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第 5卷 第 3期
1 9 7 8 年 9 月
遗 传 学 报
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研 究 简 报 !
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普通小麦与球茎大麦杂交诱导单倍体的研究”
E X P E R IM E N T S T U D IE S O N T H E I N D U C T I O N O F M O N O P L O ID
B Y T H E C R O S S B E T W E E N T R I刀rC U M A E S T I V U M
A N D HD R D E 以M B U L B O S UM
宋 仁 敬 张 庆 勤 邹 升 银
(贵 州 农 学 院 ) (兴义地区农业局 )
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利用球茎大麦诱导单倍体植株的技术 , 首先
是在与栽培大麦的杂交中发现的 , 诱导的机制是
特异的 。 据 K as h a 和 J e e s e n ` , , . , 等人的 研究 认
为 , 球茎大麦与母本株授粉后 , 在形成胚胎的早
期 ,球茎大麦的染色体在合子中逐渐消失 (或被排
除 ) ,仅余母本的染色体 , 这样的幼胚经离体培养
发育成的植株即为单倍体植株。 以后有人将球茎
大麦诱导单倍体的这一效应应用在与普通小麦的
杂交中 ,也得到了相同的效果〔” 。
本试验研究的主要目的是研究如何提高普通
小麦与球茎大麦属间杂交诱导单倍体的效率。 试
验的内容包括普通小麦 x 球茎大麦的可孕性 , 幼
胚培养条件及幼胚发育分化的观察分析。 试验结
果初步证实诱导杂交的可孕性是存在的 , 观察到
培养中幼胚发育分化的多样性 , 这种多样性分化
决定于幼胚形态建成的状况和培 养基 的组成成
分。 通过诱导培养获得了单倍体幼苗。
材 料 和 方 法
材料 父本— 苏联球 茎大麦 ( H。沁 “ 。b 。 ,石。 , u 。 )【” , 母本— 普通小麦 ( T “ ` c u o a ,。 . ) 25 个杂交组合 F.的植株 。
杂交 采用常规的有性杂交法 , 为促进受
精过程的进行 ,采用大最花粉重复两次授粉 ,并于
授粉后的三天内用 75 P 川 的赤霉酸 ( G A ) 。 . 5 毫
升每日一次滴于每朵小花上 。
培并签 幼胚培养基采用两组 , 人工合成
培养基 (定为 A 组 ) , 马铃薯培养基 (定为 B组 ) 。
人工合成培养基成分 (单位毫克 /升 ) : M召5 0 二
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2 5 ; 铁盐 ( 7 . , 克 N a : 一 E D T A 和
5
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7 5克 F e s o 二 7 H , o 溶于 l 升水中 )每升培养基
取此液 5 毫升 , 获酸 1 . 25 , 盐酸毗哆素 。 . 25 , 盐
酸硫胺素 。 . 25 , 泛酸钙 。 . 25 , 苹果酸 10 0 ,谷氨酞
胺 斗0 , 丙胺酸 40 , 酩氨酸 1。 , 苯丙氨酸 10 , 半
眯氨酸 20 , 色胺酸 1 0 , 白氨酸 2 0 , 蔗搪 9 0 , 0 0 0 ,
琼脂 9 , 0 0 0 , p H 为 4 . 9 0
马铃薯培养基 : 用新鲜马铃薯 25 克切碎 , 加
蒸馏水 10 。 毫升 ,煮沸 30 分钟 , 过簿 。 雄液加葡
萄塘 2 0 , 0 0 0 毫克 /升 , 琼脂 7 , 0 0 0 毫克 /升 , p H
为 5 . 4 , 不加任何附加成份 。
上述两组培养基分别加入试管中 , 经高压灭
菌 ( 1 5 磅 /厘米 , ) 1 5 分钟 。
本文于 19 7 8 年 3 月 15 日收到 。
l) 中国科学院遗传研究所胡启他同志给本试脸提
供资料和在技术上予以指导 , 贵阳中医学院病理
组唐国杰同志协助显微制片。
3 期 宋仁敬等 : 普通小麦与球茎大麦杂交诱导单倍体的研究 2 5 3
幼胚的接种与培并 授粉后的第 ” 天从
母本穗上取下具幼胚的颖果 , 将颖果柱头的一端
切除 1 /3 , 按常规无菌操作进行颗果的灭菌与接
种。 本试验还试用 1 : 5 0 。 的新洁尔灭溶液代替漂
白粉和升汞作接种材料的消毒剂 , 对人体无毒且
效果良好 。 颖果培养在 2 一 25 ℃ 的散射光下 ,开
始萌动后 ,每天给予 9一 12 小时的补充光照 。
结 果
(一 ) , 通小班 x 球茎大班杂交的可孕性
在供试的 25 个杂交组合 F` 植株上共授粉
2 5 7 4朵小花 , 获得未成熟的种子 7` 粒 ,结实率平
均为 2 . , % (授粉后 13 天接种幼胚时的统计 )。
大最花粉重复两次授粉结合滴放赤霉酸对于
促进受精过程表现出良好的效果 , 比普通一次授
粉的结实率提高一倍以上 (表 1 ) 。
裹 1 不同搜粉法对拍实率的形晌 , ’
一次授粉
大 t 花粉重复两次授粉并滴放 G A
1
.
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L 。 _ 。 l,
.
. 一 ,及粉小花数结 买数
1 ) 授粉后 13 夭的统计 。
试验结果 ,总结实率较低 ,但从对一些影响因
素的分析来看 , 杂交结实率有提高的可能性 : 第
一 ,据国外研究认为 ,作父本的材料以加拿大球茎
大麦的诱导效果为好 ;第二 , 本试验杂交授粉时由
于球茎大麦抽穗开花迟于普通小麦 , 迫使在母本
分集穗上的小花杂交 ,影响到受精结实率的提高 ;
第三 , 杂交时正遇高温干早 ,给抱子母细胞的减数
分裂及受精后胚胎的建成都带来不利的影响。
(二 ) 幼诬的培并与分化
培养中的幼胚表现出多种悄况的分化 , 了解
和掌握这些分化的规律 , 对于全苗的诱导是有愈
义的 。
1
. 离体培养幼胚的形态学变化 (表 2 )
斑 2 离体培养幼皿的形态学变化 ’ 》
培 培养 不同类型的%养 颖果基 数 愈伤 类 芽 有芽 全苗 胚萌动 无分化
组织 无根
人
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。
5
l ) 接种培养 朽 天的统计 。
( l) 幼胚发生愈伤组织 : 种胚培养 20 天左
右萌动 , 30 天后在萌动处长出乳白色半透明的 t
伤组织 , 结构不紧密 , 长至 3 毫米左右停止生长 ,
把它们转入 M s 培养墓 (附加叫噪乙酸 。 . , 龙克产
升 , 激动素 0 . 5 奄克 /升 ) 中继代培养 ,未见进一
步分化 。 这种情况多发生在 B 组培养羞中。
( 2 ) 类芽分化 : 分化的芽不典型 , 浅雄色卜
有的无色半透明 ,长至 5一 6奄米便衰亡。 此典分
化在两组培养基中都有发生 。
( 3 ) 有芽无根 (或有很弱的根 ) : 这类分化
有完全的芽 ,根的分化和生长受到培养鑫的抑们少
此类分化主要发生在 A 组培养基中。
(的 全苗 : 苗的分化很完全 ,其单倍休苗的
一般特征 , 对根尖分生组织细胞进行醋酸洋红压
片检查 ,染色体数为 2 1 , 证明为单倍体苗。 此类
分化主要发生在 B 组培养基中。
( , ) 胚萌动 : 培养中种胚只萌动 ,不进一步
分化 ,在两组培养基中都有发生 。
( ` ) 完全无分化 : 在两组培养 基 中所占比
例都在 70 % 以上。
2
. 种胚的细胞胚胎学观察 为了解培养中
幼胚形态建成的状况 , 对培养中未分化的和处于
萌动状态的种胚作了显微制片观察 , 其结果分述
如下 :
未萌动的种胚有三种情况 :
( l) 没有胚的结构 。 推测这类 颖果 中的旺
和胚乳的建成进行得很慢 , 当胚生长到球形以后
就败育了。
( 2 ) 在胚的部位仅有似盾片薄壁组织的结
构 。 估计这类胚的发育停止在很早的阶段 , 然后
继续分化 , 导致胚的全部分生组织向盾片薄毯组
织类型过渡 。
( 3 ) 具有典型的幼胚。 盾片生长较快 ,胚芽
和胚根还未最后建成。 培养中最易早衰死亡 。 创 .
造适合这类胚进一步分化发育的条件 , 是幼胚离
休培养的关键 。
巳萌动但未长成幼苗的胚的状况有两种 :
( l) 已具完全的胚形结构 , 也许是诱导 条
件未能充分满足其要求而停止进一步生长。
( 2 ) 有胚的结构 , 但发育分化的方向是胚芽
发生了愈伤组织 ,阻止了苗的形成。
3
. 培养基对幼胚培养分化的形响 供试的
两组培养基对幼胚的诱导效果 , . 组优于 ^ 组 ,特
别表现在全苗的诱导 , B 组为 7 . 1% , A 组为 。 。 A
组虽也能诱导成苗 , 但对根的发育表现出明显的
2 5 4 遗 学 , 卷
抑制作用 。 试验中用普通小麦本品种授粉产生的
幼胚 , 在相同条件下分别接种于两组培养基中培
养 ,以测试它们的效应 , 结果表明 , B 组培养基中
诱导的苗完全正常。 A 组培养基中诱导的苗 , 根
的生长同样受到明显的抑制作用。 目前对 人组培
养荃的这种负作用的原因还不清楚。 至于 B 组培
养基 , 还属简单的自然培养基 , 尚不理想 ,故有必
要试验筛选高效能的培养基。
参 考 文 献
小麦育种学。 第 16 8一 1 69 页 , 科学出版社 , 功76
年 。
耿以礼 : 19 研。 中国主要植物图说 。 第 4 卜一4 1
页 , 科学出版社。
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