论文部分内容阅读
大麦、小麦是世界上重要的粮食作物,其遗传改良工作历来倍受重视。随着生物技术的发展,通过组织培养和基因工程手段定向改良大、小麦品种的研究,已经取得了很大的进展。目前,单倍体诱导和转基因技术已成为作物遗传改良的重要手段。为此,本文研究了影响小麦花药培养和小孢子培养的因素,以期优化小麦单倍体诱导体系;以 7 个大麦栽培品种为材料,研究了影响大麦叶基胚性愈伤组织诱导和植株再生的因素,成功建立了大麦叶基再生体系,为根癌农杆菌和基因枪介导的遗传转化打下了材料基础。主要研究内容和结果如下: 1.研究了低温处理花药、幼穗及诱导培养时间对小孢子形态、胚胎发生和植株再生的影响。结果表明,经低温处理后,有活力的小孢子体积增大,形态变化明显。根据游离小孢子液泡大小、数目及其与细胞核位置的关系,可分为 4 种类型。低温处理可在不同程度上提高胚状体数和绿苗数,其中花药处理 3 d、幼穗处理 7 d 效果最好,平均每皿的绿苗数分别达 59 株和 57 株。胚状体的发育速度显著影响其绿苗分化能力,小孢子诱导培养 28~29 d、直径约 2 mm 的胚状体数目较少,但其分化绿苗的比例高;诱导培养 32~38 d、直径达到 2 mm 的胚状体数目达到了峰值,但绿苗 再生能力却急剧下降。因此在小麦小孢子培养中,应选择诱导 28~29 d、直径 2 mm的胚状体进行分化培养。 2.以4个小麦栽培品种、1个小麦杂交后代为材料,研究了诱导培养基中添加AgNO3、ABA和赤霉菌毒素对小麦花药离体培养的影响。结果表明,AgNO3和ABA都具有降低花药反应率和愈伤组织诱导率的效应,且随着浓度的上升,抑制强度越 来越大。赤霉菌毒素具有类激素和毒素的双重作用,表现为随其浓度的增加,花药反应率、愈伤组织诱导率和绿苗分化率均呈先升后降的趋势,并且在添加0.1 g/L 赤霉菌毒素时,绿苗分化率最高。高浓度毒素则可作为小麦抗赤霉病细胞工程育种的理想筛选剂。 3.以7个大麦品种的叶基为外植体,对不同大麦基因型、不同叶基切段、接种方式(整段/纵切接种、去/不去胚芽鞘)、激素的种类和浓度配比等影响叶基切段愈伤组织诱导和分化的因素进行了研究。结果表明,L0切段的愈伤组织诱导能力不受大麦基因型的影响,7个供试基因型的愈伤诱导率均为100%,但L0切段的绿苗分化率及L1~L5切段的愈伤组织诱导率和分化率明显受基因型的限制,品种间差异达显著水平。自叶基部向叶尖部,切段的愈伤组织诱导率和绿苗分化率呈下降趋势,差异也越来越显著。L0和L1切段分生状态最好,绿苗分化率高,可以作为进一步研究的起始材料;而L3~L5切段虽能以较高频率产生愈伤组织,但其只能再生大量绿根,绿苗分化率极低。L0切段纵切接种不但可以大大减少出芽现象,而且还能增加胚性愈伤组织块数,进而可显著提高其绿苗率。L1~L5切段宜采用带胚芽鞘接种、继代时去掉胚芽鞘的方法,可以改善愈伤组织的状态,对提高绿苗分化率将大有帮助。这些研究结果为大麦遗传转化中受体材料培养再生提供了资料。