全 文 ：植物生理学通讯 第 5 3卷 第 1期 , 19卯 年 2 月
节节麦远缘杂种胚的组织培养 (简报 ) `
李锁平 袁俊水, (河南大学生物系 ,开封~ ` )贺德先 李洪连 (河南农业大学农学系 ,郑州
~
)
r 比此 C ul 翻” ℃ of H y b ir d E . lb 叮o s of D如翻nI t E ly b ir 山盛由 o n in Z衬公um介肠绍亡彻立
u s份巧飞 , YU AN I阶 ulS (及铆时馏心 of B如肠妙 , 月知川 ` 厄如妙 , 为必矛堵 47 5加 l)
HE 压芜朋 , u H田呀 il an (及拼的秘瓜 of A尹爪脚叮 , 价了山彻伦汕如创 汇乃该尼几勿 , 刀吻瞬彻“ 4又” 犯 )
提要 利 用活体一离体胚培养和胚愈伤组织诱
导 、再生植株技术有效地克服 了节节麦远缘杂种胚
的致育 ,高效产生了节节麦与硬拉小麦 一簇毛麦双倍
体 、 六倍体小黑麦 、 小麦 、 大麦间的杂种植株 ,从而为
节节走种质利用提供 了技术方法 。
关健词 节节麦 胚培养 远缘杂交
节节麦是小麦 D 组染色体的供体 , 它的
大部分品系对小麦锈病 、 白粉病等众多麦类
作物病害之一有抗性 〔` 〕 ,并具高度抗寒性及
优良的品质性状 z[] , 从而受到学者重视 。 据
前人研究 ,节节麦与小麦 、 大麦 、 黑麦等物种
杂交很难成功 : 以节节麦作文本 , 杂交结实率
很低 ;而反交时杂种胚严重败育 , 直接胚培养
成苗率很低 2[ 一 5〕。 鉴于节节麦与麦类作物杂
交的重要意义和胚直接培养成苗率很低的情
况 ,我们对节节麦与硬粒小麦一簇毛麦双倍
体 、 六倍体小黑麦 、 小麦 、大麦等杂种胚进行
活体一离体胚培养和胚愈伤组织诱导及再生 ,
克服杂种胚的败育 ,取得的结果报道如下 。
材料与方法
所用节节麦 ( 乃众ic um at 公e从i )为陕西节
节麦和伊朗节节麦 ;硬粒小麦 ( T . d山秘爪 ) 一簇
毛麦 (物恻以 “ 。汉如。 )双倍体 (简称硬簇麦 )
为南京农业大学细胞遗传研究所创造的材
料 ;小麦 ( T . 二 t i仙n )为豫麦 9 号和冀麦 41
号 ;六倍体小黑麦 ( Z汽忿众`酝 )为哈师一2 ;大麦
(石肠兀距抓 从心口祀 )为 861 -2 肠 和 86 5 3视 。 在
授粉 12 一 16 d , 把节节麦为母本的杂种胚放
在授粉 18 一 20 d 的小麦或大麦胚乳上 , 置于
不含激素的 MS 或 C y af 斤培养基上进行活体 -
离体胚培养 6[] ; 同时 , 把部分杂 种 胚 放 于
MS
+ Z mg
·
L
一 1 2
,
4
一
D 培养基上诱导愈伤组
织 ,继代培养基为 MS + 0
.
5 一 l mg
·
L
一 ’ 2 , 4 -
D
,分化培养基为无激素 MS , 蔗糖含量为 30
g
·
L
一 ` 。 杂种植株的根尖用卡诺固定液 固定 ,
以改良苯酚品红染色 , 常规压 片法染色体计
数 。
结果与讨论
1 节节麦与小麦和大麦等远缘杂种的胚培养
以节节麦作母本 , 小麦 、 硬簇麦 、 六倍体
小黑麦 、大麦作父本杂交 ,杂交结实率分别为
7 2
.呢% 、 62 . 62 % 、 74 . 2 1% 和 35 . 53 % ;授粉
12 一 16 d 解剖杂种时发现有些种子无胚 , 成
胚率分别 为 47 . 14 % 、 53 . 02 % 、 14 . 28 % 和
12
.
50 %
。 由于大麦 和节节麦亲缘关系较远 ,
故结实率和成胚率均较低 。 授粉 12 一 16 d
对杂种胚进行活体 一离体胚培养 。 为便于 比
较 ,我们把本文结果与前人运用常规培养的
结果汇总于表 1 。 前人进行 的有关节节麦 、
小麦等远缘杂种的胚培养 ,是直接把切去带
冠毛端的杂交种子 z[, 3〕或剥 离的杂种胚 [’. 幻
放在 越2] 、此, ] 、 sM [’, ,〕等基本培养基上 , 由于
收稿 1卯 7一 1幻 l 修定 1卯 8刁-6 29
l 国家自然科学荃金和河南省科委基础研究项 目。
2 现在开封市蕊菜研究所工作 (盯印m ) 。
DOI : 10. 13592 /j . cnki . ppj . 1999. 01. 004
植物生理学通讯 第 35 卷 第 l 期 , 1创刃 年 2 月
杂交种子不具胚乳 ,胚发育较差 , 因而培养成
功率较低 , 平均成苗率仅 4 . 10 % ;本 文所用
的活体一离体胚培技术 , 由于杂种幼胚利用 了
大麦 、小麦胚乳的天然营养和发育必需 的激
素并得到了为其提供的更为接近正常体内的
生理环境 ,促进 了幼胚生长分化 ,从而提高了
成苗率 , 4 个远缘杂种 的胚平均成 苗率达
52
.
18 %
。 和前人运用 常规胚培养平均成功
率仅为 4 . 10 % 相 比 , 两者经 : 测验具极显著
差异 。
表2 节节麦(母本)杂种胚愈伤组织诱导及植株再生
40兜
父本
小麦
小黑麦
硬簇麦
大麦
合计
(平均 )
接种胚数 出愈胚数
18 ( 56
.
25 )
7 ( 1的 . X() )
4 (26
.
67 )
3 ( 23
.璐 )
分化胚数 再生植株数
23 3 ( 7
.
28 )
47 ( 6
.
7 1)
2 1 ( 1
.
11 6 ( 8
.
327巧1
67 3 2 (47
.
76 ) 9 ( 23
.
43 ) 4 17 ( 6
.
2 )
表 1 节节麦(母本)杂种胚培养的成苗情况
父本 胚培数 成苗数 文献
,山份J41ù内,气à
.o)侧10蝴78)阅。刘52)10
飞à2,`53 4662
为印or6%2575219以川38小麦
硬簇麦
六倍体小黑麦
大麦
合计 (平均 )
小麦
小麦
小麦
四倍体小麦
六倍体小黑麦
二倍体小麦
合计 (平均 )
1 1 ( 55
25 ( 4 1
8 (80
3 ( 5()
47 ( 48
3 ( 12
2 1 ( 2
.
24 ( 10
节节麦与小麦 、 硬簇麦 、六倍体小黑麦杂
种胚培养和胚愈伤组织再生的植株幼苗分萦
力旺盛 ,根尖染色体计数具双亲配子染色体
数目之和 (2n = 28 ) ,与理论值相符 ;节节麦 x
大麦杂种胚培养植株苗期致死 ( 2n = 14 ) , 与
理论值相符 ;而大部分杂种胚再生植株幼苗
生长旺盛 ( 2n = 2 ) ,表明杂种胚在愈伤组织诱
导 、分化过程中其染色数目已经加倍 。 有关
机理有待进一步研究 。 除节节麦 x 小麦杂种
呈中间形外 ,胚再生植株穗形均偏向父本 ,都
具节节麦颖壳坚硬 、 包裹较紧 ,穗轴易断等性
状 ,表 明为真杂种 。 总之 ,据本文和前人研究
结果 , 以节节麦为母本与麦类作物杂交均有
较好的亲和性 ,但必须克服杂种胚败育才能
有效产生杂种植株 。 本文为克服节节麦远缘
杂种胚的败育提供了可供参考的技术途径 。
括弧内为相对数 (% ) 。 下表同此 。 参考文献
2 节节麦杂种胚愈伤组织诱导及植株再生
我们把部分杂种胚接种于含有 2 , 4一 D 的
M S 培养基上诱导愈伤组织 。 结果表明 ,这些
远缘杂种胚具有相似的植株再生过程 。 接种
后约 1周产生 愈伤组织 , 其中具盾片 和发育
完全的心形胚所产生 的愈伤组织生长较快 ,
部分在 巧 一 20 d 左右产生绿斑 , 形成具分化
能力的愈伤组织 , 它们经继代 、 分化 , 再生 出
杂种植株 。 4 个节节麦杂交组合共接种杂种
胚 67 个 ,其中产生的 9 块愈伤组织具分化能
力 , 共再生 4 17 株 ,平均每个接种胚产生杂种
苗 6 . 2 株 (表 2) 。
I A功卿 l s R , 域州山 FS . M画浏西二 of ch 皿飞洲” 川 鱿钾川 , 加
丘田 1词 d hw 曰时 for het i lr 甲研~ n t of br 。日 诵曰吐
.
A叫 J
月劝 ` 丹” 沼 , 1夕男】, 17 : 25 3 一 2 5 6
2 张 炎 ,吴郁文 ,张翠兰 .克服节节麦与普通小麦杂交不
亲 和性 的研究 .作物学报 , 198 2 , 8 (2) : 137 一 140
3 双志福 , 王振富 , 降彩霞等 . 节节麦与小麦 、黑麦或小黑
麦的杂种幼胚的离体培养 . 遗传学报 , 19琳 , 1 1 ( 6) : 46 1 -
菊 5
4 GI U 璐 . R钊即 WJ . 肠献 罗叱6 c 饥浏血口 云田 I A叼认尹
月卿“如加 L ot hxe 叩 I咖 诵。时 . 0印 翻 , 19 87 .幻 : 胡 5 -
4 50
5 G il l 璐 . D 记.洲阵 , l l ab 献 i二 . 日 het Pm du ict . J 讨iab e
A电山卿 月互
~
x ”公奴姗 阮刚奴叨 h尹耐ds 妙 曰尚叮。
司加比 . 月知甘 免 Z` 名, 1兜 1 ,乃 : 18 1 ~ 18’7
6 Kn诩 A . nA 认 `自总 / 谊阳 曰由叮。 。目坦比 1吮阮i甲ge . 月肠. 心·
如 , l卯4 ,竹 : 2 19 · 2 24