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Study on Isolated Microspore Culture and Embryo Developmental Pathway in Autotetraploid Broccoli (Brassica oleracea var.italica)

四倍体青花菜小孢子培养及胚胎发育途径研究


以同源四倍体青花菜为试材,进行了游离小孢子培养的胚胎诱导条件及胚胎发育途径的研究。结果表明:基因型是影响四倍体青花菜小孢子胚胎诱导率的重要因子,基因型A36的出胚率最高,达到28.5个 ·蕾-1;热激胁迫(32.5℃)诱导小孢子从配子体发育途径向胚胎发生途径转换,其小孢子胚胎发育途径为典型的单核期小孢子经对称分裂产生胚胎的途径(B途径);4℃低温预处理1d或2d结合32.5℃热激1 d后,对称分裂和多细胞团增加,供试基因型小孢子出胚率显著提高。本研究将有助于游离小孢子胚胎发生机理的研究,以及其他芸薹属小孢子胚胎体系的建立及优化。


全 文 :核 农 学 报摇 圆园员源袁圆愿渊愿冤院员猿缘愿 耀 员猿远源
允燥怎则灶葬造 燥枣 晕怎糟造藻葬则 粤早则蚤糟怎造贼怎则葬造 杂糟蚤藻灶糟藻泽
收稿日期院圆园员猿鄄园怨鄄圆怨摇 接受日期院圆园员源鄄园猿鄄园苑
基金项目院野十二五冶农村领域国家科技计划项目渊圆园员圆月粤阅园圆月园园冤袁江苏省农业科技自主创新资金项目渊悦载渊员员冤员园园远冤
作者简介院曾爱松袁女袁助理研究员袁主要从事蔬菜遗传与生物技术育种研究袁耘鄄皂葬蚤造院贼燥责扎葬泽岳 员圆远援 糟燥皂
华秀红袁女袁助理研究员袁主要从事蔬菜遗传与生物技术育种研究遥 耘鄄皂葬蚤造院员圆猿缘远猿园圆愿岳 择择援 糟燥皂
通讯作者院严继勇袁男袁研究员袁主要从事蔬菜遗传育种与生物技术育种研究遥 耘鄄皂葬蚤造院赠躁赠择则岳 员远猿援 糟燥皂遥
文章编号院员园园园鄄愿缘缘员渊圆园员源冤园愿鄄员猿缘愿鄄园苑
四倍体青花菜小孢子培养及胚胎发育途径研究
曾爱松员袁圆 摇 华秀红员 摇 张云霞员袁圆 摇 宋立晓员 摇 高摇 兵员 摇 严继勇员
渊员 江苏省农业科学院蔬菜研究所袁江苏 南京摇 圆员园园员源曰 圆南京农业大学园艺学院袁江苏 南京摇 圆员园园怨缘冤
摘摇 要院以同源四倍体青花菜为试材袁 进行了游离小孢子培养的胚胎诱导条件及胚胎发育途径的研究遥
结果表明院 基因型是影响四倍体青花菜小孢子胚胎诱导率的重要因子袁基因型 粤猿远 的出胚率最高袁达到
圆愿郾 缘 个窑蕾 原 员曰热激胁迫渊猿圆郾 缘益冤诱导小孢子从配子体发育途径向胚胎发生途径转换袁其小孢子胚胎发
育途径为典型的单核期小孢子经对称分裂产生胚胎的途径渊月 途径冤曰源益低温预处理 员凿 或 圆凿 结合
猿圆郾 缘益热激 员 凿后袁对称分裂和多细胞团增加袁供试基因型小孢子出胚率显著提高遥 本研究将有助于游
离小孢子胚胎发生机理的研究袁以及其他芸薹属小孢子胚胎体系的建立及优化遥
关键词院青花菜曰四倍体曰小孢子培养曰发育途径
阅韵陨院员园郾 员员愿远怨 辕 躁援 蚤泽泽灶援 员园园鄄愿缘缘员郾 圆园员源郾 园愿援 员猿缘愿
摇 摇 青花菜 渊月则葬泽泽蚤糟葬 燥造藻则葬糟藻葬 增葬则援 蚤贼葬造蚤糟葬 冤袁别名绿花
菜尧茎椰菜尧西兰花尧意大利芥蓝袁是十字花科芸薹属甘
蓝种的一个变种袁一二年生草本植物遥 原产于欧洲地
中海沿岸的意大利袁其风味鲜美袁富含多种维生素和矿
物质袁并含有丰富的天然防癌和抗癌物质袁是营养价值
很高的保健蔬菜遥 我国青花菜的品种选育及基础研究
工作起步都较晚袁利用小孢子培养技术可以快速获得
纯合系袁加速新品种的选育和种质资源的开发遥 小孢
子培养技术应用于青花菜最早见于 员怨怨员 年 栽葬噪葬澡葬贼葬
等咱员暂的报道遥 此后袁阅怎蚤躁泽 等咱圆暂和 阅蚤葬泽咱猿暂也相继报道
了小孢子培养技术在青花菜中的成功应用遥 国内科研
人员通过对基因型尧培养环境尧预处理等影响小孢子培
养因素的研究袁二倍体青花菜游离小孢子培养技术体
系也已初步建立咱源 原 缘暂 遥
小孢子在外界胁迫诱导下袁阻断原有的配子体发
育途径转向孢子体发育途径袁从而诱导小孢子胚胎的
形成遥 匀怎等咱远暂研究发现在小孢子胚胎发生过程中主
要存在 粤尧月尧悦 猿 种发育途径遥 在 粤途径中袁第一次分
裂为不对称分裂袁然后通过营养细胞反复分裂渊粤鄄灾冤袁
生殖细胞反复分裂渊粤鄄郧冤袁二者共同反复分裂渊粤鄄灾郧冤
的不同方式形成胚胎曰月 途径为小孢子第一分裂为对
称分裂袁此后小孢子核进行均等反复分裂产生胚胎曰上
述分裂途径中发生核融合袁导致染色体加倍或多倍体
的形成袁即称为 悦 途径遥 在芸薹属作物的小孢子胚胎
发生途径中袁以 月 途径为主遥 对于青花菜小孢子胚胎
发生途径的研究未见报道遥
利用同源四倍体进行单倍体培养袁不仅可拓宽基
因型范围袁而且可以得到特异品质的优良品系咱苑暂 曰利
用同源四倍体减数分裂能形成多样性的配子和小孢子
植株充分表达配子型的遗传特点袁可以获得初级三体
等珍贵遗传材料咱愿暂 曰同时袁利用物种多倍体化后产生
的独特变异构建变异体群袁将有利于研究结构冗余基
因的功能咱怨暂 遥 本研究在前期实验室初步建立的同源
四倍体青花菜游离小孢子培养技术体系的基础上袁对
其小孢子体内配子体发育途径及其培养过程中的胚胎
发生途径进行了观察袁同时对 源益预处理对同源四倍
体青花菜小孢子胚胎发生的影响进行了研究遥 本培养
体系的建立及其胚胎发育途径的揭示袁为青花菜小孢
子培养体系的应用和顽固型基因型胚胎发生的研究提
供细胞学方面的依据袁同时对青花菜的遗传育种和基
础研究工作具有重要意义遥
愿缘猿员
摇 愿 期 四倍体青花菜小孢子培养及胚胎发育途径研究
员摇 材料和方法
员郾 员摇 材料
所用材料为江苏省农业科学院蔬菜研究所甘蓝项
目组对二倍体青花菜材料游离小孢子培养后得到的自
然加倍或对再生植株用秋水仙素人工加倍所获得的同
源四倍体材料遥 材料编号分别为院 粤猿远尧 粤源苑尧 粤源愿尧
粤缘园尧粤缘员尧粤缘圆遥 供试材料均种植于江苏省农业科学院
蔬菜研究所试验基地遥 于 圆园员圆 年 苑 月 圆远 日播种袁愿
月 猿园 日定植于大田袁员圆 月 员园 日各选 远 株定植于大
棚袁常规管理遥 翌年 猿 月 远 日开始取花蕾进行试验遥
员郾 圆摇 小孢子分离与培养
选取单核靠边期花蕾袁用 苑缘豫的酒精消毒 猿园泽袁之
后用 苑豫的次氯酸钠溶液消毒 员缘皂蚤灶袁再用无菌水冲洗
猿 次袁每次 缘皂蚤灶遥 然后将花蕾放入无菌研钵中袁加入适
量 月缘 洗涤培养基袁用研棒轻轻挤压袁使小孢子从花药
中游离到溶液中袁源缘滋皂 孔径的尼龙筛网过滤袁收集滤
液袁员园园 伊 早 离心 猿 次袁每次 猿皂蚤灶遥 用 员 辕 圆晕蕴晕渊 责匀 越
远郾 园冤培养基将小孢子密度调至 员 伊 员园缘 个窑皂蕴 原员袁加入
适量的 粤悦 渊活性炭 冤 分装到无菌玻璃培养皿
渊椎远园皂皂冤中袁每皿分装 猿 皂蕴渊每皿 圆 个花蕾冤遥 用
孕葬则葬枣蚤造皂 封口袁经 猿圆郾 缘益热激培养 员凿后转入 圆缘益暗培
养袁约 圆 周后有胚状体产生袁统计胚状体数量袁并计算
出胚率遥
员郾 猿摇 小孢子发育时期及活力的细胞学观察
采用 阅粤孕陨荧光染色法对小孢子发育时期进行观
察袁阅粤孕陨 染液由南京森贝伽生物科技有限公司购买
渊缘滋早窑皂蕴 原员冤遥 体内小孢子发育时期观察时袁滴 员 滴
阅粤孕陨染液于载玻片上袁用镊子挤碎花药袁然后挑出杂
质袁盖上盖玻片袁采用日本 韵造赠皂责怎泽 月载缘员 荧光显微镜
观察袁并采用 韵造赠皂责怎泽 阅孕苑圆 成像系统拍照遥 游离培养
小孢子发育时期观察时袁取 员 耀 圆 个培养皿小孢子培养
液于离心管 员园园 伊 早 离心 员 次袁取 员 滴沉淀于载玻片
上袁加入 阅粤孕陨 染液后于荧光显微镜下观察遥 每天进
行观察袁直至肉眼可见的胚状体产生遥
小孢子活力观察采用 云阅粤染色法遥 云阅粤渊荧光素
双醋酸酯冤染色液配制及贮藏方法院称取 园郾 园缘早 云阅粤袁
加入 员园皂蕴 丙酮溶解袁配制成 园郾 缘豫 云阅粤染液袁密封后
于 源益冰箱中贮藏备用遥 体内小孢子及游离培养小孢
子活力观察方法同 阅粤孕陨 荧光染色法遥 每处理随机观
察 员园 个视野袁计算小孢子存活率渊存活率 越存活小孢
子数 辕小孢子总数 伊员园园豫 冤遥
员郾 源摇 低温预处理
将选取的花蕾在适当保湿的条件下于 源益冰箱中
进行预处理 员尧圆尧猿凿袁之后将游离的小孢子分装袁经
猿圆郾 缘益高温预处理 员凿袁然后置于 圆缘益下暗培养遥 以
源益预处理 园凿 垣 猿圆郾 缘益预处理 员凿 为对照遥 设 猿 次重
复袁每重复 猿园 个花蕾遥
员郾 缘 摇 数据分析
所得数据采用 杂粤杂软件进行差异显著性分析遥
圆摇 结果与分析
圆郾 员摇 四倍体青花菜小孢子体内配子体发育途径
四倍体青花菜花蕾经 阅粤孕陨 染色后袁采用荧光显
微镜对其小孢子体内配子体发育途径进行观察遥 小孢
子母细胞经减数分裂形成四分体小孢子渊图 员 原 粤冤袁
随后小孢子从四分体释放出来曰早期小孢子的细胞核
位于细胞的中央渊图 员 原 月冤袁随着大液泡的形成袁细胞
核被推向细胞的一侧袁即进行小孢子培养的最佳时
期要单核靠边期渊图 员 原 悦冤遥 此后袁小孢子进行第一次
有丝分裂袁形成 员 个营养核和 员 个生殖核遥 营养核体
积较大袁位于细胞的中央袁但其染色质松散袁经 阅粤孕陨
染色后亮度微弱遥 生殖核体积较小袁紧靠细胞壁一侧袁
其染色质浓缩度大袁染色后较营养核亮度高渊图 员 原
阅冤遥 随着花粉的发育袁生殖核向细胞的中央迁移渊图
员 原 耘冤遥 小孢子的第二次有丝分裂是生殖核分裂形成
两个精子袁此时具有 员 个营养核和 圆 个精核的三核小
孢子即为成熟花粉粒时期渊图 员 原 云冤遥
远 份青花菜材料中袁粤猿远尧粤源苑尧粤缘园尧粤缘员 小孢子发
育同步性非常好袁粤源愿尧粤缘圆 发育同步性差袁单核中期尧
靠边期尧双核期同时存在的比例较大遥 远 份材料处于
单核靠边期时对应的花蕾大小略有差异袁但基本上适
宜小孢子培养的花蕾平均长度为 圆郾 缘 耀 猿郾 缘皂皂遥
圆郾 圆摇 基因型对小孢子胚胎发生的影响
从表 员 可以看出袁各基因型之间出胚率差异明显遥
在 远 份供试基因型中袁源 份获得了胚状体袁诱导率达
远远郾 苑豫 遥 在 源 份出胚材料中袁 粤猿远 出胚率最高袁达
圆愿郾 缘园 个 辕蕾曰最低的为 粤缘员袁出胚率 园郾 圆苑 个 辕蕾袁高出
胚率为低出胚率的 员园缘 倍遥
有活力的小孢子经 云阅粤 染色后在荧光显微镜下
发出绿色荧光袁失去活力的小孢子发出微弱的绿色荧
光遥 培养之前刚游离出来的小孢子活力较强袁一般在
愿园豫左右渊图 圆 原 粤冤遥 但随着培养时间的增加袁小孢
子活力急剧下降袁一般在培养 源凿 后小孢子活力在
员园豫左右渊图 圆 原 月冤遥 圆 份未有胚胎发生的基因型
怨缘猿员
核摇 农摇 学摇 报 圆愿 卷
注院粤援四分体时期曰月援单核早期曰悦援单核靠边期曰阅援双核早期曰耘援双核中期曰云援花粉粒遥
晕燥贼藻院 粤援 栽藻贼则葬凿 泽贼葬早藻曰月援 再燥怎灶早 皂蚤糟则燥泽责燥则藻曰悦援 灾葬糟怎燥造葬贼藻 皂蚤糟则燥泽责燥则藻曰阅援 再燥怎灶早 遭蚤糟藻造造怎造葬则 责燥造造藻灶曰耘援 酝蚤凿 遭蚤糟藻造造怎造葬则 责燥造造藻灶曰云援 酝葬贼怎则藻 贼则蚤糟藻造造怎造葬则 责燥造造藻灶援
图 员摇 四倍体青花菜体内配子体发育途径
云蚤早援 员摇 酝蚤糟则燥泽责燥则藻 早葬皂藻贼燥责澡赠贼蚤糟 凿藻增藻造燥责皂藻灶贼 蚤灶 增蚤增燥
粤缘园 和 粤缘圆 中袁粤缘园 经培养后基本没有细胞分裂袁培养
源 天后小孢子基本全部失去活力遥
表 员摇 同源四倍体青花菜不同基因型
小孢子胚诱导频率
栽葬遭造藻 员摇 云则藻择怎藻灶糟赠 燥枣 皂蚤糟则燥泽责燥则藻鄄 凿藻则蚤增藻凿 藻皂遭则赠燥泽
枣则燥皂 凿蚤枣枣藻则藻灶贼 早藻灶燥贼赠责藻 蚤灶 粤怎贼燥贼藻贼则葬责造燥蚤凿 遭则燥糟糟燥造蚤
基因型
郧藻灶燥贼赠责藻
每皿培养
花蕾数
晕燥援 燥枣 遭怎凿泽 辕
责藻贼则蚤 凿蚤泽澡
小孢子出胚率
云则藻择怎藻灶糟赠 燥枣 皂蚤糟则燥泽责燥则藻鄄凿藻则蚤增藻凿
藻皂遭则赠燥
粤猿远 圆 圆愿郾 缘 依 员郾 猿远 葬
粤源苑 圆 员郾 圆远 依 园郾 圆缘 糟
粤源愿 圆 怨郾 源猿 依 员郾 愿远 遭
粤缘园 圆 园 依 园 凿
粤缘员 圆 园郾 圆苑 依 园郾 员圆 糟
粤缘圆 圆 园 依 园 凿
摇 摇 注院鄢 邓肯氏多重比较测验曰同一列数据后不同小写字母表示差异
达到显著水平渊孕 约 园郾 园缘冤遥 下同遥
晕燥贼藻院 鄢 宰蚤贼澡蚤灶 贼澡藻 糟燥造怎皂灶袁 皂藻葬灶泽 枣燥造造燥憎藻凿 遭赠 贼澡藻 泽葬皂藻 造燥憎藻则 糟葬泽藻
造藻贼贼藻则 葬则藻 灶燥贼 泽蚤早灶蚤枣蚤糟葬灶贼造赠 凿蚤枣枣藻则藻灶贼 葬贼 贼澡藻 园郾 园缘 造藻增藻造 燥枣 责则燥遭葬遭蚤造蚤贼赠 遭赠
阅怎灶糟葬灶爷泽援 栽澡藻 泽葬皂藻 葬泽 枣燥造造燥憎蚤灶早援
圆郾 猿摇 小孢子发育过程的细胞学观察
观察发现袁猿圆郾 缘益热激预培养 员凿 后袁获得胚性小
孢子体积明显膨大袁并发生第一次细胞分裂袁其中大部
分为对称分裂袁即小孢子具有大小尧染色质浓缩度一致
的两个细胞核 渊图 猿 原 粤冤袁少部分为不对称分裂遥
圆缘益培养 猿凿 后袁开始观察到具有四个细胞核的小孢
子曰大部分单核小孢子失去活力袁发生分裂的二核小孢
子有的在二核期后即发育停滞袁有的停留在二核至三
核或二核至四核的发育阶段逐渐死亡袁此阶段的小孢
子形态为圆形尧膨大袁内有一个细胞核或无核袁此特征
与体内配子体的双核期小孢子发生第二次分裂的过渡
阶段相似遥 此后袁两个核继续反复分裂袁形成有小孢子
壁包裹的细胞核不等的多细胞团渊图 猿 原 月冤遥 培养 苑
耀 员园凿 后袁可发现从孢子壁中被释放出来的类胚结构
渊图 猿 原 悦冤袁其再继续发育袁员源 耀 员远凿 时观察到心型胚
渊图 猿 原 阅冤尧子叶型胚渊图 猿 原 耘冤等遥
在小孢子培养过程中不同基因型存在胚胎发育不
同步的现象袁但其胚胎发生主要途径是一致的遥 而且袁
没有胚胎发生的材料 粤缘圆 也能观察到多细胞团的发
育阶段遥
圆郾 源摇 热激与低温预处理组合对小孢子胚胎发生的影

表 圆 试验结果表明袁基因型 粤猿远尧粤缘圆 均为低温
渊源益冤预处理 员凿 显著优于处理 圆凿 的效果曰粤源苑尧粤缘员
处理 员 凿 稍高于 圆凿袁但无显著差异曰基因型 粤源愿 为处
理 圆 凿显著优于 员凿遥 总之袁在 远 份同源四倍体青花菜
供试基因型中袁源益预处理 员尧圆凿 并结合 猿圆郾 缘益预处理
员凿的组合方式大幅度提高了同源四倍体青花菜的出
胚率袁源益预处理 猿凿 并结合 猿圆郾 缘益预处理 员凿 的组合
园远猿员
摇 愿 期 四倍体青花菜小孢子培养及胚胎发育途径研究
注院粤援刚游离出来的新鲜小孢子活力曰月援培养 源凿后小孢子活力遥
晕燥贼藻院 粤援 悦燥灶贼则燥造 皂蚤糟则燥泽责燥则藻泽袁 遭藻枣燥则藻 贼澡藻 泽贼则藻泽泽 贼则藻葬贼皂藻灶贼曰月援 酝蚤糟则燥泽责燥则藻泽 葬枣贼藻则 源 凿葬赠泽 燥枣 糟怎造贼怎则藻援
图 圆摇 四倍体青花菜小孢子培养中的细胞死亡
云蚤早援 圆摇 悦藻造造 凿藻葬贼澡 蚤灶 皂蚤糟则燥泽责燥则藻 糟怎造贼怎则藻泽
注院粤援第一次对称分裂后的二核期曰月援孢子壁包裹的多细胞原胚曰悦援外壁降解后的多细胞原胚曰阅援心型胚曰耘援子叶胚遥
晕燥贼藻院 粤援 栽憎燥鄄糟藻造造 泽贼则怎糟贼怎则藻曰月援 酝怎造贼蚤糟藻造造怎造葬则 责则燥藻皂遭则赠燥 泽贼蚤造造 糟燥灶枣蚤灶藻凿 遭赠 贼澡藻 藻曾蚤灶藻曰阅援 匀藻葬则贼鄄泽澡葬责藻凿 皂蚤糟则燥泽责燥则藻鄄凿藻则蚤增藻凿 藻皂遭则赠燥泽曰耘援 悦燥贼赠造藻凿燥灶 藻皂遭则赠燥泽援
图 猿摇 小孢子体外培养胚胎发生过程
云蚤早援 猿摇 酝蚤糟则燥泽责燥则藻 藻皂遭则赠燥早藻灶蚤糟 凿藻增藻造燥责皂藻灶贼 蚤灶 增蚤贼则燥袁葬枣贼藻则 猿圆郾 缘益 贼则藻葬贼皂藻灶贼
方式反而抑制胚胎发生遥 尤其对难出胚基因型 粤缘圆
来说袁源益预处理 员凿 并结合 猿圆郾 缘益预处理 员凿 的条件
诱导了其小孢子胚状体的发生袁出胚率达到 源郾 远愿 个窑
蕾 原 员袁初步克服了该基因型的顽固性袁这对于难出胚基
因型来说是一个极大的突破遥
摇 摇 经 阅粤孕陨染色荧光显微镜观察发现袁经 源益预处理
员尧圆凿 后袁小孢子的第一次对称分裂频率增加袁相应其
后的多细胞团尧类胚等发育阶段的频率增加袁从而最终
胚胎发生频率增加遥 经 源益预处理 猿凿 后袁小孢子活力
急剧降低袁这可能是导致胚胎发生频率降低的一个主
要因素遥
猿摇 讨论
目前已经在 圆缘园 多个物种上进行了游离小孢子培
养技术袁但只在近 猿园 个种中获得了较为成功的培养方
案咱员园暂 遥 普遍研究表明基因型是影响植物小孢子胚胎
发生的关键因素之一咱员员 原 员猿暂 遥 在本试验 远 个基因型材
员远猿员
核摇 农摇 学摇 报 圆愿 卷
摇 摇 摇 摇 摇 摇 表 圆摇 热激渊猿圆郾 缘益冤和低温渊源益冤预处理组合对低温预处理对出胚率的影响
栽葬遭造藻 圆摇 耘枣枣藻糟贼 燥枣 澡藻葬贼 渊猿圆郾 缘益冤 葬灶凿 糟燥造凿渊源益冤责则藻贼则藻葬贼皂藻灶贼 燥灶 皂蚤糟则燥泽责燥则藻 藻皂遭则赠燥早藻灶藻泽蚤泽 蚤灶 粤怎贼燥贼藻贼则葬责造燥蚤凿 遭则燥糟糟燥造蚤
源益预处理天数
源益 责则藻贼则藻葬贼皂藻灶贼 辕 凿
小孢子出胚率
云则藻择怎藻灶糟赠 燥枣 皂蚤糟则燥泽责燥则藻鄄凿藻则蚤增藻凿 藻皂遭则赠燥
粤猿远 粤源苑 粤源愿 粤缘园 粤缘员 粤缘圆
园渊悦运冤 圆苑援 怨园 依 猿援 远猿 糟 员援 源园 依 园援 远园 遭 怨援 怨园 依 园援 远猿 糟 园 依 园 葬 园援 猿员 依 园援 园愿 葬 园 依 园 糟
员 缘员援 缘 依 圆援 愿猿 葬 猿援 远愿 依 园援 苑圆 葬 员怨援 源猿 依 员援 圆圆 遭 园 依 园 葬 园援 猿圆 依 园援 园怨 葬 源援 远愿 依 园援 员缘 葬
圆 猿愿援 猿 依 员援 圆怨 遭 猿援 园源 依 园援 源缘 葬 圆远援 怨远 依 员援 猿怨 葬 园 依 园 葬 园援 圆源 依 园援 员远 葬 圆援 缘缘 依 园援 园远 遭
猿 员园援 源猿 依 员援 猿远 凿 园援 圆源 依 园援 员愿 糟 源援 愿苑 依 园援 圆源 凿 园 依 园 葬 园援 园猿 依 园援 员远 葬 园援 园苑 依 园援 园怨 糟
料中袁有 源 个形成了小孢子胚袁诱导成功率为 远苑豫 袁基
因型的反应范围差异较大遥 目前袁基因型的差异是限
制小孢子培养在育种中应用的一个关键因素遥 通过对
不同胚胎发生频率基因型胚胎发育途径的观察袁以及
不同预处理及添加剂对胚胎发育途径的调整的研究袁
将对克服或改善较顽抗的基因型的胚胎发生提供理论
依据遥
小孢子正常发育方向是通过不对称核分裂后发育
成花粉咱员源 原 员远暂 袁如本研究中观察到的体内配子体发育途
径遥 外界胁迫被认为是诱导小孢子从配子体发育途径
转向孢子体发育途径的关键因子遥 目前比较常用的胁
迫方式有低温预处理咱员苑 原 员愿暂 尧高温热激预处理咱员怨 原 圆员暂 尧饥
饿预处理咱圆圆暂 尧秋水仙素预处理等咱圆猿暂 遥 在芸薹属植物
中袁猿园 耀 猿缘益热激预处理被作为诱导胚胎发生的一个
先决条件咱圆源暂 遥 本研究中袁同源四倍体的小孢子发育途
径为典型的 月途径遥 猿圆郾 缘益热激预培养 员凿 后小孢子
获得胚性袁对称与不对称分裂均存在袁然而不对称分裂
的小孢子此后的发育被停滞在第二次分裂发生前遥 而
部分对称分裂的小孢子经反复分裂袁分别经历孢子壁
包裹的多细胞团尧类胚结构从孢子壁中被释放等发育
阶段而最终形成胚胎遥 而且试验发现袁没有胚胎发生
的基因型袁其对热激胁迫及体外培养环境也会产生反
应袁只是在孢子体发育的某一阶段发育停止或死亡遥
本文中基因型 粤缘圆 在没有胚胎发生的情况下也能观
察到多细胞团的发育阶段遥 到目前为止袁这是首次较
为详细的对甘蓝类蔬菜的游离小孢子胚胎发生途径进
行观察遥
低温预处理促进胚胎发生的方法袁在大麦咱圆缘 原 圆远暂 尧
小麦咱圆苑暂 尧玉米咱圆愿暂等作物中被普遍应用袁在以上作物
中袁低温预处理被单独使用或与饥饿处理尧麦芽糖处理
等结合使用袁在胚胎诱导方面得到显著的效果遥 然而袁
在芸薹属小孢子培养中对于低温预处理与高温热激结
合使用后的作用却存在争议遥 再怎葬灶 等咱圆怨暂报道袁低温
渊源益冤预处理 员凿或 圆凿促进了青花菜小孢子胚胎的发
生袁而曾爱松等咱圆员暂却发现低温预处理对甘蓝胚胎诱导
无明显促进作用遥 甚至在甘蓝型油菜咱猿园暂 尧芜菁咱猿员暂中
对小孢子胚胎诱导产生了抑制遥 因此袁我们对于低温
预处理对四倍体青花菜的胚胎发生作用进行了研究袁
结果表明低温预处理与高温热激结合能够显著提高四
倍体青花菜供试基因型小孢子的出胚率遥 同时从细胞
学层面对此诱导机理进行了揭示袁在此组合方式下袁小
孢子的第一次对称分裂频率增加袁其后的多细胞团尧类
胚等发育阶段的频率和活力也相继增加袁从而胚胎发
生频率增加遥 此种组合方式可能加强了胚胎发生途径
转换相关基因的表达袁但相关机理需深入的基因表达
分析及验证遥
源摇 结论
小孢子正常发育方向是单核小孢子经历 圆 次不
对称核分裂后发育成三核花粉遥 同源四倍体青花菜单
核靠边期小孢子在体外经 猿圆郾 缘益 热激胁迫 员 凿 后袁小
孢子绝大部分死亡袁培养 源 凿 后小孢子死亡率达到
怨园豫左右遥 获得胚性的小孢子其配子体发育途径转向
孢子体发育途径袁孢子体发育途径以 月 途径为主院第 员
次分裂为对称分裂袁其后 圆 个核进行反复分裂形成多
细胞团袁依次经历球型胚尧心型胚尧鱼雷胚袁直至子叶胚
的形成遥 源益低温预处理使得对称分裂和多细胞团增
加袁继而显著提高小孢子出胚率遥 本研究为同源四倍
体青花菜游离小孢子培养中的可调控性及相关胚胎发
育研究提供理论依据遥
参考文献院
咱 员 暂摇 栽葬噪葬澡葬贼葬 再袁 运藻造造藻则 宰 粤援 匀蚤早澡 枣则藻择怎藻灶糟赠 藻皂遭则赠燥早藻灶藻泽蚤泽 葬灶凿 责造葬灶贼
则藻早藻灶藻则葬贼蚤燥灶 蚤灶 蚤泽燥造葬贼藻凿 皂蚤糟则燥泽责燥则藻 糟怎造贼怎则藻 燥枣 月则葬泽泽蚤糟葬 燥造藻则葬糟藻葬 蕴
咱允暂 援 孕造葬灶贼 杂糟蚤藻灶糟藻袁 员怨怨员袁 苑源渊圆冤院圆猿缘 原 圆源圆
咱 圆 暂摇 阅怎蚤躁泽 允 郧袁 灾燥燥则则蚤责泽 砸 耘袁 灾蚤泽泽藻则 阅 蕴袁 葬灶凿 悦怎泽贼藻则泽 允 月 酝援
酝蚤糟则燥泽责燥则藻 糟怎造贼怎则藻 蚤泽 泽怎糟糟藻泽泽枣怎造 蚤灶 皂燥泽贼 糟则燥责 贼赠责藻泽 燥枣 月则葬泽泽蚤糟葬
燥造藻则葬糟藻葬 蕴咱允暂 援 耘怎责澡赠贼蚤糟葬袁 员怨怨圆袁 远园渊员冤院 源缘 原 缘缘
圆远猿员
摇 愿 期 四倍体青花菜小孢子培养及胚胎发育途径研究
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军援 甘蓝类植物小孢子培养及植株再生研究咱 允暂 援 核农学报袁
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应用咱允暂 援 中国农业科学袁 员怨怨圆袁 圆缘渊员冤院远 原 员猿
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突变体群的研究咱允暂 援 作物学报袁 圆园园缘袁 猿员渊猿冤院猿怨圆 原 猿怨源
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关基因的差异表达分析咱阅暂援 北京院中国农业科学院袁 圆园园怨
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术体系的优化研究咱允暂 援 华北农学报袁 圆园员园袁 圆缘渊增刊冤院源园 原 源源
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培养胚胎发生的因子咱允暂 援 江苏农业学报袁 圆园员园袁 圆远渊远冤院员猿员怨 原
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离小孢子胚胎发生的影响咱 允暂 援 江苏农业学报援 圆园员员袁 圆苑渊猿冤院
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