全 文 ：核 农 学 报 , 一 色
月犯 通叮 了亡了一 ” 灿 亡 户 只犷犷亡
利用糊粉层激素敏感性筛选
小麦 一淀粉酶变异体
黄 穗 郑企成
中国农业科学院原子能利用研究所 北京
以 小 麦种子 为试材 , 研 究筛选种子胚乳糊粉层 中 一 淀粉酶调控机制 变 异 休的
方 法 。 应用这种方 法 , 在 花培纯 系内籽粒 间未发现 变异 在休细胞无性 系的籽拉 间
发现 了村激素敏感性改变的变异体 。 表明 了该 筛选方 法 的可行性 。
本 文还时适宜 的试验条件和 筛选指标作 了探讨 。
关越词 胚 乳 一 淀粉酶 生化 变异体
甘 食甲 易 户
小麦离体培养过程中会出现大量变异 ‘ , 但多属染色体和形态特征的研究 。 对种子胚乳
糊粉层 中 一淀粉酶分泌的调控机制变异的研究 , 国外仅对大麦 〔“ 。等 ,
、
小 麦 〔‘ ’
等 , 有过报道 , 国内尚未见报道
。
本试验用遗传 上稳定的纯系和遗传背景复
杂的体细胞无性系为材料 , 探讨筛选 一淀粉酶分泌调控机制变异籽粒的可行性 。 并对 几 个
影响试验结果的因素进行了比较 , 研究合适的筛选方法 。
材 料 和 方 法
取小麦 “ 京花一号 ” 花培纯系单穗 一 一
、 一 一 单株 一 、
一 种子 经““ 丫 射线处理的 “ 农大 ” 无性系 一 和未经辐
照的 一 代种 子 。 处 理 设
、 , 、
, 。 用于分析的培养基成分为 、 卜 唬
拍酸钠 、 淀粉和 琼脂 型 , 经高压灭 菌 后 , 分
别加入经过滤灭菌的 或 混合后分装培养皿 必一 。 种子用 。
消毒 分钟
、
在无菌条件下将种子横切两半 , 取不带胚的胚乳部分 称全胚乳 ,
, 横切面朝下 , 接种于培养基上 , 每皿 粒 , 重复 次 于 ℃条 件 下 培 养 小时
后 , 加入 指示剂 含 和 的 溶液 , 胚乳周围出现白色 、 透明
的搪晕圈 , 测其直径 , 进行统计分析 。
此文于 年 月 旧 收到
太试验得到陈文华 、 朱耀兰等同志的协助 , 谨致谢意
而 核 农 学 报
一 ‘ 一 ‘ , 一
、
泛思
、
为探索适宜的试验条件 , 以 一 、
、 一 ,
、 一 、 一 纯系种子为材料 , 分 别 设 下
列处理 种子用 消毒 分车巾 培养基附加氯霉素 ‘ , 协
培养基换成普通琼脂 将胚乳部分再纵切一次
,
、
取其二半 称半胚乳 ,
接种 比较这些因素对试验结果的影响
。
结 果
一 不同来源籽粒形成的糖晕 大小差异比较
从表 变异系数可看出
, 无论是来源于花培的纯系 , 还 是体 系胞无性系 , 其糖晕 圈 大小
取决于 一淀粉酶分泌量的多少 均有不同程度的差异 , 表明任何来源的籽粒间 合 成
、
分
泌 一淀粉酶的量是有差异的 。
从总体上看 , 纯系材料无论是单穗 内籽粒 变异系数为 , 还是单株间籽粒
,
其变异较小 , 变幅不大 一 , 表明在纯系内籽粒间 一淀粉酶分泌差异较 小 , 若
以形成的糖晕圈直径大小超出对照一半作为筛选指标“ 气 纯系内确无变异存在 。 而 无 性系
的变异系数 较大 , 尤其是径“ “ 。 丫射线辐照的无性系 卜 , 其变异系
数 大大超过纯系材料 , 依 的指标 〔‘ ’, 有 个籽粒的糖晕圈直径小 于 对照
的一半 , 这表明无性系在该性状上确存在变异 用此方法对无性系进行筛选是可行的 。
表 不同来源籽粒的糖二直径比较一 了 一
来 源 材 料 搪晕圈直径 毫米
士
变异系数
肠
花 培 单 一 一 土
一 一 士
平均
花 培 单 株 一 。 士
一 土
平均
无性系单株 一 士
一 土
平均
二 不同处理对璐晕圈形成的形晌
由表 看 出 , 未加激素 处理的籽粒 , 全部不分泌 一淀粉酶 , 施加 激素 , 则
全部分泌 一淀粉酶 , 表明 对胚乳中 一淀粉酶的诱导合成是必须的 在 附 加 处理
时 , 的籽粒不分泌 二淀粉酶 不出现糖晕圈 , 仅 , 中有两粒分泌 一淀 粉酶 图
, 表明 对 一淀粉酶的分泌起抑制作用
。 因此 , 在附加 的培养基上出现不分泌或极
少分泌 一淀粉酶的籽粒 , 或在附加 。 在的培养基上出现分泌 一途粉酶的籽 粒 , 则
妞期 利用糊粉层激素敏感性筛选小麦 一淀粉酶变异体 飞汤
表 不同处理之间璐二宜径趁异比较一
材 料
一
一
一
士立粗童二⋯⋯今亡三二登笠童
。 。 ‘ ’ 。 ’ ‘ 。 “
。 ‘, ”‘ ‘ · ‘ 。 ⋯
” ”· · ”· ·
可分别筛选出来作为对 不敏感粒籽 一 或对 不敏 感籽粒
一 。
应用增山公式 「 气 从材料 一 中筛选出 个对 不敏感和 个对 不 敏 感 的籽
粒 图 。
三 不同试验方法对 一淀粉醉合成及分泌能力的影响
不同胚乳接种方式的差异
表 表明 , 全胚乳接种和半胚乳接种相比 , 形成的糖晕圈大小 及变异 系 数
差异较大
。 来源于同一籽粒的二个半胚乳部分接种后 , 所形成的糖晕圈不一定 对 称 表
, 有些半胚乳几乎不形成搪晕圈 如表 所列的第 籽粒的左侧半胚乳 , 表明种 子 糊粉
表 全胚乳和半胜乳接种的摘 圈比较
一
一 ‘
《诊 材 料
全 胚 乳 半 胚 乳
士 呱 士 肠
一 土 士
表 全胚乳左右两侧形成的旅二分布差异一 一
一
材 料 位 置 籽粒编号
姐 顶 欢
左 侧
一
夕 右 侧
铸
一
核 农 学 报 卷
层在激素诱导下合成 、 分泌 一淀粉酶的能力是不均衡的 图 , 所 以 , 用半胚乳接种容易
造成误差 , 改全胚乳接种可减少试验误差
。
氯霉素对 一淀粉酶分泌的影响
,
表 表明 , 培养基中附加氯霉素时 , 籽粒形成的糖晕圈直径 略有降低 对照
, 变异系数 增加将近一倍 对照 , 表明氯霉素对 一淀粉酶的
分泌有抑制作用 ‘ 」, 因此无需添加氛霉素 。
表 添加级 素处理的糖晕圈差异比较
一
才才 料 对 照 添加氯霉素
士 肠 士 肠一
一 。
幽令①中心
一
一
士
士
峨士
士
士
土
平 均
士 士
·
一
一
一
其它因素对 一淀粉酶分泌的影响
一 种子用 消毒 , 出现界限不清的两层搪晕圈 , 且 透 明 度 低 图 , 而用
消毒产生的糖晕圈界限分明 , 透明度好 效果优于用 消毒
。
同样 , 将 型琼脂换成普通琼脂 , 对分析试验的结果无明显差异 , 表明 琼 脂 对 一淀粉
酶的分泌与扩散无影响 因此 , 可用普通琼脂代替分析琼脂进行试验
。
讨 论
前人研究表明 〔‘ 〕, 赤霉素 对去胚大麦种子糊粉层中 一淀粉酶的合成及分泌有
促进作用 , 相反 , 脱落酸 则能递转 。的效果 , 抑制 一淀粉酶的 合 成 图 。
等 川 曾对小麦作过首次报道
, 本试验也证实了这一点 。
笔者对 的试验方法 作了部分修改 种子用 消毒 , 培养基 中去 除 氛 霉素
以全胚乳接种
。 效果较好 , 尤其是接种方式对试验结果影响较大 , 山于糊粉层细胞活性不均
衡 ,
一
切成半胚乳接种后会造成人为误差 , 采用全胚乳接种可减少这种误差 。
试验表明 , 应用该方法 , 在施 以外源激素和淀粉的固体培养基上对种子胚乳进行培养 ,
利用 指示剂可直观地测定出淀粉分解成糖类的量 , 从而间接测定出 一淀粉酶 的 分 泌量
因此 , 用此方法作为鉴定指标 , 筛选 一淀粉酶合成
、
分泌调控机制变异的籽粒是可 行 的 ,
且有简便
、
直观
、
准确的特点 若对相应的胚部分培养至成熟 , 则可对变异籽粒的后代作遗
传分析 , 可望筛选出 一淀粉酶特性变异个体
。
对变异籽粒筛选界限的选定 , 等以形成的糖晕圈直径 超 出 对 照 的一
半 , 叩 一 范围之外的籽粒作为筛选限 。等 则 以糖晕圈直 径 与 酶 分 泌 量
罄扮今
生仓
乡 亡
一。 , , 一
人 , 户 夕
参 考 文 献
〔 〕曹佘哭 , 昊相红合编 《 值物生理学 》 , 人民教育出版社 , 一 。
。
〔 〕 , , 卜 。 ,
卿 “ ,
· ” · , ‘ 一‘
·
〔 〕 , , 迁笼 一 士
,
一
, ‘习 一
〔 〕 , , , , , ,
, 一
〔 〕周松茂 辐肘诱发水稻主要性状遗传变异研究 , 《 原子能农业应用 》 , , 草。。。 一 。
一
‘ , ‘ 刃 夕夕 , ￡
少 ￡ ‘ 夕 , 矛‘。夕
一
五 ,
了 一 丁
厂
,
一
, 仪一