玉米幼穗再生苗在试管分化裸露的雌雄幼穗

玉米是重要的粮食作物,也是发展食品、畜牧业和工业的重要原料。杂交玉米增产潜力大,利用花药培养玉米纯合自交系已在我国首先取得成功,并开始应用于育种实践。玉米的组织培养,GKcn等进行过幼胚、盾片培养获得再生植株。培养未成熟花序没有获得成功。本试验进行玉米幼穗组织培养,以探索其利用的可能性和应用价值。试验结果表明,玉米幼穗外植体可诱导出大量的绿苗,并且在试管中进行健壮培养,绿苗再分化出裸露的雌雄幼穗,为研究禾本科植物的发育生理和器官分化提供了有益的素材,对玉米育种工作也有一定意义。     

大豆叶片的离体培养及再生植株的诱导

植物体细胞组织培养技术,对加速良种繁育、优良种质资源保存、有益突变体选择和克服一些常规育种难以解决的困难,以及大豆遗传操作等,都有重要意义,因而引起了国内外学者的重视。关于大豆体细胞组织培养,国内已见到有从下胚轴和子叶获得幼苗或植株的报道,     

植物体细胞无性系变异的遗传基础及应用技术

70年代末期,国内外在十余种植物上发现由离体细胞再生的植株中高频率地出现变异体,这被称为体细胞无性系变异(somaclonal variation)。这种变异不同于物理化学诱变的变异,它们的畸变率较低,有利变异较高,而且单个或少数基因变异占较大比例。利用这种现象,在甘蔗和马铃薯上育出了新的品种,并在其它许多植物上选择出许多抗性基因,用于生物     

玉米遗传突变体群体创制和干旱反应突变体筛选与鉴定

利用自主性Mutator转座子玉米材料115F,330I,715D与玉米自交系材料B73,Mo17,97108,H9-21杂交,获得F1插入诱变群体,F1自交得F2群体.在田间观察F2单株的生物学特征及农艺学性状的表型变异,得到不同表型的突变体,对突变体进行了统计分析.在干旱胁迫下,利用远红外热成像仪对室内小钵种植的F2群体三叶期幼苗进行叶片温度的大规模扫描检测,选取叶温有明显差异的植株作为潜在突变株,共检测了38000余株,成功筛选到108株抗旱单株,121株旱敏感单株.通过重复红外温度检测、叶绿素荧光分析、叶片失水、光合特性分析和可溶性糖类、可溶性蛋白和脯氨酸含量测定对突变体进行了初步的鉴定分析.利用MuTAIL-PCR对获得的突变体进行基因克隆.该研究为深入开展玉米抗旱育种提供了实验材料.     

水稻抗稻瘟病及高氨基酸突变体离体筛选的初步研究

近年来,国内外利用细胞诱变离体筛选生物技术,已经先后获得烟草、马铃薯、番茄、玉米、水稻、油菜、大豆、甘蔗、小麦、胡萝卜、苜蓿和小黑麦等作物抗性突变体以及水稻、玉米、烟草高氨基酸突变体。但有关后代抗性遗传的研究报告并不多见。最近,我国上海市农科院郑祖玲等指出,稻瘟病菌粗毒素提取液对粳稻花药培养具有抑制效应,可作为培养基的外源添加物筛选抗病突变体.在近年来研究的基础上,简要报道利用水稻体细胞和花粉性细胞无性系离体筛选以及花药培养抗性筛选,获得15个抗稻瘟病和9个高氨基酸突变体的研究结果。     

小麦幼穗愈伤组织原生质体培养再生植株

小麦(Triticum aestivum L)作为一种主要禾谷类粮食作物,其原生质体培养一直受到重视。然而由于技术难度较大,直到最近才有第一篇有关小麦花药愈伤组织悬浮培养物原生质体再生成小植株的报道。我们经过一年多的反复实验,已从幼穗切段起始的愈伤组织分离的体细胞原生质体培养得到大量胚状体,并进一步分化成了小植株。     

玉米遗传突变体群体创制和干旱反应突变体筛选与鉴定简

利用自主性Mutator转座子玉米材料115F,330I,715D与玉米自交系材料B73,Mo17,97108,H9-21杂交,获得F₁插入诱变群体,F₁自交得F₂群体. 在田间观察F₂单株的生物学特征及农艺学性状的表型变异,得到不同表型的突变体,对突变体进行了统计分析. 在干旱胁迫下,利用远红外热成像仪对室内小钵种植的F₂群体三叶期幼苗进行叶片温度的大规模扫描检测,选取叶温有明显差异的植株作为潜在突变株,共检测了38000余株,成功筛选到108株抗旱单株,121株旱敏感单株. 通过重复红外温度检测、叶绿素荧光分析、叶片失水、光合特性分析和可溶性糖类、可溶性蛋白和脯氨酸含量测定对突变体进行了初步的鉴定分析. 利用MuTAIL-PCR对获得的突变体进行基因克隆. 该研究为深入开展玉米抗旱育种提供了实验材料.     

玉米抗纹枯病QTL分子标记定位

用抗玉米纹枯病自交系CML270和感病自交系478的(CML270×478)×CML270 BC_1∶2群体共322个株系为作图和定位群体, 构建了125个SSR标记位点的遗传连锁图谱, 覆盖玉米基因组1939.0 cM, 平均图距15.5 cM. 采用复合区间定位分析, 检测到玉米纹枯病抗病指数主效QTL位点3个, 2个位于第1染色体, 1个位于第7染色体上, 它们分别能解释表型变异的18%~20%; 控制株高的QTL位点7个, 分别位于第3~6染色体上, 控制“穗位高”的QTL位点5个, 分别位于第3, 4, 6染色体上. 自交系CML270玉米纹枯病抗性主效QTL真实存在, 抗性与植株高度遗传上不存在连锁关系, 为玉米纹枯病分子标记辅助选择(MAS)和抗性基因分离与克隆提供了技术和材料支撑.     

辐射育成春小麦新品种——新曙光一号

我们于1958年开始农作物辐射育种,相继选育出大豆黑农四号等新品种六个,新曙光一号等春小麦新品种两个以及大豆、小麦、玉米等许多优良的突变品系和类型。本文只简要报道春小麦新品种新曙光一号的育成过程.     

离体培养幼穗获得不育的小麦属间杂种无性系

幼穗培养可能是克服小麦属间杂交不育性障碍的一种方法。Nakamura等报道从Trlticum crassum(Aegilops crassa)×Hordeum vulgare幼穗离体培养出再生植株。最近,这种培养技术也被应用于繁殖Hordeum vulgave×Triticum aesdvum和Agropyron×Triticum aestivum。 我们的研究目的是诱导不育的山羊草×小麦×黑麦三属杂种幼穗产生再生植株,并进而获得无性繁殖系。     

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.     

玉米自交系P9-10遗传转化体系的建立

在Ｎ６培养基中添加１０＾－４ｍｏｌ．Ｌ＾－１ＡｇＮＯ３可促进玉米Ｐ９－１０自交系幼胚诱导产生Ｉ型胚性愈伤组织,把这些胚性愈伤组织经高渗处理后作为受体,用基因枪转化含Ｂｔ基因的ｐＭＧ６质粒,通过选择压递增式筛选,得到了１４个抗性克隆。抗性克隆３种不同的培养基中共诱导出１０个胚状体,经分化得到１０个再生植株累ＰＣＲ和Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交分析证实有８个再生植株的基因组中整合有Ｂｔ基因。ＥＬＩＳＡ分析结果     

芸苔属花粉-体细胞杂种植株的生长发育及分子生物学鉴定

“配子-体细胞杂交(gameto-somatic hybridization)”是植物性细胞操作研究的重要组成部分,近十年来取得了较大进展.小孢子四分体原生质体.幼嫩花粉原生质体以及成熟花粉原生质体与体细胞原生质体的融合先后均再生杂种植株成功.但迄今的研究多集中于茄科植物,而且关于杂种植株的结实等方面尚无肯定的报道.李昌功等由芸苔属幼嫩花粉原生质体与下胚轴原生质融合再生了3个小植侏,并经染色体计数和酯酶同工酶酶谱分析初步鉴定出一株是异源三倍体,两株是异源四倍体.本文报道这3个小植株的生长发育情况以及运用RAPD(Random amplified polymorphic DNA)标记技术进一步对其杂种特性鉴定的结果.1 材料与方法1.1 材料及杂种植株生长发育的观察将青菜(Brassica chinensis L.)幼嫩花粉原生质体与甘蓝型油菜(B.napus L.)下胚轴原生质体融合再生的3个小植株通过切段繁殖的方法扩增其数量,将高达5cm以上的植株移入田间.以同期的双亲植株作对照,观察比较其生长发育情况.用荧光素二醋酸酯(FDA)染色反应测定成熟花粉的生活力.解剖果实以检查种子形成情况.     

水稻赤霉素20-氧化酶基因(rga5)的正、反义转化对水稻生物学性状的影响

通过PCR方法从水稻"矮子占"和"南特号"的基因组DNA中分离出赤霉素20-氧化酶基因rga5, 其编码区含1119 bp. 其编码蛋白与已报道的水稻赤霉素20-氧化酶基因OsGA20ox相比有11个氨基酸不同, 其中9个氨基酸为移码差异. 通过基因枪法将该基因的正、反义表达质粒pSrga5和pArga5转化水稻"中花8号", 获得了生物学性状有明显变异的转基因植株. 正义转化表现出植株增高、叶片和穗变长、穗粒数增加等特征, 但花期未受明显的影响; 而反义植株表现出明显的"矮化"和"早花", 且出现植株细弱、叶色加深、叶片和穗变短等特征. 转基因水稻的分析结果表明, rga5正、反义外源基因已分别整合到水稻基因组中, 并有效表达; 正义植株体内的GA1平均增加约50%, 反义则降低至对照组的约10%. 结果表明, rga5是水稻赤霉素合成代谢途径中起关键作用的赤霉素20-氧化酶基因, 该序列中11个氨基酸的变异并不影响其功能. 正义表达可增强体内GA的合成, 促使植株生长, 增加株高; 反义转化则抑制了内源GA的合成及植株生长, 导致植株明显的矮化.     

水稻的雄性不孕性——原文再版

正水稻具有杂种优势现象,尤以秈粳杂种更为突出~([1]),但因人工杂交制种困难,到现在为止尚未能利用.显然,要想利用水稻的杂种优势,首先必须解决大量生产杂种的制种技术,从晚近作物杂种优势育种的研究趋势和实际成果来看,解决这个问题的有效途径,首推利用雄性不孕性.为了获得水稻的雄性不孕材料,我们最近两年在水稻大田里进行了逐穗检查工作,观察到一些雄性不孕植株,现将初步观察结果,报导如下:     

水稻赤霉素20-氧化酶基因(rga5)的正、反义转化对水稻生物学性状的影响

通过PCR方法从水稻“矮子占”和“南特号”的基因组DNA中分离出赤霉素20-氧化酶基因(rga5, 其编码区含1119 bp. 其编码蛋白与已报道的水稻赤霉素20-氧化酶基因OsGA20ox相比有11个氨基酸不同, 其中9个氨基酸为移码差异. 通过基因枪法将该基因的正、反义表达质粒pSrga5和pArga5转化水稻“中花8号”, 获得了生物学性状有明显变异的转基因植株. 正义转化表现出植株增高、叶片和穗变长、穗粒数增加等特征, 但花期未受明显的影响; 而反义植株表现出明显的“矮化”和“早花”, 且出现植株细弱、叶色加深、叶片和穗变短等特征. 转基因水稻的分析结果表明, (rga5正、反义外源基因已分别整合到水稻基因组中, 并有效表达; 正义植株体内的GA₁平均增加约50%, 反义则降低至对照组的约10%. 结果表明, rga5是水稻赤霉素合成代谢途径中起关键作用的赤霉素20-氧化酶基因, 该序列中11个氨基酸的变异并不影响其功能. 正义表达可增强体内GA的合成, 促使植株生长, 增加株高; 反义转化则抑制了内源GA的合成及植株生长, 导致植株明显的矮化.     

棉花原生质体“供-受体”双失活融合产生种间杂种植株及其鉴定

采用“供-受体”双失活融合模式, 以陆地棉品系YZ-1原生质体为受体, 以野生棉G. davidsonii原生质体为供体, 开展不对称融合. 融合前, 陆地棉品系YZ-1原生质体经过0.5 mmol/L碘乙酰胺(IOA)室温下处理20 min, 野生棉G. davidsonii原生质体经过38.7 J/cm2的紫外线(UV)处理30?s, 能有效地抑制亲本原生质体的生长. 将上述条件下分别钝化处理的双亲原生质体采用电诱导融合后进行培养, 获得再生植株. 对获得的杂种植株进行形态学、细胞学及分子标记检测. 大部分再生植株表现出新形态, 部分表现亲本中间型, 少数偏向受体亲本. 融合植株的染色体数目在40~73之间. 随机扩增多态性DNA标记(RAPD)和简单重复序列(SSR)分析证实了再生植株的杂种真实性. 而细胞质基因组的酶切扩增多态性序列(CAPS)和叶绿体SSR(cpSSR)分析结果显示, 杂种的线粒体和叶绿体发生了重组. 本研究是棉花中开展“供-受体”双失活融合模式的首次报道, 是继对称融合和基于紫外线处理的不对称融合之后在棉花原生质体融合方面又一新的进展.     

一个水稻短生育期突变体sgp(t)的遗传分析及基因定位

在优良迟熟恢复系明恢86的转基因后代中, 发现了一个非T-DNA插入引起的短生育期突变体(暂命名short growth period, 简称sgp(t)). 该突变体对光周期反应不敏感, 在不同生态区域与不同播种期, 平均抽穗期(40.9±2.1)~(62.4±5.2) d, 比野生型明恢86早35~50 d. 通过对sgp(t)突变体与29个不同遗传背景的亲本(包括感光和非感光的籼稻、粳稻及爪哇稻品种)杂交后代抽穗期分析, 结果发现, 在福州市夏季种植(4月30日播种), F1抽穗均表现较迟熟亲本 早, 而较sgp(t)略迟, 平均抽穗期(52.0±1.3)~(63.4±2.3) d, 表明sgp(t)是一个不完全显性突变体, 能够显著地缩短水稻的生育期. 进一步分析sgp(t)突变体与野生型明恢86, 93-11, 闽恢3301和博白B等4个品种的杂种F2群体抽穗分布发现, 分离群体后代中出现极早熟、较早熟和迟熟3种类型, 其极早熟和较早熟植株数之和与迟熟植株数之比符合3:1, 进一步表明sgp(t)由一对不完全显性基因控制. 以F2代(sgp(t)×93-11)中的极早熟株和迟熟株为定位群体, 应用微卫星标记将sgp(t)基因定位在第6染色体的RM3628和RM439之间, 随后利用已经公布的水稻基因组序列, 在sgp(t)基因附近区域新开发了6个标记, 将sgp(t)基因进一步定位在NSSR0617~NSSR0683之间, 遗传距离分别为0.5和0.6 cM, 物理距离约436 kb. 定位结果显示sgp(t)不同于目前报道的所有早熟和迟熟基因, 是一个控制水稻生育期的新基因.     

三系杂交水稻育种研究的回顾与展望

我国首创的籼型杂交水稻技术开辟了大幅度提高水稻产量的新途径,为粮食安全做出了巨大贡献.本文回顾了野败型雄性不育的发现与不育系、保持系和恢复系(简称三系)配套及发展的历程.水稻核质互作型雄性不育系在我国大面积生产应用,除野败型外,还有岗型、D型、印水型、矮败型、红莲型、K型不育胞质.其中红莲型的恢、保关系与野败型不同,其他都与野败型相似.杂交水稻不育胞质的多样性解决了胞质单一可能带来的生产风险.在骨干亲本的选育方面,本文介绍了优良不育系珍汕97A,V20A,Ⅱ-32A,金23A等,以及优良恢复系IR24,明恢63,蜀恢527等的选育和应用情况.目前,我国三系杂交水稻主推品种已经由过去的高产品种,转变为优质、高产、抗病兼顾的新品种为主.但是,三系杂交水稻面临产量潜力提升较慢、优良保持系创制效率较低、杂交稻种子生产成本较高,以及不完全适应轻简化栽培等诸多问题.为了应对这些挑战,建议以培育优质、高产、安全、高效的绿色杂交水稻新品种为目标,以分子技术在杂交水稻育种中的应用为手段,以选育适合杂交水稻机械化制种的三系亲本为方向,全面提升杂交水稻的科技竞争力.     

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…