香根草体细胞胚胎发生的细胞学特点与形成条件

香根草是一种优良的生态环境治理植物 ,但也存在着一些局限性。为了对香根草进行遗传改良 ,选育出性状更优、抗性更强的新品种 ,开展了香根草离体培养研究。离体培养采用了两种外植体 ,一是带腋芽的节 ,二是由器官发生方式所产生的无菌不定芽。基本培养基为 MS,根据不同的目的附加不同种类或配比的生长素与细胞分裂素。观察到香根草的外植体的离体发育途径 ,有器官发生和体细胞胚胎发生两种 ,依培养基中所含细胞分裂素或生长素的种类和用量不同而异。结果表明 ,香根草的这两种离体发育途径的植株再生能力均可以长期保持。细胞学的研究显示 ,香根草离体发育的启动可在外植体的表皮细胞或薄壁细胞中进行 ,这些细胞逐渐发育成为胚性细胞。胚性细胞分裂活跃 ,经二细胞、四细胞而发育成为多细胞的胚性细胞团。由显微观察可知 ,香根草的体细胞胚胎发生是单细胞起源的 ,成熟的体细胞胚具有单子叶植物典型的胚胎结构。在分化培养基的作用下 ,体细胞胚组织上所有的胚状体可以出芽而形成再生植株。所建立的香根草体细胞胚胎发生的植株再生体系 ,完全适用于遗传转化等生物工程方法对离体培养要求。此外 ,还观察到一些一般只有在双子叶植物才出现的鱼雷形体细胞胚 ,这是体细胞胚胎发生中的异常现象。认为这种异常胚?

花药培养对籼稻两用核不育系培矮64S的提纯与改良

以籼稻两用雄性核不育系（简称两用系）培矮６４Ｓ为供体，通过花药培养，获得了２６个愈伤系共１９６９株花粉植株．根据花粉一代（Ｈ１）的倍性和育性，可把它们分为三种类型，即ａ）单倍体：有１个愈伤系４１株全为单倍体植株；ｂ）不分离型：有１９个愈伤系的群体育性不分离，全部植株均在不育期表现败育，其它性状有差异但不显著；ｃ）分离型：其余６个愈伤系表现分离，其中三个各有２—７株单倍体植株出现，并且这些愈伤系中均有花粉染色率及自交结实率较高的植株。未经培养的供体两用系（对照）群体中也有１．５％的植株为可育株，说明应用多年的培矮６４５有关育性的基因型并不纯合。经过两代的选择，至Ｈ３代，所选育的１０５个单株后代中，个体之间的表现整齐一致。Ｈ４代分４期播种，各期的播始天数呈由长到短的变化趋势，表现出生育期感温性的特点。同时观察到，其稳定不育期比对照长３ｄ左右，育性转换期结实率比对照高５．８％以上。测交了１０８个组合，各组合Ｆ１代均表现出高产的特性．研究表明，花药培养是提纯及改良两用系的有效途径．

影响香根草体细胞胚胎发生和植株再生因素初探

为了探索提高香根草(Vetiveriazizanioides)遗传种质改良效率的有效途径,初步研究了影响香根草体细胞胚胎发生和植株再生的若干因素。以MS培养基为基本培养基,附加不同配比的生长素和细胞分裂素,对香根草的腋芽及无菌不定芽进行离体培养。结果表明,2,4-D是诱导体细胞胚胎发生的关键因素,当培养基中只含2,4-D而不含或少含细胞分裂素(6-BA)时,外植体经由体细胞胚胎发生途径形成再生植株。愈伤组织诱导频率在有的品种之间差异显著,最高的达到96.7%(cv.Zomba),最低的不到30%(cv.Malaysia);而有的品种之间差异不显著(例如cv.Kandy和cv.Sunshine)。胚性愈伤组织的再生能力可以长期保持,从未经继代培养的到持续继代第23代的胚性愈伤组织,再生频率都在80%以上,而且再生植株的生长良好。在3-7℃的低温下进行分化培养时,仍然有40.5%-50.0%不同世代的胚性愈伤组织还保持着再生能力。

籼稻体细胞克隆雄性不育系54257/162-5及其保持系

本文报道了籼稻雄性不育系54257/162-5的基本特性,其母本54257及父本162-5均为离体培养起源的体细胞无性系,分别来自 IR_(54)及IR_(52)。 不育系54257/162-5已回交8代,不育株率100％,自交不结实。花粉败育方面,部分个体表现为典败,部分个体表现为染败,或典败与染败兼而有之。试验表明,不育系54257/162-5个体间这种花粉败育的“分离”并非父本不纯所致,乃该不育系固有的特点。 以114恢、测64、IR_(24)、3550、测222及丰桂6号等6个野败型不育系之恢复系与野败不育系及 54257/162-5测交,恢复程度有较大差异。只有3个(114恢、测64及测222)能使54257/162-5的育性恢复;2个(IR_(24)及3550)只能达到半恢复;有1个(丰桂6号)不仅不能恢复,而且保持了其雄性不育。这表明,不育系54257/162-5与野败不育系在细胞质上可能既有相似的一面,也有相异的一面。 讨论了保持系体细胞克隆162-5的基因型,认为它是由恢复系IR_(52)经离体培养直接变为保持系。这在体细胞无性系变异中尚属首例。

具野稻细胞质的胞质型雄性不育系的体细胞克隆变异 Ⅰ.IR66707A及IR69700A体细胞克隆变异的类型

水稻雄性不育系IR66707A及IR69700A来自国际水稻所（IRRI）,它们的不育性只能被保持而不能被恢复,属于胞质型雄性不育。以这两个不育系以及它们与正常品种的杂种F1为供体,经离体培养,共获得了136个体细胞克隆。在R1代中发现了三个类型的突变或变异,即:可育突变、雄性不育和雌雄性均不育的变异。第一类型的可育突变有两例,其R2的可育与不可育（出现分离）之比为3:1,证实为显性单基因突变。第二类型的雄性不育又可分为两种:第一种是不育性可被恢复的,与供体不育系完全不同,其中一部分克隆的不育性不能被保持但可因环境的改变而转换为可育,另一部分克隆的不育性不受环境因素的影响（不具转换能力）,但其不育性既可恢复又可不完全保持（即F1的育性尚有分离）。第二种是不育性不能被恢复,与供体相似。育性不具转换能力的突变可望培育成为核质互作型雄性不育系,而育性可转换的突变则可望培育成为两系杂交稻中的两用核不育系。

具野稻细胞质的胞质型雄性不育系的体细胞克隆变异II.体细胞克隆温敏核不育突变

在胞质型水稻雄性不育系IR66707A和IR69700A经离体培养而获得的136个体细胞克隆中,发现了温敏核不育突变5例。这类突变体在广州地区的自然气候下,早季至晚季前期表现为不育,晚季后期表现为可育。盛夏,在幼穗发育至花粉形成阶段对部分突变材料进行短日照处理,发现对短日照敏感的不育系农垦58S转换为可育,而供试的5例突变及另一对照培矮64S却与未经处理的材料一样仍表现为不育,表明它们的育性与日照长度的变化无关。在同一发育时期进行低温处理的结果显示,低温处理10d及10d以上者可发生育性转换,自交结实率在17.23%-42.19%之间,而未经处理的材料仍然表现不育,表明它们的育性转换与温度有关。以正常品种为父本与突变体杂交,F1全部为可育;F2可育与不育个体的分离比为3:1;以F1为父本与之测交,TF1代中可育与不育个体的分离比为1:1。遗传分析表明,这种温敏核不育突变为一对隐性核基因所控制。获得了由胞质型雄性不育变为胞核型雄性不育的突变体,这在体细胞克隆变异领域中是一种典型的突变。

以基因枪介导获转ps1-barnase基因的工程雄性不育水稻植株

以ps1-barnase(brn)为目的基因,pHcintG(PG)为选择/标记基因进行共转化,以PDS-1000-氦气基因枪介导,将brn及PG基因转化到水稻台北309及秋光的核DNA中,得到了转ps1-barnase基因的工程雄性不育植株。以悬浮细胞作为基因枪轰击的靶材料,转化植株再生频率较初级愈伤组织的为高。转brn基因植株的其他主要性状与供体亲本无显著差异,但却表现不育。其不育的程度在不同的植株之间表现不同。在转brn基因植株中观察到全不育(占全部brn阳性植株的40.6％)、高不育(占15.6％)及半不育的个体(占43.7％)。全不育的转基因植株自交完全不能结实(结实率为零),除个别植株外,花粉完全不被I-KI染色;而人工授以正常的花粉则可以获得杂交种子。而brn基因的阴性植株及未进行转化的对照植株则完全可育,表明转基因植株之雄性不育乃brn基因所致。结果表明,brn基因在水稻中是完全可以正常表达的,其表达的时期推测在花粉母细胞减数分裂前至花粉形成之间的整个时期。

光敏感雄性不育水稻的体细胞与花药培养及再生植株性状表现研究

对8个光敏感雄性不育籼稻杂种一代及其亲本花药培养的研究发现,光敏不育粳稻虽然为雄性不育,但其愈伤组织诱导率与植株再生能力不在一般正常粳稻品种之下,为籼稻“新会粘”的28倍。绝大多数光敏不育之籼粳杂种的花药培养能力也是十分高的。在起源于体细胞及花药的光敏不育水稻之再生植株共1146株试管苗中,发现少数在5月下旬及6月上旬抽穗的已表现为完全雄性不育。这些材料之幼穗的第二枝梗分化时(4月下旬至5月上旬)之日长尚不足13小时,远在农垦58S的临界日长14小时之下。在8个组合的籼粳光敏杂种一代花粉植株中,有的组合完全表现为粳型(组合4及7,表2),有的完全表现为籼型(组合2及6),多数则两者兼有。在全部80个愈伤无性系中,单倍体20个,二倍体58个,多倍体2个。58个二倍体无性系申不育的为20个,占34.5%。其中在晚造短日照条件下能转变为可育的有11个,占二倍体的19%,占二倍体不育的55%。所有光敏不育花粉植株,在早造条件下I-KI之花粉染色率与结实率均为0%,在晚造(9月份之后)条件下,能转换为可育。但不同组合、不同无性系之间育性转换的频率与稳定性差异颇大。

籼稻体细胞无性系雄性不育突变的类型

1984—1988年5年间所获得的由体细胞无性系变异起源的雄性不育突变,按它们的性质,可分为花粉败育型,无花粉型和花药退化(或部分退化)型3类。在IR54中,于不同年份(1985和1986年)及不同世代(R_1和R_2代)发现了表型基本相似,基因型可能也相似的两例无花粉型雄性不育突变。在花粉败育型雄性不育突变中,发现1例(54257)为核质互作型雄性不育。以多个品种与之测交,杂种一代中有的表现为育性恢复,有的仍然为雄性不育。能保持其雄性不育的品种有珍汕97、二九矮、新锦粘、162-5(来自IR 52的稳定的体细胞无性系),连续回交3代以上均能基本保持不育(但桂朝2号的回交后代不育性尚不稳定)。能使其育性恢复的品种有IR 24、IR 36、IR 54、双二粘、测64等。初步遗传研究表明,54257表现出十分复杂的核质关系,看来可能具有与野败细胞质完全不同的特性。

提高光敏感雄性不育水稻花粉单倍体育种效率及不育花粉植株育性转换特点的研究

比较了(光敏s/正常品种)F_1及F_2为供体亲本,对在花药培养时所获得的花粉植株中不育个体/全部花粉植株之比例的影响。结果表明,以F_1为供体亲本,在所获得的二倍体花粉植株(A_1)中,不育株(长日下)约占20%左右;而从F_2分离的不育株为供体亲本,相应的比例为90%左右。对获得不育的花粉植株而言,供体亲本经过F_2的选择,在花粉一代中可以提高育种效率3—4倍。指出,以培育光敏感雄性不育系为目的的花药培养,与一般育种之花药培养采用杂种F_1为供体亲本不同,不仅应对杂种F_2代在长日照条件下进行不育株的选择,而且应在短日照下对这种不育株作育性转换的双重选择。以这种个体作为花药培养的供体亲本,可以大大提高育种效率。 在长日照下表现不育的花粉植株的育性转换具多样性。来自同一组合的不育花粉植株在晚造(短日照)条件下,其花粉有的染色,频率高且稳定;有的虽然可变为染色,但频率不高或不稳定或二者兼有;有些却一直不为Ⅰ-KⅠ染色,或即使染色频率也在10%以下。这一结果与收集全国各地15个光敏核不育系在本昕同期种值条件下的反应十分吻合。这说明通过花药培养,从特定的组合培育出所需要的光敏/光温互作或温敏型的核不育系的可能性是存在的。

籼稻体细胞无性系雄性不育变异及其表现(英文)

通过组织培养,于1984—1988年间,在9个品种(14次)中离体筛选到雄性不育突变体48个,其中发生在R_1代的20个,R_2代的28个。根据花粉败育之特点,可将这些突变体分为无花粉型及花粉败育型。发现起源于IR54的一体细胞无性系“54257”,在其R_2代分离出雄性不育突变体,继之对它以各种品种进行测交,其杂种一代有的组合表现育性恢复,有的组合仍保持雄性不育。由此确证它属核质互作型雄性不育。该雄性不育突变体,就其恢保关系考察,初步认为其细胞质性质与野败型(WA型)类似。这是由体细咆无性变异产生核质互作型雄性不育的首例报道。

应用正交设计方法优化香蕉外植体直接出芽的条件

利用正交设计方法［Ｌ２７（３１３）］研究了培养基中的植物生长调节物ＢＡＰ、ＮＡＡ和ＩＢＡ，以及不同外植体对香蕉（Ｍｕｓａ ａｃｕｍｉｎａｔａ Ｃｏｌｌａ ｃｖ． Ｗｉｌｌｉａｍｓ）直接出芽频率的影响。外植体的不同是影响香蕉直接出芽频率的最主要因素，ＮＡＡ和ＩＢＡ对实验结果的影响相同，均弱于ＢＡＰ。实验结果的统计分析表明，诱导香蕉外植体直接出芽的优选培养基为不添加ＢＡＰ、ＮＡＡ和ＩＢＡ的ＭＳ基本培养基，最佳外植体为芽的顶端分生组织部分。

香根草组织培养技术的研究

香根草常规的无性繁殖方式难以满足运用生物技术筛选香根草抗性种质对种苗的需求,更难以满足大规模的香根草生态工程对种苗的需求。因此,创建香根草的组织培养技术是很有必要的。以香根草的腋芽为外植体进行离体培养,以MS为基本培养基,对胚性愈伤组织的诱导和植株再生体系的建立进行了优化。结果表明,适宜的诱导愈伤培养基为MS+2.0 mg/L生长素(2,4-D)+1.0 mg/L细胞分裂素(6-BA),愈伤组织诱导率最高可达96.7%;适宜的分化培养基为MS+1.0 mg/L 6-BA;适宜的生根培养基为1/2 MS+0.1 mg/L吲哚丁酸(IBA)+0.1 mg/L多效唑(PP333)。不同品种在相同培养条件下的愈伤诱导率存在较大差异。香根草的胚性愈伤组织具有单子叶植物典型的胚胎结构,其植株再生能力在继代条件下可以长期保持,继代18次的愈伤组织植株再生能力仍高达92.0%,即使继代24次后仍可达89.6%。香根草高效再生系统的建立为香根草开展基因工程及遗传转化方面的研究奠定了基础,也为大规模繁殖香根草种苗提供了新的技术保障。

起源于体细胞培养的籼稻雌性不育突变

在IR50成熟种子离体培养起源的R_3代一株系的群体(140株)中发现1株雌性不育突变。其主要特点如下: 1.突变体的雌蕊缺乏花柱及柱头,仅由子房组成。大多数子房不具真正的胚囊,“胚囊”中充满了薄壁细胞。大约30%的颖花具有两个以上的子房。突变体完全不能结实。 2.颖花内的花药部分退化或完全退化。在所观察的颖花中没有发现具有全部6枚花药的。1颖花内花药最多时仅为4枚(占全部观察的颖花的3.9%)。大多数的颖花只具有2枚花药(占33.7%)。而25.9%的颖花内完全没有花药。花药退化时雄蕊仅剩下花丝或瘦弱空瘪(不含花粉粒)的花药。但发育正常的花药内含有有功能的花粉粒,I-KI的着色率达90%以上。当以突变体的花粉给IR50及突变体的姐妹正常株“164N”授粉时,可以获得杂种。 3.突变体的颖花也不正常。其外颖过于发达而成为钩状,内颖近于退化而成为一片状物,因而颖花不能关闭,花药在抽穗后颖花开放前已裸露于颖花之外。 4.(IR50/164V)及(164N/164V)两组合的F_1植株表现完全正常,种子结实率为47.8—88.5%。半不育的植株也具有发育正常的雌蕊。F_1代分离出雌性不育的个体,χ~2测验表明突变体雌性不育受两对独立的隐性基因控制。 讨论了本突变产生的原因,水稻雌性不育的分类以及雌性不育在固定杂种优势中所具有的潜?

花粉特异性核糖核酸酶基因诱导籼稻雄性不育及其遗传研究

以水稻愈伤组织和悬浮细胞系作为基因枪转化的外植体,把水稻花粉特异性基因PS1启动子与barnase构成的嵌合基因导入籼稻,获得籼稻五个品种Basmati 1、青油占、胜优2号,明恢63,新山占29的转基因植株.试验以两个质粒PS1- barnase和pILTAB227共转化的方法,以潮霉素B作为筛选因子,选择抗性愈伤及再生植株.获得的barnase转基因植株的育性比未转化的对照明显降低,表现为部分不育和完全不育.除barnase阳性转化株平均株高比对照有所降低外,营养器官发育正常,雌性可育.完全不育的植株花粉粒畸形,不能被I-KI溶液染色,但它们与正常植株杂交能够获得杂交种子.转基因植株的Sonthern杂交分析表明,bamase基因普遍为多拷贝整合.对转基因植株白交及与非转化株测交后代以点杂交分析bamase转基因的遗传行为,发现转基因的遗传符合1～3个插入位点的孟德尔遗传模式.

水稻温敏核不育突变体0A15-1的育性表现及遗传学研究

水稻细胞质型雄性不育系IR69700A的幼穗经离体培养,获得一个体细胞克隆突变体0A15-1。经短日照和低温处理表明,0A15-1具有在高温下不育和低温下转为可育的特性,是一例温敏不育突变体。花粉染色显示0A15-1属于典败型不育。通过与明恢63、优B和广陆矮等多个父本的杂交,其F2和BC1群体的育性分离比都揭示0A15-1的不育性状受一对隐性核基因控制,并且为孢子体型雄性不育。该新种质可以用于对相关温敏核不育基因进行分子标记及用于两系法生产杂交水稻。

水稻纯合胚致死突变研究

以ＥＭＳ的处理并结合组织培养技术成功地获得胚致死突变的纯合再生植株。该植株生长发育正常，除种子无发芽能力外，纯合突变体的一切性状均与亲本品种表现一致。观察到胚败育的各种表现：（１）仅具有一个球形胚。（２）完全没有胚器的分化。（３）仅具胚根的分化而无胚芽的分化。（４）胚芽分化不完全。（５）胚芽与胚根之间没有输导组织相连接或者输导组织发育不完全等等。（纯合突变体×正常品种）杂种当代的种子（Ｆ１）发芽正常，而由Ｆ１及Ｒ１植株上所产生的种子（Ｆ２及Ｒ２）约有３／４具发芽能力，而１／４无发芽能力。统计分析的结果表明胚致死突变受隐性单基因控制。据我们所知，获得胚致死突变纯合体的成熟植株，本研究乃是首例报告，至少在水稻上是如此。在以利用无融合生殖之固定杂种优势的“一系法”杂交水稻生产的设想中，胚致死突变可作为胚乳的提供者而加以利用。

某些单子叶植物幼嫩花序培养中外植体的直接出芽

对稻属(Oryza)、稗草属(Echinochloa)、狼尾草属(Pennisetum)、狗尾草属(Setaria)、大黎属(Panicus)及芭蕉属(Musa)等6属22种,5个种间杂种的幼嫩花序(穗),进行离体培养,发现在不含2,4-D的M_S+NAA 2mg/l+KT2mg/l培养基上,6个属的19个种与4个种间杂种不同程度地从幼穗外植体上直接出芽。根据出芽的频率和速度可将它们分为4类:1.栽培稻与稗属的幼穗反应最敏感,频率在70％以上;2.狗尾草、狼尾草及稻属的5个种出芽的反应较为迟钝,频率在20％左右;3.大黎、芭蕉及O.australinsis等材料反应更迟钝,频率在10％以下;4.稻属的6个种在本试验条件下几乎没有反应。出芽的部位除颖花之外,穗轴切口处也有不定芽发生。在稗草及狗尾草中观察到同一试管内的同一幼穗上,一部分颖花直接出芽,而另一部分颖花正常开放(开花)。在某些野生稻及大黎中,则观察到在一个试管内的同一幼穗上,一部分颖花出芽,而另一部分颖花形成愈伤组织。

以水稻白叶枯病原菌培养过滤液离体筛选再生植株后代的抗病性研究

用人工接种方法,从水稻感病品种青二矮和桂朝二号体细胞组织培养再生植株后代(R2)中,筛选抗白叶枯病变异株系。测试932个株系,发现12个有抗性变异,其中7个整个株系的植株表现一致抗病,另5个则有抗感分离。在有抗性变异的12个株系中,6个是从含白叶枯病原菌培养过滤液培养基培养得来的327个无性系中筛选出来的;另6个是从来源于不含病原菌培养过滤液培养基培养的605个无性系中产生。变异率分别为1.83%和0.99%。经测定 W1和 W78两株系 R2扰病变异植株,在 R3、R4均抗病。它们的抗性与原种及感病对照品种金刚30的抗性达极显著差异,与抗病对照品种 IR26属同一水平。