棉花体细胞胚胎发生的直接诱导

体细胞胚胎发生的直接诱导具有十分重要的作用,它可以有效地缩短培养时间、减少培养过程中的变异,有利于植物基因工程的开展和应用.虽然棉花组织培养胚胎发生的报道已很多,但还没有关于棉花直接胚胎发生的报道[1].我们用我国主栽优良品种中棉所12号进行培养,获得了棉花组织培养直接胚胎发生和植株再生.将中棉所12号7日龄无菌苗的下胚轴、子叶和胚根接种于附加不同植物激素的改良ＭＳ培养基(ＭＳ的无机盐加上Ｂ5的维生素,ｐＨ=5.8)上培养,接种后7ｄ开始有愈伤组织形成,80ｄ后可看到胚性愈伤组织的产生,120ｄ时,胚性愈伤组织生长良好,并可看到…     

棉花体细胞胚的快速诱导法

棉花组织培养体细胞胚诱导虽已有不少报道,但其培养大多经过多次继代的固体培养,或固体、液体、再固体等多次继代培养才能诱导形成体细胞胚.因而普遍存在着培养周期长、培养过程复杂等问题;而且由于繁琐而长期的继代培养,极易产生变异,这均限制了植物组织培养技术在棉花育种和生产中的应用.为了解决这一问题,最近我们以陆地棉栽培种珂字201和鲁棉6号3日龄无菌苗的下胚轴和子叶为外植体,通过探讨棉花脱叶剂TDZ在棉花组织培养中的使用效应,初步建立了棉花体细胞胚的快速诱导法.     

陆地棉子叶色素腺体延缓形成种质系的育成及其遗传研究

用（亚洲棉×比克氏棉）F₁双二倍体作母本与陆地棉单节显性系1（Gl₂Gl₂gl₃gl₃）进行杂交，获得具有比克氏棉子叶色素腺延缓形成性状的[(亚洲棉×比克氏棉)F₁双二倍体×陆地棉]F₁种间三元杂种。种间三元杂种高度不育，PMC减数分裂中期I的染色体构型为2n=52= 41.45I +4.38 II+0.55 III+0.04，二价体交叉值为1.19。用Gl₂Gl₂gl₃gl₃作轮回亲本对种间三元杂种进行连续回交，在BC₈群体中发现2株带目标性状的可育植株。对其进行自交和筛选，育成具有子叶色素腺体延缓形成特性的陆地棉种质系——ABH-0318。该种质的色素腺体性状稳定，休眠种子除子叶边缘处有小量稀小的色素腺体外，基本无色素腺体，其棉酚含量为0.0175%，属于典型的低酚棉类型；种子萌发后，子叶及植株主要器官含有大量的色素腺体，棉酚含量与一般有酚棉品种相似，即植株为有酚棉类型。遗传分析结果表明，该种质的子叶色素腺体延缓形成性状受位于Gl₂和Gl₃位点的二对基因互作控制，其中位于Gl₂ 位点的基因来源于比克氏棉，对已知的陆地棉色素腺体等位基因（Gl₂和gl₂）为显性，但对Gl₃则表现为隐性上位，暂定其基因符号为Gl₂^b；位于Gl₃的基因为隐性基因，来源于陆地棉。     

澳洲野生棉种子叶色素腺体延缓形成性状的遗传研究

以具有子叶色素腺体延缓形成性状的5个澳洲野生棉种为材料，与亚洲棉（G.arboreum)和戴维逊氏棉（G.davidsonii)以及陆地棉（G.hirsutum)的4种不同色素腺体基因型（Gl2Gl2Gl3Gl3,Gl2Gl2gl3gl3,gl2gl2Gl3Gl3和gl2gl2gl3gl3)进行杂交，共得到10个种间杂种。根据杂种种子和植株的色素腺体表现，初步明确（1）5个澳洲野生棉种所具有的子叶色素腺体延缓形成性状的遗传 特点相同，控制该性状的基因可能位于同一基因位点；（2）澳洲野生棉种的子叶色素腺体延缓形成性状对A染色体组的亚洲棉的种子有色素腺体性为显性，其F1种子无色素腺体，而植株具有色素腺体；对于D染色体组的戴维逊氏棉的种子有色素腺体性状为隐性，其F1为典型的有色素腺体类型；（3）澳洲野生棉种的种子无色素腺体性状对于陆地棉的种子有色素腺体性状为隐性或不完全显性；对陆地棉的无色素腺体基因（gl2gl2gl3gl3)为显性上位，但无色素腺体基因对于澳洲野生棉种的植株色素腺体有较强的削弱作用。对于控制陆地棉色素腺体性状的两个基因来讲，澳洲野生棉种的子叶色素腺体延缓形成性状对Gl2为显性上位，对Gl3为隐性上位。因此，在该性状的杂交转育研究中应采用陆地棉单节显性系1（Gl2Gl2gl3gl3)作为栽培棉种的亲本进行杂交和回交。     

棉花体细胞胚状体的直接发生

棉花是世界上最主要的纤维作物,国内外众多科技工作者都试图把组织培养技术用于棉花的遗传研究和育种工作上来。目前,在陆地棉内愈伤组织通过细胞悬浮培养胚胎     

当归原生质体的分离培养和愈伤组织的形成

当归[Angelica sinensis(Oliv)Diels]是繖形花科中一种重要的药用植物。本研究室已进行了当归不同器官的组织培养,得到了愈伤组织,并再生成植株。本工作研究了从当归根外植体诱导的愈伤组织分离、培养原生质体并再形成愈伤组织的条件,有关这方面的报道目前尚未见到。     

大豆幼胚培养经体细胞胚再生植株

通过组织培养诱导大豆再生植株引起了国内外学者的关注,近年来曾有一些报道。均系经愈伤组织—器官分化—再生植株途径成苗。而烟草、小麦、水稻、三叶橡胶、石刁柏、胡萝卜等许多作物,已有报道经愈伤组织—体细胞胚—再生植株的途径成株。     

甘薯叶片和茎段培养直接高频植株再生

近年来国内外越来越重视甘薯组织培养的研究。目前,虽再生出一些植株,但普遍存在着培养周期长,培养过程复杂,植株再生率低等问题;而且其再生植株均要经过愈伤组织阶段,往往造成遗传变异,这均限制了甘薯组织培养在生产和育种上的应用。我们以3个品种的甘薯叶片和茎段为外植体,通过调节培养基中激素的种类及其配     

人参单细胞悬浮培养再生植株

人参(Panax ginseng)是一种珍贵的药用植物。关于它的离体培养研究,已有许多报告。Butenko等(1968)报道了人参组织培养中的器官发生和胚状体发生。Jhang等和Chang等对人参进行了组织培养并获得了再生植株。杜令阁等通过花药培养得到了人参花粉植株,并建立了体细胞无性系。程强等对人参进行了原生质体培养并获得愈伤组织。关     

多个抗病抗虫基因在水稻中的遗传和表达

将２￣３个抗真菌病基因与潮霉素磷酸转移酶基因串联在一载体上，两个抗虫基因与ＰＰＴ乙酰转移酶基因串联在另一载体上，利用基因枪法将它们按照１：１的摩尔比共同导入到水稻胚性愈伤组织中。通过潮霉素抗性筛选共得到５５个独立的再生植株系，其中，有７０％的转基因植株含有６￣７个外源基因，且位于同一载体上的几个外源基因总是共同导入到水稻植株中，Ｎｏｒｔｈｅｒｎ ｂｌｏｔ分析证明多个外源基因均能稳定表达。在分析的含     

海岛棉Gl2e显性无腺体基因的精细定位

Gl₂^e基因是控制棉花植株和种子无腺体的一个基因, 是低酚棉育种中一个重要的基因资源. 本研究利用陆地棉遗传标准系TM-1和海岛棉无腺体突变品系海1构建的1599个F₂单株, 对无腺体突变基因Gl₂^e进行了精细定位. 遗传研究进一步证明, 该基因是一不完全显性单基因. 结合本实验室的棉花海陆种间遗传连锁图谱, 利用SSR标记将Gl₂^e基因定位在CIR362和NAU2251b, NAU3860b, STV033之间, 遗传距离分别为9.27和0.96 cM.     

几种植物在离体培养条件下的花芽分化

花芽分化作为植物组织培养中的一种分化模式,受到诸多因素的影响。其中,外源激素的作用尤其显著。然而,成花梯度(floral gradient)的研究,提示这样一种可能性:植物激素诱导外植体分化花芽的作用只是一种“扳机”作用,即为那些已处于生殖生长分化状态的细胞提供了表达这种潜能的条件。换句话说,那些来源于生殖生长期植株的外植体,只要有适合的培养条件,都有可能在离体培养中再生花芽。这是一个与植物决定(Plant determination)有关的问题,很值得研究。本文从这种观点出发,研究了几种植物在离体培养条件下的花芽分     

棉花短纤维突变体纤维伸长的电镜观察

以棉花等基因系超短纤维突变体(Ligon Li₁)及其野生型(Ligon li₁)为材料, 观察在田间生长和离体培养条件下纤维的超微结构, 分析纤维伸长的细胞学特点. 结果发现, 在田间条件下, 与正常纤维相比, 突变体纤维在伸长趋向停止时, 细胞质稀薄, 小液泡增多, 线粒体、高尔基体和内质网减少, 细胞壁附近有较多游离或包含在质体中的淀粉粒, 推测功能性细胞器的缺乏和淀粉的糖转化受阻是突变体纤维细胞过早退化和停止伸长的主要原因. 在离体条件下, 突变体胚珠在含GA₃的培养基中产生一种因生长快而形成的巨大愈伤组织, 它的表面覆盖一层白色、疏松、半透明、脆而易脱离胚珠的拟纤维细胞. 这种拟纤维细胞常被细胞壁分截, 形成不同于单细胞正常纤维的多细胞纤维, 且有黑色斑点分布, 如同田间棉花茎和叶上的色素腺体. 多细胞纤维质膜处有大量的微管, 初步具备次生壁沉积的条件, 推测赤霉素(GA₃)可诱导在田间自然条件下沉默的与纤维细胞分裂相关基因的表达, 从而刺激表皮细胞己分化完成的原始纤维细胞再次迅速分裂.     

表达雪花莲凝集素(GNA)的转基因水稻纯系抗褐飞虱

利用基因枪法将含有潮霉素抗性基因pht,gusA报告基因和雪花莲外源凝集素基因gna的2个质粒（pWRG1515和pRSSGNA1)共转化粳稻品种鄂宜105号和鄂晚5号种子胚诱导的愈伤组织。从轰击的329块愈伤中共再生出61株独立转基因植株。PCR／Southern blot分析显示，79％的转基因植株含有所有3个外源基因。Western blot分析发现，48株含gna基因的转基因植株中有36株（75％）在不同水平上表达了GNA，GNA最高表达量占总可溶性蛋白的0．5％，遗传分析证实外源基因在转基因后代植株中大多以孟德尔方式遗传。从其R1代为3：1孟德尔分离方式遗传的后代R2代植株中，鉴定出含有并表达所有3个外源基因的5个独立转基因植株纯系。褐飞虱生物鉴定和喂养试验表明，转基因纯系对褐飞虱具有显著的抑制作用，具体表现为降低褐飞虱存活率和繁殖力、延缓褐飞虱发育进度及减少褐飞虱进食量，即表达GNA的转基因水稻纯系对褐飞虱具有抗性作用。     

转蚕丝心蛋白基因改良了棉花纤维品质

利用农杆菌介导法将蚕丝心蛋白基因(fibroin)导入陆地棉品系WC, 共获得了9块愈伤组织系的30株再生植株. PCR检测、卡那霉素抗性筛选和GUS组织化学分析均为阳性的有17株. 经连续4代的卡那霉素抗性筛选和PCR检测, 在T₃代获得了6个转化事件的转基因纯系. Southern blot和Northern blot结果表明, fibroin已整合到6个纯合株系基因组, 且能稳定遗传和表达. 扫描电子显微镜和纤维品质检测结果显示, 所有转基因纯合株系棉纤维的转曲数和纤维伸长率比对照明显增加, 部分株系比强度提高, 说明蚕丝心蛋白基因在棉纤维中特异表达影响了棉纤维的结构和品质, 可以获得纤维品质改良的株系, 有望在生产上得到应用.     

东南景天(Sedum alfredii H)——一种新的锌超积累植物

通过野外调查和温室试验，发现并鉴定出东南景天（Sedum alfredii H）是一种新的锌超积累植物，调查结果发现，东南景天对土壤中高含量的锌有很强的忍耐、吸收和积累能力，地上部Zn含量为4134～5000mg/kg,平均为4515mg/kg，营养液培养实验证明，东南景天对生长介质中的Zn有很强的忍耐能力，当生长介质中Zn浓度高达240mg/L时，植株仍生长正常，其生物量与对照相比无显著差异，地上部Zn含量及其积累量均随生长介质中Zn浓度的增加而增加，当生长介质中Zn浓度为80mg/L时，地上部Zn含量和积累量达到最高值，分别为19.674g/kg，19.83mg/株，结果表明，东南景天是我国发现的一种新的Zn超积累植物，为今后探明植物超积累Zn的机理和Zn污染土壤的植物修复提供了一种新的种质资源。     

花青素合成转录因子基因在玉米中的表达研究:一种新型基因可视化跟踪表达系统

花青素是一种水溶性的黄酮类物质,可使植物呈现出红、蓝、紫和红紫等颜色.外源花青素代谢调控基因的表达可使花青素在植物细胞内积累,使植物体外观上表现出色彩的变化,易于观察,因此可作为报告基因用于植物转基因研究,快速报告细胞、组织、器官或植株是否被转化.本研究用花青素代谢调控基因Bi和C1作为报告基因,以epsp作为筛选标记基因,构建了植物表达载体pBAC9009.基因枪转化玉米自交系501的幼胚,经过除草剂草甘膦抗性筛选和分化再生,获得了转化再生植株75株,其中43株获得结实种子.T0代植株有18株在苗期或生长阶段表现局部或全紫色,8个结实果穗有零星的紫色种子,从外观上可直接确认为转化植株.结合PCR和RT-PCR的分子检测及花青素含量分析,表明叶片和籽粒为紫色的玉米植株中外源目的基因已整合并且高效表达,即紫色表型与分子检测的结果高度一致.该结果表明我们成功建立了以花青素基因作为报告基因的植物转基因可视化跟踪表达系统.该系统的应用可以大大提高工作效率,节约检测成本,对于植物转基因研究具有重要意义.