离子束介导技术在水稻遗传改良中的应用前景

在利用离子束介导技术对水稻进行遗传改良的研究领域内仍然存在着5大研究难题值得注意,即离子束介导试验的机理问题、供体与受体的亲缘关系、对介导试验的后效性研究、寻找介导试验证据时的片面性和离子束介导技术的超前性研究.明确提出了离子束介导技术在水稻遗传改良中的技术思路,即立足于离子束介导技术这一物理学技术平台、注重研究2个关键性问题、在研究中完成3个有效转变、寻找4个方面的试验证据、研究5大生物学特性.     

水稻花药培养及后代选育

在水稻花药离体培养试验中,对花药培养的操作方法,花培材料的选择,花粉植株诱导与分化培养基的筛选,培养环境及花粉植株性状的遗传及其利用进行了研究。结果表明,利用N6培养基附加2,4-D2mg／L和激动素KT2．0mg／L能诱导出不同水稻组合的愈伤组织,诱导频率较高;再生植株的分化培养中,以MS为基本培养基,附加6-BA2．0mg／L、NAA0．2mg／L和多效唑(MET)2．5mg／L,分化频率较高;花培材料应选择血缘较远的杂交组合,培养温度在25～30℃适合水稻花药的诱导和再生植株分化;水稻花培再生植株一代在许多性状上超过双亲,二代在田间表现基本整齐;利用水稻花药培养,可有效的提高育种效率,是一种快速和实用的水稻育种方法。     

转基因水稻后代的遗传分析

对转基因植株T0代种子进行发芽试验以及对T1代植株叶片进行浸泡试验,以研究转基因植株后代的遗传及表达情况.结果表明,转基因植株T0代种子在含50mg·L-1潮霉素的培养基上正常发芽生长,而对照虽能发芽,但最终枯黄死亡;T1代植株叶片在100 mg·L-1潮霉素溶液中浸泡3 d后,部分叶片变黄,部分叶片仍为绿色,统计分析表明,转基因植株外源片段为单拷贝整合;对潮霉素浸泡后的植株的PCR分析表明,潮霉素浸泡对后代的遗传分析是行之有效的.     

水稻蜡质基因(Wx)反义片段在转基因后代中的遗传稳定性

用根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的遗传转化方法，将携带水稻蜡质基因反义片段导入中花11号粳稻中，分析了20个独立转化的转基因植株。经GUS染色、PCR分子检测，证明蜡质基因反义片段已整合到这些植株的染色体组中；在转基因植株后代T1的籽粒外观糯性检测中，有8个转基因植株检测到糯性籽粒的存在；在12个转基因植株T2后代直链淀粉含量测定中，有5个T3的直链淀粉含量比对照有明显的降低；在T3、T4的直链淀粉含量测定中，获得了直链淀粉含量比对照低1％的株系；来自T2的糯稻株系其后代能相对稳定遗传。在籽粒GUS检测和外观糯性检测中，发现二者的分离比存在差异。     

低能离子束介导外源基因进入水稻细胞的研究

用离子束介导法将编码β－葡萄糖苷酸酶的ｇｕｅ基因引入受体植物细胞,并实现瞬间表达。水稻悬浮细胞经离子束辐照后,电镜下能观察到细胞表面留下的溅射和刻蚀痕迹,细胞存活率随辐照剂量的增加而显著降低。将离子束（３０ｋｅＶ,２×ｌ０１５Ｎ＋／ｃｍ２）处理后的水稻悬浮细胞,浸入含有ｇｕｓ基因外源ＤＮＡ的ＳＳＣ温育介质,两天后,观察到受离子束直接作用的细胞团的一面有外源ｇｕｓ基因的导入和表达。ｇｕｓ基因瞬间表达的最佳处理剂量悬浮细胞为２×ｌ０１５Ｎ＋／ｃｍ２,成熟胚为２０×ｌ０１５Ｎ＋／ｃｍ２,而且３０ｋｅＶ能量的离子束处理明显较２０ｋｅＶ优越。ＳＳＣ缓冲导入介质最为理想,而添加ＤＭＳＯ（一种细胞促渗透剂）的ＳＳＣ和富含ｃａ２＋的ｋｒｅｎ’ｓＦ溶液（ｃａ２＋对促进质膜稳定性有好处）对离子束介导外源基因进入水稻细胞均不理想。     

两系不育系Y58S的花药培养与花培后代的鉴定筛选

花药培养技术与传统不育系育种的结合能有效加快新的光温敏不育系材料的选育进程。为了筛选出适合两系不育系Y58S的花药培养条件,利用10种不同培养基对两系不育系Y58S不同杂交组合F2代进行花药培养。培养基E(NMB+2mg/L2,4-D+2mg/LNAA+1mg/LKT+0.5g/L脯氨酸+0.5g/L谷氨酰胺+0.5g/L水解酪蛋白+25g/L蔗糖+25g/L麦芽糖+10g/L琼脂粉)较为适合两系不育系Y58S的花药培养;同时,材料的基因类型对花药培养力有着显著的影响,粳稻血缘的渗入有利于两系不育系花药培养力的提高。花药培养后代田间性状观察结果表明,在当代花药培养植株中发现较多的二倍体植株,少部分为单倍体、四倍体植株,尚未发现非整倍体;筛选出一个表现较好的不育株系。     

利用农杆菌介导的共转化法获得转基因水稻

以水稻粳稻品种空育131、垦稻12为材料,用农杆菌共转化的方法将质粒p1300和p13W8导入受体材料。结果显示：两种混合共转化菌液按体积比1∶1时共转化效率最高,植株转化效率达4.08%和2.63%。将转化植株进行PCR鉴定,13株转基因植株均能检测到质粒p1300的信号,4株检测到质粒p13W8的信号,反义蜡质基因的阳性株占转基因植株总数的30.77%。     

Xa21转基因水稻后代对白叶枯病抗性的研究

在水稻正常生长季节，对用农杆菌介导法获得的Xa21转基因水稻中花11号、盐恢559的T2-T4代株系，以及盐恢559-Xa21作父本配制的杂交种进行白叶抗性鉴定和田间农艺性状调查：所获得的转基因材料均为Xa21基因的单考贝插入，其遗传行为符合孟德尔的一对基因分离规律；Xa21基因在纯合或杂合状态下对白叶枯病都具有良好的抗性；在转因基后代中发现有生育期迟熟、叶片黄化、颖壳有褐斑等变异类型，绝大部分转化系未见农艺性状有明显变异。经筛选鉴定，获得与受体亲体本状一致可直接应用于生产的盐恢559-Xa21株系。     

水稻不同外植体组织培养的差异性及其后代变异的研究

[目的]选用适宜的外植体,使水稻出苗率最高且最易获取有利变异。[方法]以成熟胚、幼胚、幼穗及花药为外植体进行水稻组织培养,考察同种培养条件下4种外植体的诱愈率及诱苗率,并调查各种方法所获后代的有利变异率。[结果]以成熟胚为外植体时诱愈率最高;以花药为外植体时获得的愈伤组织诱苗率最高;以成熟胚为外植体时获得的后代材料有利变异率最高。[结论]该研究为水稻育种提供了参考依据。     

小麦离子束诱变后代蛋白质含量的变化

小麦种子经低能离子束处理后,其后代蛋白质含量发生改变。M1代蛋白质含量的平均值高于对照,M2代蛋白质含量比M1代降低,其平均值与对照相当。M2代群体蛋白质含量变异幅度较大,出现了比M1代蛋白质含量高的单株。     

花药培养技术在寒地水稻育种中的应用研究

详述了寒地粳稻花药培养技术,并介绍了黑龙江省农科院水稻研究所开展花培育种所取得的成就,育成了合江21号等9个花培水稻品种,累计推广面积150多万hm2,还创造了大批新种质,这些新种质被广泛用于水稻新品种改良。实践证明,粳稻花培育种具有群体规模小、稳定世代早、选择效率高等优点,将花药培养技术应用于水稻育种是行之有效的。     

提高寒地水稻花药培养效率的几个关键技术

论述了寒地水稻花药培养操作规程中应注意的几个关键环节,以便使该项技术更好地应用于水稻育种,提高工作效率。①根据器官形态指标外推法选择花粉发育处于单核靠边期的幼穗,进行6￣8℃低温预处理12d左右,可提高愈伤组织诱导率;②愈伤组织转移大小以直径1￣2mm为宜,当绿苗长至4cm左右时及时进行壮苗培养;③做好接种材料、室内、人员的消毒和卫生工作,降低污染率,加强温室等的管理。     

液体培养基在水稻花药培养中的应用研究

采用两种培养方式(液体培养基诱导法、固体培养基诱导法)对水稻花药进行培养,结果表明,液体培养基诱导法与固体培养基诱导法培养时间相当,但液体培养基诱导法的出愈率及绿苗分化率均提高10%左右,由此认为,液体培养基诱导法是提高水稻花药培养效率的可行方法。     

活性炭在不同水稻组合花药培养中的作用

对活性炭在不同水稻组合花药培养中的效应进行了研究。结果表明,除组合V20B/02428外,活性炭能显著增加水稻组合的苗高、根长、根数和鲜重,有利于花培苗的生长与分化。     

寒地水稻花培优异种质龙粳8号的选育评价研究

龙粳8号选育评价研究表明,常规育种与花培技术的结合,充分发挥了花培缩短育种年限及提高选择效率的作用;选育出的花培品种龙粳8号,为寒地稻作区早粳早熟品种,各项品质指标均达国家优质食用米标准,具有Pi-z#+t等主效抗瘟性基因,属高抗稻瘟病种质,是集早熟、优质、抗病于一体的优异种质,具有极其重要的利用价值,在育种上已被省内外各育种单位用作亲本,在生产上已成为一些地区的主栽品种。     

寒地早粳花培育种研究进展

在花药培养技术上,通过49个组合400个幼穗1200个颖花的研究,提出了依据植株和颖花形态判断花粉发育时期的具体指标;通过低温预处理和双态双层法提高花药力的方法。在花培育种遗传规律的研究上,对株高和叶瘟抗性的结果表明:F2的分布倾向于晚熟、高秆及抗病,即倾向于亲本的显性性状,而H2的分布则均匀对称,其中早熟、矮秆及感病植株的比例较F2高。在选择效率上,花培育成的审定品种的选择效率为0.93%,是同期常规育成审定品种选择效率0.28%的3.32倍。通过上述研究培育出了8个花培新品种,并且在品质、抗性、产量等方面表现突出,成为寒地稻区主栽品种,并讨论了水稻花培育种今后的发展方向。     

低温预处理在水稻亚种间花药培养中的效应

连续4年就低温预处理对水稻亚种间杂种花粉植株诱导的效应进行了系统研究。结果表明,多数组合给予6～8℃4天的预处理后,出愈率及绿苗分化率都可显著提高;但组合间要求的适宜低温预处理时间不同,其原因是不同组合的小孢子对低温的耐忍力不一样,同时正常小孢子在低温预处理过程中仍会以不同速率缓慢地发育;不同组合6～8℃预处理的适宜天数在0～20天之间,可用取出接种时花药中仍可见清晰的细胞核且处于单核后期的大多数小孢子作指标。     

粳稻花药培养技术的研究初报

在粳稻花药培养过程中,花粉植株的诱导频率受接种材料的基因型、花粉发育时期和培养基成分等因素的影响．杂交种的诱导率高于纯合品种,接种最佳时期为花粉发育单核中晚期,诱导培养基以Ｎ６＋２．４—Ｄ２ｍｇ／ｌ＋ＫＴ０．５ｍｇ／ｌ＋蔗糖５％＋琼脂粉０．７％;分化培养基以Ｍｓ＋ＢＡ２ｍｇ／ｌ＋ＮＡＡ０．２—０．５ｍｇ／ｌ＋蔗糖３％＋琼脂粉０．７％;壮苗培养基以１／２ＭＳ＋微量＋铁盐＋ＮＡＡ０．１—０．２ｍｇ／ｌ＋多效唑２ｍｇ／ｌ＋蔗糖２％＋琼脂０．７％为最好     

水稻花培育种进展

水稻花药培养技术在常规粳稻育种上有广泛的应用,育成了中花和龙粳系列品种。常规籼稻的花培育种品种不多且应用有限。近年来对籼粳交F1和光温敏核不育系的花药培养成为研究热点,其花培后代因所用材料不同而不同。     

6种枸杞植物花药培养单倍体的诱导

[目的]获得6种枸杞花粉植物。[方法]以6种枸杞花药为材料,在含不同激素的9种MS培养基上分别进行光照和黑暗离体培养。[结果]6种材料都诱导出了愈伤组织,最高愈伤组织诱导率可达20％,愈伤组织转入培养基（MS＋6-BA0．5mg／L＋NAA0．1mg／L）分化出大量绿色小芽,转入生根培养基（MS＋NAA0．1mg／L）中,20d后得到完整植株。[结论]材料不同,在同一培养基上的诱导率不同,在光照培养下愈伤组织诱导率比暗培养条件下的诱导率高。