園藝植物的花藥培養(yǎng)分析

1、園藝植物的花藥培養(yǎng)分析 園藝植物的花藥培養(yǎng)分析 摘要: 目前，利用花藥培養(yǎng)產生單倍體的技術被廣泛的應用在多種植物上。中國的科技人員首次在小麥、玉米、大豆、橡膠、楊樹等植物的花粉再生植株的培育上獲得成功。在20世紀70年代中國科學家陸續(xù)開展了欣賞植物的花藥培養(yǎng)單倍體的研究，也從四季海棠、芍藥等的花粉或花藥獲得單倍體植株或單倍體愈傷組織。 關鍵詞:花藥培養(yǎng);欣賞植物;影響因素 中圖分類號：S688 自1964年從由毛葉曼佗羅的離體花藥中成功誘導出單倍體植株后，很多國家都相繼進行了這個方面的研究，促進了植物花藥單倍體育種技術的開展。將花藥培養(yǎng)成單倍體植株，再經過染色體加倍，能很快得到純合的二倍體，這

2、樣將大大縮短育種年限。 1影響欣賞植物花藥培養(yǎng)的因素 1.1基因型的影響 植株的基因型在花藥離體培養(yǎng)中起著十分重要的作用，不同基因型的植物對培養(yǎng)的反響不同，主要表現(xiàn)在是否能誘導胚狀體的生成，生成量的多少及由胚狀體再生植株的能力的大小，王延玲在研究中發(fā)現(xiàn)仙客來花藥胚狀體的誘導率與供體植株基因型有很大的關系，供體基因型不同，胚狀體誘導率相差很大，高者為48.8%，低的僅為14.7%。但是這種作用也不是一成不變的。Amos和Scholl在擬南芥的兩個栽培種中成功誘導出單倍體愈傷組織，而這兩個種早期曾被認為是不適合誘導植株的這一現(xiàn)象在欣賞植物中還未發(fā)現(xiàn)。 1.2供體植株的年齡和生理狀況 一般來說，取相

3、對年幼植株的開花始期的花藥比開花末期植株上的花藥更適宜。 供體植株的生理狀況對雄核誘導頻率有直接的影響，一般在適宜條件下生長而成的健康植株的花藥培養(yǎng)的胚誘導率和植株再生率高，冬春季較夏秋季適合于花藥培養(yǎng)。供體植株生長環(huán)境中的的溫度、光強也與花藥的反響有著復雜的相互作用。YoshijiNiimi的試驗結果發(fā)現(xiàn)采自溫室成長植株的花藥在誘導愈傷組織時所需的激素水平要高于陸地栽培的植株?；ǘ涞闹课灰矔绊懟ㄋ幍姆错懀琇jiljanaRadojevic等將七葉樹的花序分為上中下三段，下端的花粉繁殖力要高于中間和上端。李范在試驗中發(fā)現(xiàn)采集時間也會影響到花粉的萌發(fā)率，上午采集的錦帶花粉的生活力、花粉萌發(fā)

4、率較高，而下午較低。 1.3花粉的發(fā)育時期 花粉的發(fā)育時期是誘導小孢子分裂的關鍵，處于不同發(fā)育階段的小孢子，其花藥培養(yǎng)效果差異很大。只有發(fā)育到一定時期的花藥，才對外界刺激最敏感，而不同植物的花粉對外界刺激的敏感時期是不同的。適用于花藥培養(yǎng)的花粉發(fā)育的臨界時期在物種之間是不同的。對多數(shù)植物來說，單核中期至單核晚期的花粉都易形成花粉愈傷組織或花粉胚。欣賞植物的花藥培養(yǎng)采用的也多是這一時期的花藥，如：欣賞茄、仙客來、羽衣甘藍、剛果12號桉、中國水仙、百合等。 1.4預處理 培養(yǎng)前對花芽或花藥進行物理或化學處理能夠有效的提高花粉發(fā)育成小植株的誘導率。常見的措施有：溫度處理，包括低溫和高溫處理、離心、乙

5、烯利處理、甘露醇處理和常溫饑餓預處理等。其中低溫處理是目前在欣賞植物上廣為采用的提高花藥誘導率的有效措施，低溫處理時間視使用的溫度而定，一般來說較低的溫度處理時間短，較高的溫度處理時間長。王延玲等在試驗中發(fā)現(xiàn)經過低溫可以提高愈傷組織的誘導率，不經低溫預處理，只有個別品種能夠產生胚狀體，時間過長或過短，都不利于胚狀體的誘導，并認為低溫預處理是仙客來花藥誘導胚狀體不可缺少的環(huán)節(jié)。 但也有一些植物，如茄子的花藥只有經過熱處理才能產生胚狀體。宋明等在實驗中發(fā)現(xiàn)單獨熱激處理的效果稍優(yōu)于單獨低溫預處理，而兩者配合處理并沒有明顯的疊加效果。 1.5根本培養(yǎng)基及附加成分 根本培養(yǎng)基是花藥培養(yǎng)中影響花粉啟動和再

6、分化的重要條件，不僅決定著花藥培養(yǎng)的成功，還決定著雄核發(fā)育的方式。培養(yǎng)基常常因植物種類的不同而異，如：仙客來、萬壽菊培養(yǎng)時使用的是B5培養(yǎng)基，竹子是N6培養(yǎng)基，矮牽牛用的是NitschH培養(yǎng)基，欣賞茄、百合、中國水仙是MS培養(yǎng)基，羽衣甘藍以Keller培養(yǎng)基效果最正確。有研究說明液體培養(yǎng)基能提高小孢子胚發(fā)生率，并認為該結果是因為消除了花藥壁的抑制作用，提供了充分的營養(yǎng)或者消除瓊脂對雄核發(fā)育的抑制作用。但目前在欣賞植物的花藥培養(yǎng)中還是以固體培養(yǎng)為主。 在培養(yǎng)基的各種成分中，激素的水平和配比非常重要，常對誘發(fā)細胞的分裂，生長和分化起決定作用。花粉是發(fā)育成胚狀體還是愈傷組織很大程度上取決于培養(yǎng)基中激

7、素的種類和濃度。在花藥培養(yǎng)中常用的激素有二類：一類為生長素類，另一類為細胞分裂素類。木本植物花藥培養(yǎng)要求在分化培養(yǎng)基中同時具有生長素和細胞分裂素，缺少其中之一對小孢子的脫分化均不利。而草本植物花藥培養(yǎng)對植物生長調節(jié)劑的要求卻無固定規(guī)律。 此外，其它有機成分如水解乳蛋白、精氨酸、谷氨酰胺等對誘導率也有一定程度的影響。欣賞茄在添加1g/L或2g/L的水解乳蛋白的培養(yǎng)基上花藥愈傷組織的誘導率比未添加水解乳蛋白的高30.62%，這說明水解乳蛋白中的多種氨基酸，對花藥愈傷組織的誘導起到了較大的促進作用。相類似的，Keller培養(yǎng)基的有機成份加倍，也可以明顯提高羽衣甘藍胚狀體的誘導效率，甚至能夠提高兩倍以

8、上。 1.6培養(yǎng)條件 離體花藥對光照的反響是不同的，強光有利于培養(yǎng)后期幼苗分化，但會抑制愈傷組織的產生，而弱的散射光既不影響愈傷組織的形成，也有利于以后的幼苗分化。一般認為，花藥培養(yǎng)在誘導愈傷組織和胚胎期間進行暗培養(yǎng)或給以散射光處理比擬好。目前在欣賞植物的花藥培養(yǎng)中常用的是弱光培養(yǎng)，如萬壽菊、欣賞茄。 離體花藥對溫度比擬敏感，無論是低溫處理還是高溫處理，都能使胚狀體和再生植株的數(shù)量大大增加。鄒金美在試驗中采用的就是黑暗條件下33.5高溫培養(yǎng)48h后再轉人25恒溫培養(yǎng)箱中暗培養(yǎng)。ToshikazuNomizu等在獐耳細辛的花藥培養(yǎng)時在35條件下熱激處理4d得到較高的胚誘導率。 花藥接種密度對植物

9、的花藥培養(yǎng)也有一定的影響，研究說明增加花藥在培養(yǎng)基上的接種密度，能提高花藥的胚誘導率?；ㄋ幵诠腆w培養(yǎng)基上的排列方式也影響雄核發(fā)育的反響。欣賞植物在這方面也暫未見報道。 2問題與展望 針對影響花藥培養(yǎng)的因素的相關研究雖然取得了很大進展，但在理論和應用上仍存在許多尚未解決的問題，培養(yǎng)方法還沒有到達普遍的最優(yōu)化，更沒有到達建立起完善、高頻的花培再生體系的程度。而且花藥培養(yǎng)育種的重點，不應僅僅只解決雜交后代別離時間長的問題，還應與抗病育種、綜合育種、遠緣雜交育種、誘變育種、轉基因技術等相結合，進一步拓寬花培育種的應用領域。 3 結語 綜上所述，1964年很多國家開始了進行植物的花藥培養(yǎng),中國科技人員也在20世紀70年代開始了欣賞植物的花藥培養(yǎng)的研究。該文綜述了影響欣賞植物花藥培養(yǎng)的主要因子,如供試植株的基因型、生理狀況、花蕾預處理措施、花粉發(fā)育時期、培養(yǎng)基、培養(yǎng)條件,這些因素對欣賞植物花藥培養(yǎng)的影響;并探討了當前花藥培養(yǎng)存在的問題及其未來的開展方向。 參考文獻 【1】張冰玉,蘇曉華,周祥明,等.林木花藥培養(yǎng)研究進及展望J.植物學通報,2003,20(6):656-663. 【2】李范.不同培養(yǎng)條件