菸草(Nicotiana tabacum)和辣椒(Capsicum annuum)花药离体培养的研究

本文报道关于菸草和辣椒花药离体培养的研究结果。对于菸草花药离体培养曾进行四种培养基的对比试验,结果以 NH 效果最好,Blaydes 次之。10—20%(体积/体积)椰乳能提高花药成胚的百分比,对单倍体幼苗也有促进作用。蔗糖浓度从1—4%都能产生“胚状体”,以3%的蔗糖浓度产生“胚状体”的百分比最高,长出的幼苗也比较健壮。对花粉不同发育时期进行了比较试验,花药中花粉单核靠边时期进行培养的出苗率最高。“胚状体”的形成主要由单核花粉粒均等分裂或由营养核分裂两种方式形成“胚状体”。生殖核只进行几次分裂而最后逐渐退化消失。对菸草花粉植株进行根尖或茎尖制片,观察其染色体数目为24,证明是单倍体。用不同浓度的秋水仙碱对单倍体植株进行染色体加倍,得到许多二倍体后代,其中少数是四倍体。本文对花药离体培养和组织培养中产生“胚状体”问题进行了讨论。辣椒采用花粉单核靠边时期的花药,培养在 NT 及 MS 加有补充物质的培养基上,花药既产生“胚状体”又产生愈伤组织。观察到单核花粉最初分裂发育成多细胞“原胚”到最后形成幼苗的过程。“胚状体”的发育与合子胚的发育过程相似。在花粉发育成幼苗的各个发育时期都可能停止发育,长成幼苗的只是少数。由单核花粉粒所形成的多细胞“原胚”可突出花粉壁外但仍与花粉粒相连,花粉粒内细胞大而染色淡,花粉壁外的多细胞“原胚”的细胞排列紧密,体积小而有分生能力,有的已开始分化。小苗的根尖和愈伤组织细胞,用醋酸洋红压片检查,其染色体数目为12,证明是单倍体。     

小麦(Triticum aestivum)雄核发育的细胞学研究

本工作对小麦花粉胚和愈伤组织的诱导条件和雄核发育的细胞学现象作了研究。结果如下:(1)N_6培养基诱导花粉愈伤组织的效果显著优于 MS 培养基。外源激素对于雄核发育的启动不是必需的,但对愈伤组织进一步的生长却是不可缺少的。(2)用花药整体制片法研究了雄核发育的各种途径,结果表明,不均等分裂和均等分裂的小孢子都能形成花粉胚,但前者占较大比例。(3)在部分多细胞花粉和白化苗中观察到染色体断片和微核,推测白化或畸形的花粉植株可能起源于具微核的花粉。(4)细胞的核内再复制和游离核的融合是产生二倍体和多倍体花粉植株的重要原因。     

黑麦(Secale cereale L.)花药培养及其雄核发育

离体培养黑麦花药,单核花粉可以通过不等分裂和均等分裂由营养性质的核发育成花粉胚状体或愈伤组织,并且最后形成了单倍体植株。接种前对穗子进行适当的低温处理,可以有效地提高胚状体和愈伤组织的生成率。根据多核和多细胞花粉的败育情况,认为新壁的形成和花粉外壁的适时破裂是已经启动分裂的小孢子能否发育成胚状体和愈伤组织的两个关键问题。     

短花药野生稻的离体植株再生及其组织细胞学观察

在离体培养条件下,短花药野生稻成熟胚的愈伤组织诱导频率高于茎节,但不能再生成苗,来源于茎节的胚性愈伤组织的绿苗再生率则为14.3%,短花药野生稻胚性愈伤组织分化形成辐射状排列的细胞和干燥区域,进而产生成熟的胚状体,许多球形胚上出现紫红色斑点（茎的颜色）,可作为胚状体形态发生的标志。     

茴香组织培养中体细胞胚胎发生的组织细胞学研究

将茴香幼茎或叶柄的愈伤组织转入附加6-BA和低浓度2,4-D的MS培养基以后,愈伤组织逐步由松软状转变成为颗粒状的胚性愈伤组织,胚状体起源于胚性愈伤组织中的单个细胞或胚性细胞团。在含NAA和6-BA的培养基中,胚状体发育成熟,并再生小植株。茴香的胚状体主要以单细胞内起源方式发生。首先由胚状体单个原始细胞分裂形成2-细胞原胚,2-细胞原胚以三种方式进行分裂:1.T- 形分裂;2.直线形分裂;3.田字形分裂。不同的分裂方式决定了胚柄的有无。茴香胚状体的发育过程与合子胚基本相同。由原胚发育成为球形胚,依次经过心形胚和鱼雷胚阶段,形成成熟的子叶胚。在胚状体发育的每一个阶段,都有其分生组织的活动中心。球形胚期,两团分生组织位于胚体中部对应的两点;心形胚期,位于两侧和中部;鱼雷胚期,分生组织的分布在子叶形成区域呈倒“U”形,在下胚轴部位呈中空的梭形。到子叶期,分生组织从两片子叶伸向胚根,呈“Y”形分布。两子叶间产生茎生长点,由生长点分化出叶原基。胚状体最终发育成为完整植株。     

在常温和低温条件下离体培养的小麦花药中小孢子的早期发育

本文对小麦花药培养中雄核的早期发育作了较详细的观察。描述了小孢子发育的七种类型。前三种类型(A、A_1、A_2)小孢子第一次分裂为不等分裂,形成营养细胞和生殖细胞,营养细胞分裂形成愈伤组织、胚状体和多核花粉粒。后四种类型(B、B_1、B_2、B_3)小孢子第一次分裂为均等分裂,这样,可由小孢子直接形成愈伤组织和胚状体,它们也形成多核花粉粒。在对愈伤组织和胚状体产生的途径进行观察和分析后,发现小麦花扮植株大多数来源于均等分裂的小孢子,即为B途径发育类型。 实验中还观察到花粉发育的各种异常情况,例如,在有丝分裂不同的阶段(如前期、中期和后期)都观察到同步分裂的现象。还观察到各种类型的间期核融合(如生殖核与生殖核、生殖核与营养核以及营养核与营养核)和核内有丝分裂。通过这些方式,可以形成加倍的花粉粒和愈伤组织,由此可产生自然加倍的二倍体值株。雄核的这些行为在培养花药接种后经受低温处理(—2— 2℃或—5—0℃,48小时)的情况下,表现出明显增加的趋势。     

从未授粉烟草子房诱导单倍体植株的细胞学和胚胎学研究

由未授粉的子房培养出的单培体植株来自两条途径:1.来自大孢子,直接进行多次分裂,经胚状体各阶段,发育形成;2.来自成熟卵细胞,经胚状体各阶段发育而成。此外,从上述途径产生的芽的基部和顶端形成愈伤组织,在同样培养基上分化形成胚状体,最后发育成植株。外源激素对未授粉子房高频率地诱导形成胚状体足必需的,而对诱导胚性愈伤组织形成胚状体以及进一步分化成植株并非必需。培养基中增加维生素 B_1,B_6,烟酸,叶酸和肌醇等的使用量时,未授粉离体子房和胚性愈伤组织诱导胚状体的频率显著提高。     

提高玉米花粉植株诱导频率的研究

当前,在玉米花药培养中普遍存在着花粉 植株诱导频率低的问题,因而限制了花粉植株 在育种实践中的广泛应用。为了提高玉米花粉 植株的诱导频率,1978-1979年我们进行了一 些初步研究。1978年共接种花药51,290枚,诱 导出胚状体和愈伤组织1,683块,平均诱导率 （每100个花药产生的愈伤组织和胚状体数,下 同）为3.28%,分化出绿苗345株,绿苗诱导率 （每100个花药产生的绿苗数,下同）为0.67%。 1979年愈伤组织的平均诱导率达8.81%,分化 出975株绿苗,绿苗诱导率为1.61%。现将试 验结果简要报道如下。     

放线菌素D对小麦花粉胚胎发生的影响

在小麦花药培养初期,用低浓度(10微克/毫升)的放线菌素D处理花药1—2天,可以显著地促进花粉胚胎的发生,花粉诱导物(愈伤组织和胚状体)的产量比对照增加1.13倍。细胞学的观察表明,花粉细胞的发育变慢,较长时间地滞留在单核时期,细胞分裂推迟,但分裂开始后,非配子体途径发育的细胞显著增多。     

小麦不同发育时期花药对离体培养的反应

花药的发育时期是决定花药培养时诱导频 率高低的重要因素。据文献报道,绝大多数植 物只在花药中小抱子处于单核期至二核期时才 对离体培养有反应（即产生愈伤组织）,只有少 数植物能从四分体时期的花药获得花粉胚,如 烟草、毛地黄、油菜、大麦、野生二粒小麦、玉米 等。也有一些作者培养过减数分裂时期的花药, 但只有Gresshoff和Doy在番茄、拟南芥菜及 葡萄[11l有过成功的报道。较晚的花药发育时期 方面,Nitzsche[1a1曾报道从多花黑麦草及苇状 羊茅杂种“将近成熟”的花药获得少量愈伤组 织,Kameya等[123曾从Brassica属的成熟花粉 获得愈伤组织,但没有分化成苗。到目前为止, 还没有一种植物能从上述各个时期的花药产生 花粉胚。     

从玉米花药培养中诱导胚状体的发生

从植物花药离体培养中诱导花粉植株,可以通过两种途径获得。一种是由花粉细胞先形成愈伤组织,再分化成植株。另一种是直接由花粉细胞形成胚状体—花粉胚—发育成植株。后一种途径引起了许多研究者的兴趣。这是因为胚状体成苗速度快,成苗率高。     

多变小冠花(豆科牧草)原生质体和外植体胚状体的形成和植株的再生

EM-5游离大量的多变小冠花实生苗子叶原生质体。Kao的原生质体培养基使子叶原生质体分裂形成细胞团。MSD_4诱导多变小冠花原生质体愈伤组织产生胚状体、苗和植株的分化。MS-1诱导多变小冠花实生苗根、下胚轴和子叶愈伤组织的形成,胚状体、苗和值株的分化。根愈伤组织胚状体形成的频率(60%)高于子叶和下胚轴的(<23%)。组织切片的观察表明多变小冠花原生质体植株的再生通过胚状体形成的途径。     

天仙子(Hyoscyamus niger)花粉的胚胎发生与器官发生

天仙子花粉在附加不同浓度NOA的BN培养基中,形态发生能力不同,低浓度易由花粉直接形成胚状体,高浓度一般先形成愈伤组织,再由愈伤组织分化胚状体或根芽。实验表明,直接起源于花粉的胚状体与经花粉愈伤组织形成的胚状体,其胚胎发生的模式和顺序相同,均由原胚、球形胚、心形胚、鱼雷期胚到子叶期胚,但二者原胚的起源不同。花粉愈伤组织亦可经器官发生途径产生根芽。     

茄子(Solanum melongena L.var.grossum)单倍体植株的诱导及对其后代的观察

成功地通过胚状体及愈伤组织诱导成花粉植株,经染色体加倍已获得较多的纯合二倍体株系;同时研究了激光处理花药对诱导胚状体的影响;初步摸索出通过胚状体成苗能减少混倍现象。经胚状体和愈伤组织诱导的花粉植株未见到发生衰退的现象。     

辣椒花药培养胚状体发生的组织学和细胞学研究

采用荧光显微镜、扫描电镜和透射电镜技术．系统研究了辣椒花药培养胚状体发生的组织学和细胞学变化特征。辣椒单个花药中花粉发育具有强烈的不同步性。随着培养时期的变化．不同时期花粉的百分率也发生变化。处于单核靠边期的小孢子培养以后按两种发育途径之一进行发育。在多数情况下,孢子体不对称分裂,产生典型双核花粉。胚性花粉粒是由营养核的重复分裂形成的。当小孢子从四分体中释放出来．特殊类型的外壁已经形成。在随后的花粉发育过程中．小孢子体积增大,外壁继续加厚。培养24h后,小孢子体积增大。胚性发生的小孢子表现出两种不同的形态变化。当胚状体发育到心形胚时．胚状体的表皮细胞排列规则。用光学和电子显微镜分析了小孢子胚状体形态形成过程．及胚状体诱导后细胞组织发生的一系列结构变化的时序性特征,这些变化主要影响质体、液泡室、细胞壁和细胞核,进一步分化的程序模拟合子胚的发育。     

在三叶橡胶花药培养中体细胞与小孢子的关系

研究了三叶橡胶花药体细胞的愈伤组织化与花粉胚形成的关系。在只能促进花药体细胞增殖的培养基上,小孢子没有进一步发育而空瘪;在抑制体细胞增殖的培养基上,无论是花药体细胞组织或小孢子都未能进一步发育,小孢子逐渐解体,而在能诱导体细胞有一定程度的发育,同时又能诱导小孢子发育的培养基上,约有10—20%的花粉形成多细胞球。它们的发育与体细胞密切有关。还发现,在接种培养基中加入1—2毫克/升a—萘乙酸对体细胞与小孢子发育均有良好效果。对胚状体的细胞学观察表明:这些胚状体是单倍体(2n=18)。此外,花药接种前冷冻预处理(11℃24小时及3—5℃20小时),对小孢子有明显的不利影响。在经冷冻预处理后所得胚状体中,有相当多的二倍性细胞分裂相出现。这些胚状体可能来源于体细胞组织。     

小麦花粉胚的产生及某些诱导因素的影响

1.在小麦花药培养中,花粉直接发育成植株的途径有二:一是由单核花粉经多次分裂后发育成成熟胚,再长成小植株;二是花粉分裂形成“球形胚”,“球形胚”分裂形成愈伤组织,并在原培养基上迅速分化形成小植株。2.基本培养基以 N_6培养基为最好。3.在接种前,花药以相当于2000转/分离心力离心20分钟,对提高花粉直接产生植株的频率有明显作用。4.外源激素对小麦花粉胚的建成是有利的。材料7621的花药接种在附加吲嗓乙酸(1AA)2毫克/升、动力精(KT)6毫克/升和干酪水解物(CH)300毫克/升的培养基上,接种后以7—10℃低温连续培养120小时,诱导频率可达6.20%。     

胡萝卜单倍温敏细胞系ts—59体细胞胚胎发生的细胞学研究

胡萝卜温敏突变细胞系ｔｓ－５９的愈伤组织团块中包含胚性细胞和液泡化薄壁细胞两个细胞类型。前者具典型分生组织细胞特征,分裂活动旺盛;后者具中央大液泡,细胞质周缘分布,其细胞质与细胞壁的解体使愈伤组织团块由大变小。室温下在无２,４－Ｄ的Ｂ５培养基上培养的愈伤组织能分化出各个时期的胚状体,形成小植株。在较高温度（３２℃）下培养,胚状体发育停止在球形期,它的组成细胞液泡化程度高,继续在此温度下培养,液泡膜     

玉米花粉植株的诱导和雄核发育的研究

本文报道了玉米花药培养的主要结果。品种之间诱导频率差异很显著。接种花药时,花粉单核中期诱导频率最高。培养基中加入500毫克/升酪朊水解物,0.5％活性炭,15％蔗糖能显著提高花粉胚状体和愈伤组织的诱导频率。在雄核发育的研究中,观察到有营养细胞发育途径,生殖细胞发育途径,营养细胞和生殖细胞混合发育途径,以及均等分裂发育途径等四种类型,并对这四种途径进行了讨论。     

菊花器官培养的研究 Ⅰ.菊花叶组织培养中的器官发生

本文以菊花(Chrysanthemun morifolium)“绿牡丹”(Lumudan)品种的叶为外植体,经诱导培养一周后,叶片明显增厚,其表皮、栅状组织和海绵组织的细胞都能启动脱分化,并形成具细胞质浓、细胞核大和无叶绿体的胚性细胞,进而形成分生细胞团,不断分裂形成愈伤组织。三周后,在愈伤组织内的某些薄壁细胞再次脱分化,逐步发育成分生组织结节和维管组织结节,同时在愈伤组织的近表层细胞重新出现新的分生细胞团,并进一步发展为不定芽。为了使小苗生根,待苗伸长至2厘米后,约经两周培养,即可从苗的基部切口附近产生出健壮的根系,形成完整植株。