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植物生理论文
大白菜小孢子培养研究
梁奕飞,园艺091班 0931100707 摘要:游离小孢子培养是近年来大白菜育种上研究的热点之一。该文阐述了大白菜游离小孢子培养的优势, 对影响大白菜游离小孢子培养的主要因素, 包括材料的基因型、花粉发育时期、供试材料生长的外界环境、培养方法和培养条件以及胚状体发生及植株再生等的研究情况进行了综述, 提出了小孢子培养存在和需要解决的问题, 从理论和实际意义上论述了游离小孢子培养的发展前景。
关键词:大白菜; 游离小孢子培养; 胚状体; 培养基; 植株再生
大白菜是十字花科芸薹属中最重要的蔬菜作物之一,是异花授粉植物, 杂种优势十分明显。但是,近年来常规育种的不足在实际工作中日渐明显。因此,各国学者开始寻找育种的新途径和新方法。游离小孢子培养技术是近年来兴起的一门加快育种进程的新方法。它具有单细胞、单倍体和较高胚胎发生率及较高同步性等特点,通过这种途径可以迅速获得纯合双单倍体,进而获得纯合亲本系统,大大加快育种进程。
1 供试材料对小孢子胚胎发生的影响
1. 1 供体材料的基因型对小孢子胚胎发生的影响基因型是影响小孢子胚胎发生率的关键性因素。不同基因型的供体材料在同样试验条件下,胚状体产量不同。基因型对白菜小孢子胚胎发生能力的决定作用体现在两个方面:第一是基因型的反应范围。曹鸣庆等报道,将17 个基因型大白菜进行培养,有16 个基因型获得小孢子胚, 反应范围94 %; 栗根义等用
13 份大白菜进行游离小孢子培养, 其中12 份得到了小孢子胚,反应范围为93 %。曹鸣庆认为大白菜是具有较强游离小孢子胚胎发生能力的栽培植物种。但是也有相反的报道, 如许艳辉等的试验,大白菜37 个基因型中只7 个得到胚状体,比率为18. 9 %。基因型对白菜小孢子胚胎发生能力的决定作用体现的另一方面是胚胎发生频率的差异。曹鸣庆研究发现, 产胚胎量最高的基因型平均每个花蕾产胚359. 28 个,而产胚量最少的基因型每个花蕾平均产胚胎仅为0. 6 个。其他研究者也有相似的报道,张凤兰认为不同基因型的大白菜胚状体发生能力有明显差异。在对四倍体大白菜植株的游离小孢子培养中同样证明基因型对小孢子胚胎发生能力有显著影响。芸薹属的其它植物中也普遍存在不同亲本类型的材料, 小孢子培养的效率有差别的现象。由此可见小孢子胚胎发生能力同其它遗传性状一样, 是一种受基因调控的遗传特性。
1. 2 亲本植株的生理状况对小孢子胚胎发生的影响
亲本植株的生理状况对胚状体诱导频率有直接影响。曹鸣庆研究发现,供试母株的生长条件是大白菜游离小孢子培养技术成败的关键。生长在10~25 ℃控温温室的材料, 小孢子胚产量较高, 每个花蕾平均为129. 91个;生长在温度日变
化在10~35 ℃条件下田间的材料, 小孢子胚产量明显下降, 每个花蕾平均为38. 31个, 为前者的29. 5 %。张凤兰在大白菜小孢子培养中,以生长在14~16 h 日照及15~20 ℃的温度条件下的供体植株胚状体发生率和植株再生率高。因此,应将试验材料放在光照、温度条件可以严格控制的人工气候室中栽培为最佳。
1. 3 小孢子发育时期对小孢子胚胎发生的影响
选择合适的花粉发育时期是提高花粉植株诱导频率的重要因素。胚胎发生的激发启动, 大致发生在单核中期至单