外源DNA导入技术在植物分子育种上的应用研究

报道了外源ＤＮＡ导入技术及其在作物品种改良上应用的研究结果，内容包括水稻、小麦、玉米和高粱等作物ＤＮＡ的制备、外源ＤＮＡ导入技术（花粉管通道技术、浸泡法）、后代性状的变异及变异的筛选、新品系示范栽培等。研究表明，外源ＤＮＡ导入技术将在作物品种改良上起非常重要的作用．

苎麻多倍体诱导研究——Ⅰ. 苎麻多倍体诱导的基础研究

5个苎麻品种经秋水仙碱处理后,在形态学和细胞学上均发生了明显变化。与对照株相比,变异株子叶肥厚,色深绿,叶表皮毛明显增多、变粗,幼叶表面气孔增大,而单位面积气孔数减少。染色体数目鉴定结果:正常株2n=2x=28,变异株为2n=4x=56,甚至出现2n=8x=112的重复加倍现象本研究探讨了苎麻诱变的细胞学基础、细胞分裂动态有丝分裂指数,确定了分裂盛期。同时还比较了各种诱变方法及其效果。借助光学和电子显微镜就秋水仙碱对苎麻诱变在形态学和细胞学上产生的效应进行了初步鉴定,为苎麻多倍体育种奠定了基础。

植物基因转移研究进展

基因转移是遗传工程研究的关键问题，近年来研究进展十分迅速．本文仅就植物基因转移的若干问题：目的基因的分离、基因转移途径、转基因的表达及基因转移与作物改良等问题的研究进展进行了简要综述．

密穗高粱总DNA导入水稻的研究

为了选育高产、优质、多抗的水稻新品种，采用花粉管通道法，将密穗高粱总ＤＮＡ导入水稻晚粳品种鄂宜１０５，从Ｄ１至Ｄ５代变异材料中选育出ＤＨ３，ＤＨ４，ＤＨ５等多个具有高光效、高产和优质的新品系．经随机扩增多态ＤＮＡ技术对供体、受体、后代进行分子验证，后代中出现了在供体中存在而在受体中不存在的泳带．解剖学观察发现了后代剑叶、穗颈及穗基的输导组织比受体发达，维管束数目比受体增加１０％～３０％．后代ＤＨ３，ＤＨ４的光合速率亦显著高于受体．在形态解剖、光合特性和分子水平上进一步证明了高粱ＤＮＡ片段在受体中的表达和稳定遗传．对ＤＨ３，ＤＨ４，ＤＨ５等品系进行生产示范，增产效果显著，单产高达７５００ｋｇ／ｈｍ２．ＤＨ５已于１９９９年２月通过长沙市品种审定，定名为长晚粳１号．米质分析结果表明，整精米率、蛋白质含量。

基因枪介导的西瓜遗传转化研究

为了建立基因枪介导的西瓜遗传转化系统 ,以西瓜顶芽为受体 ,p BI12 1为供体 ,采用正交试验设计 ,研究了基因枪的扩散腔类型、轰击次数、受体的预培养和高渗处理对转化率的影响 .经方差分析与差异显著性测验 ,预培养时间与轰击次数对转化率影响显著 ,而扩散腔类型和甘露醇处理质量浓度对转化率的影响不显著 .经组织化学检测 ,有 33.3%抗 Kan试管苗为

组织培养在苎麻多倍体研究中的应用初报

研究了组织培养结合秋水仙素不同浓度和处理时间对苎麻试管苗的诱导效果，发现组织培养可以明显提高处理株的成活率，０．１％秋水仙素处理６ｄ仍有３０％左右的植株成活．首次采用不定芽技术稳定苎麻多倍体，获得了四倍体细胞达９４％的单株，并发现了三倍体和非归整倍体细胞．同时对处理过的试管苗进行了气孔鉴定和染色体检查，发现试管苗的气孔鉴定可靠性大．

西瓜组织培养的研究

为建立西瓜顶芽培养与子叶培养的实验流程 ,以西瓜子叶、顶芽为外植体 ,进行了不定芽的诱导、芽的伸长、生根以及再生植株的移栽与嫁接试验 .结果表明 :顶芽诱导不定芽的诱导率高于子叶 ;苗龄 4～ 5 d、刚刚由黄色转为浅绿色的子叶诱导不定芽的诱导率最高 ,苗龄 8～ 9d的顶芽诱导产生的不定芽最多 ;用子叶诱导不定芽的适宜培养基为 MS+1.0 mg/L BA,用顶芽诱导不定芽的适宜培养基为 MS+3.0 mg/L BA+0 .2 mg/L IAA;不定芽在 MS+0 .2 mg/L KT培养基上能较快地伸长 ,伸长的芽茎在分别添加 0 .1m g/L KT,0 .1mg/L NAA或0 .1mg/L IAA的 1/2 MS培养基上都容易生根 ;西瓜的直接移栽难以成活 ,试管苗无菌嫁接的成活率高于常规嫁接 .

玉米DNA导入水稻选育高蛋白品系

以蛋白质含量高为育种目标之一 ,采用浸胚法将高蛋白玉米马齿黄的总 DNA导入优质早籼稻 91- L 中 ,通过连续 6年的选择 ,从变异后代中选育出 DH早 1,DH早 5 ,DH早 6 ,DH早 8,DH早 9等 5个高蛋白稻新品系 .大田试验表明 ,这些品系能保持原受体较高的产量和抗性等优良性状 .米质分析表明 ,这些品系的绝大多数米质指标达到部颁优质米一级或二级标准 ,平均蛋白质含量达到 13.6 5 % ,其中 DH早 9高达 14.9% .

高粱DNA导入水稻的RAPD分子验证

对以密穗型高粱ＤＮＡ为供体、通过花粉管通道技术导入水稻所获得的水稻后代进行了ＲＡＰＤ分子验证．结果表明：从１２２个引物中找到９个引物检测出ＤＮＡ的多态性。

DNA浸泡水稻种子的分子和亚显微水平研究

以ｐＢＩ１２１质粒作外源ＤＮＡ，去壳水稻种子为浸泡受体。对Ｇ４１８抗性苗进行Ｓｏｕｔｈｅｒｎｂｌｏｔ分析，证实ｐＢＩ１２１上的ＮＰＴ正基因整合到受体基因组中。以溶解ＰＢＩ１２１的ＴＥ溶液浸泡处理为对照，用扫描电镜观察胚芽生长点外层细胞表面，结果显示，对照与ＤＮＡ溶液浸泡组两者间细胞表面结构有相似性，但ＤＮＡ溶液浸泡组出现对照组所没有的表面孔洞结构，说明ＤＮＡ可诱导生长点细胞表面产生新的结构。

茶树愈伤组织诱导与共培转化的初步研究

以福鼎大白无性系茶树大田种子胚为材料，切取子叶、胚芽、胚轴和胚根进行培养，诱导形成愈伤组织。选用较致密的愈伤组织切块与带ＮＰＴⅡ和ＧＵＳ基因Ｔｉ质粒的根癌农杆菌共培养，通过卡那霉素抗性选择，得到了抗性愈伤组织并得到了芽的分化。抗性愈伤组织的诱导率在５％左右。共培过程中发现茶树愈伤组织能较强烈地促进农杆菌生长，表现在农杆菌在茶树愈伤组织周围的聚结。这可能是由于茶树多酚类含量较高，而通常酚基复合物有利于农杆菌对植物细胞的附着和转化。

高粱DNA导入水稻后代维管束与气腔的解剖观察

采用活体机械切片，对高粱ＤＮＡ导入水稻鄂宜１０５所获后代，于始穗、齐穗、乳熟３个时期对茎基、穗颈及剑叶中脉维管束进行了解剖观察．发现上述材料的维管束较受体发达，表现在维管束数多，同类维管束横切面积大，尤其是剑叶中脉气腔数目增多，气腔内薄壁组织扯裂时间较早。

DNA浸泡法所获水稻优良株系酯酶同工酶分析

对ＤＮＡ供体慈利玉米、受体ＤＨＣＫ籼稻及浸泡后所获优良类型材料的干胚与芽进行了酯酶同工酶分析，找到了与玉米相对应的酯酶酶带，初步分析说明外源ＤＮＡ的功能片段已整合到了受体基因组内．

籼型两用核不育系安农S-1育性转换及育性遗传的研究

1989～1991年,通过对籼型两用核不育系安农S-1及其杂交后代的育性性质与育性分离比例观察,对其在长沙地区的育性转换动态及育性遗传行为进行了研究.结果表明:安农S-1的育性转换总趋势是:可育→部分可育部分不育→不育→部分不育部分可育→可育,但在温度有较大变动时,育性产生波动;安农S-1有2个育性转换期,第一个育性转换期比较稳定,稳定不育期为7月中旬至8月底;安农S-1的育性主要由细胞核内1对隐性等位基因控制;安农S-1和W_(6154)S 的育性各受1对隐性非等位基因控制,并且这对非等位基因之间存在互补作用.

外源DNA浸泡水稻种子的电镜观察

利用扫描电镜和透射电镜对水稻ＤＮＡ浸种法受体进行研究，结果显示水稻胚生长点细胞在浸泡过程中内部和表面发生了一系列显微和亚显微结构变化．这些结构变化对外源ＤＮＡ直接导入受体是非常有利的，但ＤＮＡ导入的具体途径还有待进一步的实验来证明．

水稻浸胚法外源DNA导入过程中DNA分子降解研究

以湘早籼８号为受体材料，以易于大量获得的鲤鱼精液ＤＮＡ为分子供体，进行浸胚法ＤＮＡ导入水稻实验，研究了ＤＮＡ分子在浸胚过程中的降解情况。通过定时取样后琼脂糖凝胶电泳、紫外吸收光谱扫描分析，发现水稻胚在浸泡过程中能主动降解外源ＤＮＡ分子，４８ｈ后大部分ＤＮＡ分子被降解成小分子片段、单磷酸脱氧核苷酸、碱基甚或无机成分；紫外吸收光谱扫描发现２２０～２４０ｎｍ有明显的增色效应。鉴于浸胚法诱变优势的普遍性及基因导入的固有困难，推测外源ＤＮＡ浸胚过程中降解后的成分对诱变起更大的作用。

DNA催化活性的研究Ⅱ．DNA分子催化机理探讨

通过乙酸萘酯水解产物的显色反应，研究了ＤＮＡ分子二级结构对催化萘酯水解活性的重要性，结果表明：双链ＤＮＡ（ｄｓＤＮＡ）分子具有良好催化乙酸－α－萘酯、乙酸－β－萘酯水解的活性，而单链ＤＮＡ（ｓｓＤＮＡ）则完全不具备这种活性，ＤＮＡ完全酶解产物也不能使α－萘酯产生显色反应。因此认为，ＤＮＡ分子是具有催化活性的生物高分子。从ＤＮＡ二级结构角度探讨了其催化萘酯水解的反应机理。

外源DNA导入水稻第三代变异材料部分器官解剖观察

通过对外源ＤＮＡ导入水稻第三代变异材料的部分器官的解剖观察，发现穗颈和第一节间的维管束数目及大小均较受体品种明显增加，维管束与茎壁组织的面积之比增大，剑叶中脉的维管束和气腔数目增多．这些结果说明变异材料的输导组织发达，物质转运畅通，单位时间内物质运输量多．从而为穗大粒多、早熟、结实率高提供了物质基础．

籼型两用不育系衡农S-1育性转换及育性遗传的研究

1989年至1991年,根据衡农S-1及其杂交后代的育性性质与育性分离比例,对衡农S-1的育性转换动态和育性遗传行为进行了研究.衡农S-1在一年中的育性转换动态是:可育→部分可育部分不育→不育→部分不育部分可育→可育。衡农S-1有两个育性转换期,其稳定不育期从7月中旬至8月底.衡农S-1的育性主要受—对隐性基因控制,但母本效应在不同组合之间也不同程度地存在。衡农S-1与W6154S的育性基因是两对非等位基因,并且这两对非等位基因间存在互补作用。

九个粳稻品种未传粉子房的培养

9个粳稻品种未传粉子房的培养试验表明,品种间愈伤组织的诱导率、分化率均存在差异。早粳优于晚梗。抽穗期早的品种具有较高的成苗率。外源激素对诱导分化具有十分重要的作用。MCPA(2-甲基-4-氯苯氧乙酸)优于2.4-D。