作物原生质体电融合技术的新进展

本文对作物原生质体电融合技术在作物体细胞杂交中的应用及最新发展进行了综述,并对电融合的原理、方法及优点进行了描述。本文引用了国内外近期报道的具有良好农艺性状的体细胞杂种或胞质杂种的许多例证,并重点介绍了禾谷类粮食作物方面的研究进展及存在问题。这些例证不仅具有育种应用价值,而且对于研究如何选择适宜的融合一脉冲参数、实现高频率异种融合的条件以及对杂种细胞有效的筛选方法等亦有重要的理论意义。

“中国春”小麦原生质体培养与形态分化

“中国春”胚性细胞悬浮系经混合酶液处理,可游离出大量原生质体(产量可达3×10~7～4×10~7/ml细胞)。这些原生质体在较简单的 MS 修饰培养基上(液体浅层或低溶点琼脂糖包埋)能够持续分裂,并以较高植板率(45%～47%)形成细胞团。将来自细胞团的微愈伤组织转至分化培养基上能够产生大量绿点;只有少数愈伤组织能够转变为结构紧密的胚性愈伤组织;并由此分化出大量根系和叶片,但未获得完整植株。文中对造成这一现象的可能原因进行了讨论。

温室小型西瓜光合生产与干物质积累模拟模型

在借鉴国内外温室蔬菜作物光合生产和干物质积累模拟模型的基础上,根据温室小型西瓜的试验数据,确 定有关模型参数,建立了温室小型西瓜光合生产和干物质积累模拟模型,模型包括叶面积指数动态模型、光合生产 动态模型和干物质积累动态模型。模型利用有效积温对叶面积指数LOGISTIC方程建立叶面积指数动态模型,同时 光合作用模型还引用简便有效的高斯积分法计算冠层每日的总同化量,既考虑了光合有效辐射的日变化规律,又考 虑了太阳高度角的变化对冠层反射率的影响;此外,模型还考虑了温度对呼吸作用的影响,确定了温室小型西瓜的 碳水化合物转化成干物质的系数CF。通过不同品种、不同播期下的干物质积累动态的模型检验,表明模型有较强的 精确性、机理性和实用性。

基于生长模型的温室小型西瓜栽培管理专家系统(ESWCM)的研究和建立

运用知识工程和信息技术原理,将温室小型西瓜生长模型与A IP 1.0专家系统平台相结合,建立了基于生长模型的温室小型西瓜栽培管理专家系统(ESW CM),包括知识库(KB)、模型库(M B)、数据库(DB)、推理机(IE)和人机界面。系统综合运用推理、预测、解释等机制帮助用户设计栽培管理方案,解答栽培技术问题,以及动态模拟和预测温室小型西瓜的生育进程。基于生长模型的温室小型西瓜栽培管理专家系统将模型的预测功能与专家系统的逻辑推理相结合,提高了温室小型西瓜的栽培管理水平。

温室礼品西瓜生育动态模拟模型

根据生育阶段有效积温恒定的原理和多年的栽培经验 ,对温室礼品西瓜生长发育阶段进行划分 ,建立了温室礼品西瓜生育的动态模拟模型 ,并确定了生育阶段有效积温的参数 ,可系统地预测礼品西瓜生长发育阶段 ,包括播种期、幼苗期、伸蔓期、开花坐瓜期、果实生长盛期和果实成熟期。模型检验结果表明 ,温室礼品西瓜生育动态模拟模型具有较高的精确性、机理性和实用性。

多花黑麦草原生质体培养和再生白化苗

本文报道从多花黑麦单(Lolium multiflorum Lam.)原生质体培养获得愈伤组织并再生白化苗的试验结果。利用多花黑麦草幼穗在MS+3mg/L2.4-D的培养基上诱导出愈伤组织,并在MS+2mg/L2.4-D的液体培养基中振荡培养,产生悬浮细胞系。从悬浮细胞制备原生质体,用看护培养,琼脂糖固体平板培养和液体浅层培养均获得了再生细胞团。这些细胞团在MS+1mg/L2.4-D+60g/L蔗糖的培养基上形成愈伤组织和胚状体,并在分化培养基上再生出白化苗。试验还对有关培养基进行了研究。

黑麦草原生质体培养条件的初步研究

本试验研究了影响黑麦草悬浮细胞生长以及原生质体分离和培养的部分因素.结果表明:黑麦草悬浮细胞继代培养时的接种量对悬浮细胞的生长速度影响较大,其与培养基的比例为1∶20时,生长速度较快;当悬浮细胞与酶液的比例为2～3∶10时,每 ml 酶液原生质体产量最高;原生质体培养基中用葡萄糖代替蔗糖和甘露醇作碳源或渗透压稳定剂进时,原生质体的植板率较高。

大麦原生质体培养再生胚性愈伤组织和白化苗

从来自春大麦品种“如车”成熟胚的愈伤组织中,挑选出适于悬浮培养的松脆型胚性愈伤组织,在短期内建立胚性细胞悬浮系。此系酶解后分离出的原生质体在修改的MS培养基上能够持续分裂形成愈伤组织。将其直接转至分化培养基上获得结构紧密的胚性愈伤组织并再生白化苗.

普通小麦和黑麦草原生质体电融合的适宜条件

研究了普通小麦(Triticum aestivum L.)、多花黑麦草(Lolium muiriflorum Lam.)和多年生黑麦草(Lolium perenne L.)原生质体电融合的适宜条件。结果表明:在同一电场条件下,不同物种原生质体的电融合反应有差异,在500kHz、100V/cm交流脉冲和1.5kV/cm、40μs直流脉冲下,原生质体排列成串,小麦、多花黑麦草和多年生黑麦草原生质体融合频率分别为80％,60％,30％;电场参数中的场强和直流脉冲幅宽对原生质体融合频率影响较大;融合液中CaCl_2浓度以0.5～1mmol/L为宜;渗透压较低的融合液有利于原生质体融合;在适宜的电脉冲处理后,原生质体存活率与对照相似,经融合处理的原生质体培养一个月后,其植板率有所提高。

黑麦胚性悬浮细胞系的建立和植株再生

禾谷类作物胚性细胞悬浮系的相继建立,为获取大量原生质体、进行体细胞杂交和将外源DNA直接导入可再生细胞（贾敬芬,1990）奠定了坚实基础。黑麦是重要的禾谷类作物之一,具有耐酸、耐瘠、耐旱、耐寒等许多优良特性（李杨汉,1979）。为利用细胞工程技术对黑麦进行改良和将其优良性状转移到其它禾谷类作物中,建立可高频再生的黑麦胚性细胞悬浮系十分必要。本文报道了黑麦胚性悬浮细胞系建立和植株再生的实验结果。

小麦与多年生黑麦草原生质体的电融合及杂种愈伤组织的形成

多年生黑麦草(Lolium perenne L.)悬浮培养细胞来源的原生质体和小麦(Triticumaestivum L.)含叶绿体的悬浮培养细胞来源的原生质体间,用直流方波脉冲进行电融合,获得了体细胞杂种愈伤组织。小麦的原生质体经过碘乙酰胺失活。愈伤组织的形态和颜色被用作识别预期杂种的标记。为了对杂种愈伤组织进行同工酶分析,观察了亲本的9种同工酶谱,其中3种在亲本间表现出差异(ADH、GOT 和 SDH)。酒精脱氢酶(ADH)的分析结果表明,有6个细胞系表现出杂种带。这些细胞系经过其他两种同工酶分析和 rDNA 探针杂交试验表明,一个细胞系表现出基本完全的亲本基因组间的组合,其余5个细胞系是部分杂种。

碘乙酰胺和若丹明对植物原生质体存活率和植板车的影响

本试验以普通小麦（Ｔａ）、多花黑麦草（Ｌｍ）和多年生黑麦草（Ｌｐ）细胞悬浮系来源的原生质体为材料研究了碘乙酰胺（ＩＯＡ）和若丹明（Ｒ—６Ｇ）对禾本科植物原生质休的失活效果。Ｔａ、Ｌｍ和ＬＰ原生质体经１ｍｍｏｌ／ＬＩＯＡ处理后存活率分另为３４％。１７％和０％，而对照的存活率分别为７８％、６８％和７１％。使Ｔａ和Ｌｍ原生质体全部失活的ＩＯＡ浓度需２ｍｍｏｌ／Ｌ。Ｔａ、Ｌｍ和Ｌｐ原生质体经４０μｇ／ｍｌＲ—６Ｇ处理后的存活率分别为６０％、６％和６３％，而对照的存活率分别为７０％、６１％和８７％。经４０μｇ／ｍｌＲ—６Ｇ处理后，Ｌｍ和ＬＰ原生质体植板率分别为０和１３细胞团／皿而对照的植板率分别为５９８和３９９细胞团／皿。以上结果表明，ＩＯＡ和Ｒ—６Ｇ都是有效的禾本科植物原生质体失活剂。

小麦培养细胞与燕麦叶肉细胞原生质体的电融合

燕麦(Avena sativa L.)具有许多农业上重要的性状.但小麦和燕麦分类上属不同族,亲缘关系较远,有性杂交十分困难.近年来,在双子叶模式植物上建立的只转移供体亲本部分遗传物质的原生质体不对称融合技木为将燕麦有益性状导入小麦提供了可能.实现体细胞杂种定向不对称的途径有两种:一是利用细胞周期停滞在间期的叶肉细胞原生质体为供体亲本与作为受体亲本的培养细胞原生质体融合,由于二者分裂速度的差异。

药用植物原生质体培养及其应用

原生质体培养和植株再生技术是药用植物生物工程的基础，药用植物原生质体的来源，酶解的条件，培养基的组成，培养的方法等对原生质体培养有着很大的影响。目前，原生质体培养在药用植物高产细胞系的筛选、体细胞杂交和基因工程方面已取得了长足的进展。

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。

四倍体苇状羊茅和多花黑麦草F_1杂种的幼胚培养及再生植株的形态特征

研究了在直接成苗培养基上不萌动的四倍体苇状羊茅和多花黑麦草杂种幼胚通过诱导愈伤组织获得再生杂种苗的方法。结果表明，杂种愈伤组织随着继代培养时间的延长，分化成苗能力逐步下降，在不改变培养基的情况下，分化能力可保持８个月；改变脱分化培养基中ＮＨ４ＮＯ３或ＫＮＯ３的浓度可显著提高愈伤组织的分化能力。此外。

用微弹轰击法将GUS基因导入小麦的完整细胞

微弹轰击法将外源DNA导入小麦(Triticum aestivum)未成熟胚和悬浮细胞系的完整细胞。用pCI GUS作报告基因,质粒DNA涂于钨粉微弹表层,用基因枪轰击使微弹穿透细胞壁进入小麦细胞。处理2天后,用X-glucuronide染色,对GUS基因产物的活性进行鉴定,GUS基因表达的细胞呈深蓝色的小点。小麦幼胚表面的蓝点最多可达40～50个,悬浮细胞系中GUS基因表达的细胞较少。试验表明微弹轰击法是小麦组织水平上进行外源基因导入的一个有效途径。试验对微弹轰击的有关参数及条件进行了讨论。

青花菜细胞质雄性不育系叶绿素和内源激素含量变异初探

对萝卜细胞质青花菜雄性不育系BC7 19及其保持系生长发育过程中叶绿素含量、生长素 (IAA)、赤霉素 (GA)、玉米素 (ZRs)、玉米素前体 (iPAs)及脱落酸 (ABA)的含量变化所作初步研究的结果表明 ,不育系叶片和花蕾中的IAA含量明显高于保持系 ,而不育系叶片和花蕾中的GA含量却大大低于其保持系 ;其余 3种激素 :ZRs、iPAs及ABA的含量 ,在叶片中不育系低于保持系 ,而在花蕾中则不育系高于保持系。叶绿素的含量随着植株的生长而增加 ,但不育系和保持系之间没有明显的差异。

青花菜细胞质雄性不育系线粒体DNA的提取与RAPD分析

利用分子生物学方法提取青花菜不育系及其保持系线粒体的DNA,经琼脂糖凝胶电泳表明所提取的线粒体DNA纯度较高。通过40个引物进行随机引物多态性扩增,结果表明,由引物S66扩增出一条1 000 bp左右的特异条带BMS1000,该条带是不育系m tDNA所特有的,初步推断该特异条带可能与不育性相关。

温室小型西瓜的干物质分配模型

根据分配指数的计算原理,利用温室小型西瓜的试验数据分别建立了地上、地下部分配指数及地上部各器官的分配指数模型:地上部分配指数PIS=0.990/[1.000+6.935×exp(-0.035×GDD2)];地下部分配指数PIR=1-PIS;茎分配指数PILVG=0.650/[1.000+0.001×exp(1.450×GDD)];叶分配指数PISP=0.500/[1.000+0.003×exp(16.218+0.086×GDD-0.597×GDD2)];果分配指数PIST=1-PILVG-PISP。由此建立了基于分配指数的温室小型西瓜不同器官间干物质分配动态的模拟模型,并利用不同品种、不同栽培时间的试验资料对模型进行了验证。结果表明,该模型对温室小型西瓜干物质分配动态的模拟具有较好的解释性和预测性。