值高,是养殖家畜家禽的优质饲料,在国际上有广泛的应用。在我国,大麦未能获得规模化利用,主要原因在于大麦种植缺乏相关政策支持、饲料应用研究与市场需求结合不紧密以及缺少质量管理。最后,提出了相应的政策建议。     

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。     

玉米胚胎发育、萌发与胚的结构及子叶二型性

运用扫描电镜与半薄切片技术,观察了玉米(Zea mays L.)的胚发育过程,得到以下认识:第一、关于原胚.玉米合子细胞分裂形成的原胚分为胚柄、胚基与胚体三部分.胚柄短小,寿命短暂.胚基具有生长带,纵向伸长长度大,胚基的上部参与形成胚根鞘,其余部分干缩后附在胚根鞘末端.第二、玉米胚的背腹极性及二型子叶.原胚初期胚体出现背腹极性,腹面的细胞小,细胞质稠密,液泡较少;背面的细胞较大,细胞质稠密度略低,液泡较多.原胚后期胚体分化为腹部与背部,腹部从腹面的中央突起,背部在腹部的周围(从左至右侧)及整个胚体背面.进入幼胚时期,腹部分化为胚芽鞘、生长锥、胚轴、胚根和胚根鞘(大部分).期间,胚芽鞘原基和根原始细胞的分化都从胚体的中轴部位开始,然后向两侧和四周扩展,表现出胚体腹面形态的两侧对称性.原胚的背部形成盾片原基,盾片原基经历向左、右、上、下的迅速扩展和加厚的生长,将整个腹部所分化形成的构件藏于盾片的纵沟之中,最后盾片从纵沟的边缘长出的左、右侧鳞均向胚体的中轴线生长,完整显示出玉米胚腹面的两侧对称.玉米胚由腹部顶端形成胚芽鞘和生长锥的情况与水稻胚的胚芽鞘(顶生子叶)和生长锥的形成相同,玉米的胚芽鞘也是顶生子叶,盾片则是侧生子叶.玉米异型子叶的由来在于胚体的背腹极性.第三、玉米胚的真实形态结构及胚胎发育时期的划分.玉米胚是一个胚轴,其顶部是具胚芽鞘的胚芽,中部是具侧生子叶(盾片)的胚轴,下部是具胚根鞘的胚根.盾片从背面到腹面包住整个胚轴系统,在胚的腹面上可见从盾片边缘衍生的左、右侧鳞的边缘相迭,只在接缝线的上、下端留下蝌蚪状的小孔,使胚芽鞘和胚根鞘的末端稍露出.胚胎发育分为4个时期: 1.原胚期--从合子细胞分裂开始至分化背部与腹部为止;2.腹部迅速分化期;3.盾片快速生长期;4.侧鳞生长、胚套形成期.第四、获取垂直于胚腹面正中央纵切面是正确认识玉米胚形态的关键.