棉花体细胞培养及体细胞无性系变异初探

棉花体细胞培养及体细胞无性系变异初探

薛美凤[1]2002年在《棉花体细胞培养及体细胞无性系变异初探》文中进行了进一步梳理棉花是一种重要的经济作物,但其体细胞培养却比较困难。本研究以七个陆地棉品种(系)为材料,通过不同因素处理研究其适宜的培养条件从而进一步完善培养方法,获得了冀棉7号和冀棉14号两个品种的体胚和再生植株;对川棉239品种的胚性愈伤组织系和非胚性愈伤组织系的蛋白提取液进行了SDS-PAGE分析。另外还对冀棉7号、冀棉14号和川棉239叁个品种的体胚苗和再生植株表型变异进行了观察,并通过石蜡切片法对川棉239野生型和畸形苗茎端结构进行了差异比较,且与模式植物拟南芥的顶-基模式建成突变种作了类比。主要工作和结果如下: 1.愈伤组织及胚性愈伤组织的诱导 在MSB+IAA0.5mg/L+KT0.1mg/L和MSB+ZTO.1mg/L~1.0mg/L叁种培养基上,品种(系)间诱导愈伤组织有较明显的差别,且差别基本一致,冀棉7号和冀棉14号出愈率较高,为78.2%~95.2%,而渝棉1号、佳39、MP4、鲁棉15号则出愈率较低,为47.6%~61.7%。冀棉7号和冀棉14号的愈伤组织经MSB+IAA0.1mg/L+KT0.1mg/L培养基继代培养后诱导出了胚性愈伤组织,鲁棉系统的鲁棉15号未能得到胚性愈伤组织;而冀棉14号再生植株种子的下胚轴也获得了胚性愈伤组织和体胚。 2.胚性愈伤组织体胚发生及再生能力 胚性愈伤组织经MSB+IAA0.1mg/L+KT0.1mg/L和MSB+KT0.1mg/L+KNO_31.9g/L两种培养基交替使用并结合选择性继代后,其胚性能够保持,但愈伤组织在长期继代培养过程中随着培养时间的延长和继代次数的增多,其体胚发生和再生能力均逐渐下降。 3.悬浮培养激素的添加 在悬浮培养基MSB+KNO_31.9g/L中添加浓度为2mg/L~3 mg/L的NAA时,培养物在继代前分散性较好,继代后量较多,且体胚成熟培养前培养物量增多,成熟培养后增殖较快,在NAA为2mg/L时,有少量体胚和大量胚性愈伤组织产生,效果较理想。 4.体胚苗生根 以1/2MSB液体+蛭石作培养基时,体胚苗生根率较高,幼苗长势较好,移栽到大田后容易成活,优于1/2MSB和1/2MSB+0.1%活性碳等固体培养基。 5.愈伤组织蛋白质的SDS-PAGE 四种愈伤组织系蛋白提取液的SDS-PAGE分析表明,胚性愈伤组织系的蛋白质表达不同于非胚性愈伤组织系,且胚胎发生能力不同的胚性愈伤组织系之间的蛋白质表达也存在差异。 6.体胚苗变异和再生植株变异 体胚苗变异类型丰富,发现了前人未曾报道过的两极长根的和顶端长成杯状真叶的异常苗类型。在长时间继代培养过程中,随着培养时间的增加,畸形苗数量增多,体胚苗变异频率逐渐升高,最高可达90%以上。 再生植株变异性状广泛,最为常见的是株型、叶片和育性等的变异,有的再生植株早期表现为不育或部分不育,但随着生育期的延长,育性逐渐趋于正常:有的则在整个生育期都始终不育。再生植株变异频率也在长期继代培养过程中随着培养时间的延长而逐渐增大。 7.野生型与畸形苗显微结构比较 经石蜡切片后比较野生型与畸形苗的显微结构,野生型茎端可见生长锥、叶原基及于叶结构;而无子叶畸形苗顶端仅有许多小的凸起,没有生长锥、叶原基及子叶结构;两片和多片子叶畸形苗茎端仅有子叶却没有生长锥和叶原基结构;两极长根畸形苗,其芽极长根端的根基部与茎端结构紧密相连。通过与拟南芥顶-基模式建成突变种相比较,发现几种体胚苗变异类型分别与拟南芥的 gurke,monopteros和 shootmeristemless叁种突变种相类似。

林君[2]2006年在《陆地棉体细胞胚胎发生和植株再生体系的建立》文中指出随着基因工程和分子生物学的发展,转基因技术正广泛地应用于现代育种,使植物育种能够实现分子设计,将外源有益基因导入受体植物细胞,并使其定向而稳定地遗传。建立高效而稳定的植物遗传转化体系,是保证植物转基因获得大量可供筛选群体的前提条件。因此,建立高效的棉花体细胞胚胎发生和植株再生体系,对于棉花基因工程、功能基因组和现代棉花育种具有重要的意义。本研究以珂字棉201、珂字棉312、豫早1号等陆地棉品种为研究材料,系统地研究和优化陆地棉体细胞培养过程中的各种条件,建立培养周期短、再生频率高,简便易掌握的棉花体细胞培养植株再生体系,并研究色素腺体和外源基因对于陆地棉体细胞培养的效果,主要结果如下: 1、通过对多种激素及其配比、碳源、不同凝固剂和灭菌时间对愈伤组织和胚性愈伤组织的诱导和分化效应进行了研究,结果表明,0.05mg/L 2,4-D+0.1mg/L KT这一激素配比最适合诱导愈伤组织;不同激素处理下胚胎发生效果不同,激素IBA和KT组合最利于胚胎发生,2,4-D效果最差。在一定范围内,激素用量增加,出愈率提高,但胚胎发生率降低。因此降低激素(2,4-D)的浓度有利于胚胎发生。在胚胎发生和植株再生中,以葡萄糖作为碳源其培养效果(再生苗率及再生苗的质量)明显优于以蔗糖。 2、凝固剂和培养基灭菌条件比较结果表明,棉花在愈伤组织诱导和增殖、胚性愈伤组织的诱导和增殖和胚状体的萌发过程中,使用phytagel(植物凝胶)作为凝固剂的效果远优于使用琼脂作为凝固剂;而最经典的高压灭菌对于棉花体细胞培养来讲并非是最好的,培养基灭菌14min对于微生物灭菌已足够,但对于培养基的有效成份的破坏作用较小。因此,改良的灭菌方法对于棉花的出愈率、愈伤组织生长、胚状体形成和植株再生等均显着优于经典的灭菌方法。 3、用珂字201、珂字312和豫早1号叁个品种进行验证后,建立了适用基因型广,培养时间短的棉花体细胞培养再生体系,其关键技术包括:(1)基本培养基为MS无机盐+B_5有机元素+1.0g/L Gln+0.5g/L Asn,其中愈伤组织诱导时在基础培养基中外加0.1mg/L 2,4-D和0.1mg/L KT,继代培养基与愈伤组织诱导培养基基本相同,只是将2,4-D降至到0.05mg/L,分化培养基的激素配

参考文献:

[1]. 棉花体细胞培养及体细胞无性系变异初探[D]. 薛美凤. 西南农业大学. 2002

[2]. 陆地棉体细胞胚胎发生和植株再生体系的建立[D]. 林君. 浙江大学. 2006

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