生物技术在农作物遗传育种中应用的进展.pdf

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生物技术在农作物遗传育种中应用的进展
涂振东,叶凯
(新疆农科院,新疆乌鲁木齐!"####)
中图分类号:$"" 文献标识码:% 文章编号:&##& ’(""(# )##")#* ’#"!& ’#"
& 利用植物细胞工程技术进行倍性育种(棉花、牧草、甜瓜、甜菜)
通过花粉培养、未受精子房和胚珠培养及试管受精等均可诱导形成单倍体;通过胚乳培养也可以获
得三倍本;通过植物愈伤组织中普遍存在的染色变异也能培育出非整倍体变异的个体,利用植物细胞工
程技术进行的倍性育种,可大大的缩短育种周期、提高选择效率,还可培育出几种倍性水平的个体,更大
的优点是不受季节的限制。
由于花药培育和花粉离体培养技术已较为成熟,以及基因枪转基因等技术发展,今后有可能以花粉
作为外源基因的受体,用于作物的遗传转化。接受外源+,% 的花粉可培养成单倍体植株并很快加倍纯
合,或经体外培养成熟后直接用于授粉以获得转基因后代。
) 利用植物细胞工程进行远缘杂交育种与胚挽救技术
!"# 利用体细胞融合技术培育远缘杂种
第一棵体细胞杂种植株是在&-.) 年建立的,美国的/012345 诱导粉蓝烟草和郎氏烟草的原生质体
融合并获得了杂种植株。早期的研究对象主要集中在茄科的烟草属、曼陀罗属和矮牵牛属,以后逐渐转
移到茄属、番茄属、颠茄属和十字花科的芸苔属、拟南芥属和伞形科的胡萝卜属、欧芹属。随着重要粮油
作物的原生质体再生植株的成功,研究对象又再一次转移。用于融合的亲本细胞也由最初的品种间进
展到种间、属间甚至科间。亚太地区大约诱导了 6# 多个种间和属间的原生质体融合形成植株,其中日
本占一半。通过木本植物柑桔类种属间的体细胞杂交,培育出新的柑桔杂交品种(7890:010,&--6),有性
杂交不亲和的番茄; 马铃薯间的体细胞杂交也获得了杂种植株(<=2>8=13,&-.!)。通过马铃薯的栽培品
种与野生种的体细胞杂交,得到了抗疫病和卷叶病的体细胞杂种(%?******@A5,&-!6)。白菜型油菜与甘蓝的
体细胞杂交,得到了甘蓝型油菜($?5BC=19,&-!*)。科间的大豆; 粉蓝烟草(D04,&-..)、大豆; 烟草
(/8A=5,&-!))也产生了连续增殖的杂种细胞系,更远缘的大豆; 水稻产生了愈伤组织(,AAE=FA,&-!6)。日
本科学家还利用不对称细胞融合技术培育获得世界上第一个商品烟草雄性不育系,应用这种雄性不育
系,又开发了胡萝卜、卷心菜和茄子的代杂种。我国科学家利用烟草与黄花烟草的粉蓝烟草的体细
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胞杂交开发出新的烟草商品品种。
!"! 利用胚挽救技术培育远缘杂种
杂交失败的原因之一是胚在发育早期夭折。杂种胚早期败育一般是由于胚乳发育不正常或是杂种
胚育胚乳之间生理上的不协调而引起。因此,许多种间与属间杂交,受精和早期的胚发育还是能进行
的,但在胚成熟前就死亡,不能形成成熟的种子。在胚败育之前,对杂种胚进行人工培养就可克服胚发
育的生理障碍,从而获得种间或属间杂种。&-)6 年 H0AC0>8 发现远缘杂交植物,进行离体胚培养,可以