小麦愈伤组织的诱导

小麦愈伤组织诱导与其再生培养体系的建立

前言：小麦属于禾本科植物，麦粒在植物学上称为颖果，在种子学上则称为种子，通常称为小麦。麦粒皮色有红白之分，红皮的叫红麦，白皮的叫白麦。由于品种和受环境影响不同，红皮小麦又有深红色和红褐色；白皮小麦又有白色、乳白色或黄白色之分。

一：目的及意义

我国小麦目前的状况有以下几点：1 我国是农业大国，小麦面积4亿亩、产量9000万吨左右，分别占世界总量的 12%和18%，均居世界第一位。2 我国春小麦主要分布在东北、西北及华北北部。据中国粮油信息中心的数据显示，预计中国 03/04市场年度（7月至次年6月）春小麦播种面积仅为190万公顷，较上年度减少5％，这是多年来中国春小麦种植面积首次低于200万公顷；预计03/04年度春小麦产量为580万吨，较02/03年度下降7.48%。我国的小麦种植面积不断的减小，总产量也在不断减少。由于我国目前存在的状况，农业大国，主产小麦，但小麦的产量的质量都不是很好，种植面积又在减少，本研究主要是提高小麦的产量和质量。

二：综述国内外对小麦的研究状况

2.1 小麦愈伤组织诱导及原生质体的分离与纯化张小红，闵东红，邵景侠（西北农林科技大学，陕西杨凌712100）

试验方法：以普通小麦的幼穗和幼胚为外植体进行了愈伤组织诱导，及由幼胚愈伤组织进行了原生质体分离和纯化试验，研究了幼穗和幼胚外植体及低温预处理等因素对愈伤组织诱导的影响，在原生质体分离中研究了酶浓度和配比、酶解时间及蔗糖浓度等因素对幼胚愈伤组织原生质体游离和纯化的影响。结果表明：小麦幼穗离体培养时，以1.0~1.5 cm长度的幼穗有利于愈伤组织的诱导；小麦幼穗和幼胚外植体采后低温储藏时不易超过3 天，时间太长会影响愈伤组织诱导；2.0%纤维素酶＋0.5%果胶酶+0.6 M甘露醇分离原生质体较好，最佳酶解时间为

4~6 h，原生质体产量和活力较高。

2.2 小麦愈伤组织诱导及其植株再生研究进展王廷璞，陈荃，崔爱明，刘瑞媛，马伟超

（天水师范学院生命科学与化学学院，甘肃天水741001）

试验方法：小麦组织培养体系的建立与完善是应用植物基因工程改良小麦品质的重要基础和保证，综述了近年来小麦愈伤组织诱导及植株再生的研究情况。研究资料表明：小麦组织培养中，不同来源和不同生理状态的小麦外植体（幼胚、幼穗、花药、成熟胚、叶、根等），在愈伤组织诱导和获得再生植株的能力方面均显示了优点和不足。不足之处是在生产过程中，不断受到生物、非生物等因素的胁迫，严重影响其产量及品质。

2.3小麦愈伤组织诱导及其再生能力影响因素的研究贾海燕, 王洪刚 ( 山东

农业大学农学院, 山东泰安 271018)

试验方法：以农艺性状较好的24 份小麦品种( 系) 为材料, 筛选出了愈伤组织诱导率高且植株再生能力强的基因型材料山农995604 和F281- 10, 在此基础上对影响愈伤组织的分化能力以及较长时间保持分化能力的因素进行了研究。结果表明, 在愈伤组织的继代过程中, 保持较高浓度的2, 4- D, 或对愈伤组织进行交替继代培养有利于较长时间保持其再生能力。最佳取材时间在开花后15d 左右,

而对于在开花后25d 取的大龄胚, 若仅挑取盾片组织进行接种, 也可以获得质量较高和再生能力较强的愈伤组织。

2.4 不同质量浓度!，2.4-D对硬粒小麦成熟胚愈伤组织诱导及植株再生的影响谷立坤，张建云，张世敏，贾新成（河南农业大学生物技术与食品科学学院，河南郑州，450002）

试验方法：：以5种硬粒小麦成熟胚为外植体，研究了其在9种不同诱导培养基、2 种不同分化培养基上的出愈率、诱导愈伤组织质量及分化率的差异。结果表明：在小麦愈伤组织的诱导阶段，当2,4-D的质量浓度在2.5~4.0毫克每升时，5 种小麦的愈伤组织均较好；在小麦愈伤组织的分化阶段，2,4-D的质量浓度的变化对不同小麦愈伤组织分化的影响效果不同，但缺乏规律性；小麦的出愈率与愈伤组织质量无明显关系。

2.5 不同小麦基因型愈伤组织诱导和植株再生能力的变异性研究 R·G·希尔斯和E·L·迪克德

试验方法：该项研究考查了39个冬小麦（Triticam aestivum L）基因型组织培养应用

的可能性。组织培养材料是12日龄未成熟种胚。愈伤组织诱发在每升含有1.0mg 2,4-D的改性Mwrashige和skooge培养基上进行, 在每升含有0.5mg2.4-D的同一培养基上进行培养。然后转移到2.4-D含量为0.1毫克每升培养基上诱发茎，在不含2.4-D培养基上形成整株小麦。本研究对小麦不同基因型的愈伤组织诱导、愈伤再生体形成、继代培养以及对分培的反应和再生植株的能力几方面的变异性作了观察。在4次分培(90~125)后，有18种基因型具有再生能力。240天后有五种基因型的培养材料仍保持全能性。420天后ND7532和Roughrider的组织培养物仍具全能性。选系ND7532，愈伤体诱导，愈伤再生体形成百分率、离体培养下的生长速度和具有全能性的愈伤组织的比率, 均高于其他基因型。如果选用适当的基因型材料, 是肯定能够由未成熟种胚组织诱导出来小麦植株的。本研究的结果, 由愈伤组织再生出532 株, 其中510 株结实。看来栽培小麦对组织培养中的反应因材料的基因型而异, 因而适于用做组织培养的好品系是可以鉴选出来的。

三：总结：综上所述，既有成功点也有不足。由于小麦基因型的不同,不同外植体愈伤组织诱导和植株再生能力存在很大的差异，他们之间并不是相互独立的而是相互影响的，上述都是单一的叙述了某一个方面对小麦的产量和质量的影响并且取得了成功，但它们共同作用又将如何？以下主要研究小麦的基因型，激素以及外植体的选择对小麦的产量和质量的影响。

1：实验材料和方法

1. 1 实验材料

小麦品种(系) 的种子鄂恩1 号、鄂麦11 、鄂麦12 、鄂麦14 、鄂55072 、鄂48359 、鄂9425036 、中麦9 号和荆35 等由湖北省农业科学研究院粮食作物研究所提供;矮孟牛和山农1355 由山东农业大学小麦育种研究所提供;甘春18 由甘肃农业大学小麦育种研究所提供;绵阳26 由四川省农业科学研究院作物所提供;稳千一和邯4589 由河北省邯郸农业科学研究所提供. 所有实验材料均采自本校试验地.。

1. 2 实验方法

幼穗取材是在小麦拔节初期,在麦苗基部用手可以摸到2～3 个节时,将幼穗连同叶鞘一起剪下,剥去外层叶鞘,截断,留2 节,长6 cm 左右,上端用密封胶带封口;在无菌条件下,用质量浓度为0. 1 %的升汞消毒约4 min ,无菌水冲洗4～5

次;接着将幼穗剥出,选取长1 cm 左右的幼穗,切成长约1 mm 的小段接种在幼穗诱导培养基上.

幼胚取材是在小麦开花后15 d 左右,当幼嫩的种子呈灰绿色尚被白色茸毛,盾片成半透明状,直径在0. 6～1. 2 mm 之间,幼胚大小占盾片的二分之一左右时剪取,将剪下的麦穗剥出麦粒,在无菌条件下用质量浓度为0. 1 %的升汞消毒约

4min ,无菌水冲洗4～5 次;将幼胚盾片剥出,盾片向上接种在幼胚培养基上. 成熟胚接种方法同幼穗,但消毒时间为8～10 min.

接种好的材料直接放置在24 ℃的条件下暗

培养25～40 d 后统计诱导结果;然后将愈伤组织转入分化培养基,在每d 16 h 光照、24 ℃的条件下培养30～35 d 后统计分化结果.

幼穗诱导培养基为L72V 培养基,添加2 ,42D0. 5～6 mg/ L ,或Picloram 2～6 mg/ L. 幼胚和成熟胚诱导培养基为MSS AA/ 2 培养基,添加2 ,4-D 0. 5～6 mg/ L ,或Picloram 2～6 mg/ L. 幼穗、幼胚分化培养基均为R 培养基,添加2 ,42D 0. 01mg/ L ,KT 3 mg/ L.

L7-V 培养基为改良的L3 培养基(减去维生素,硝酸铵质量浓度为2. 5 g/ L ,硝酸钾质量浓度为15 g/ L) . MSS AA/ 2 培养基为改良的MS 培养基(维生素含量减半,不加甘氨酸,另加Glu 750mg/ L , Pro 150 mg/ L , Asp 100 mg/ L) .

各种实验数据的统计方法:诱导率= 诱导出愈伤组织的块数/ 接种的外植体数×100 %;植株再生率= 分化出绿苗的愈伤组织的块数/ 接种的外植体数×

100 %;成苗率= 分化出的绿苗数/ 接种的外植体数×100 %.

影响小麦因素

2：实验结果

表1 激素的调节作用比较(ρ为激素的质量浓度, r1 为诱导率)

表2 不同基因型的小麦幼穗愈伤组织诱导和植株再生统计结果

表3 不同小麦外植体愈伤组织诱导和植株再生的比较

材料名称

接种数 %/1r %/2r %/3r 鄂恩1 号

鄂麦11

鄂麦12

鄂麦14

鄂55072

鄂48359

鄂9425036

中麦9 号

荆35 材料名称 激素 1/-?L mg ρ

%/%/%/321r r r 鄂恩1 号 Picloram 2.4-D

2

4

6

2

4

6

3：参考文献

1：胡尚连 尹静 植物细胞工程 西南交通大学出版社 2011.1.1

2：王万军,王文芳,曹建军,等.小麦叶片愈伤组织及其再生植株的诱导。西北植物学报,1998,18(3):401-405.

3：贾海燕，王洪刚; 小麦愈伤组织诱导及其再生能力影响因素的研究，山东农业大学学报（自然科学版）2003,34（1）:9-14. 材料 外植体类型

%/1r %/2r %/3r 鄂恩1 号 鄂麦11 鄂55072

幼穗

幼胚

成熟胚

幼穗

幼胚

成熟胚

幼穗

幼胚

成熟胚