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Somatic Embryogenesis from Immature Embryos of Larix kaempferi

日本落叶松体细胞胚胎发生的研究


日本落叶松日永10、日永69和日草34三个优株,将其未成熟种子和成熟种子的胚及成熟种子萌发的胚根、胚轴和绿色愈伤组织5种外植体进行体细胞胚胎发生的试验,其中只有未成熟胚诱导出胚性愈伤组织,筛选出1)胚性愈伤组织诱导培养基:S培养基+6-BA 0.5mg·L-1 +KT 0.5mg·L-1 +2 ,4-D 1.0mg·L-1 ;2 )胚性愈伤组织保持与增殖培养基:S培养基+6-BA 0.25mg·L-1 +KT 0.25mg·L-1 +2 ,4-D 0.1mg·L-1 ;3)成熟体细胞胚诱导培养基:S培养基+ABA 15mg·L-1 +PEG4000 100g·L-1。以上3种培养基均需附加蔗糖30g·L-1 ,谷氨酰胺450mg·L-1 ,水解酪蛋白500mg·L-1 ,凝胶(Sigma# ) 3g·L-1 ,pH5.8。4 )体细胞胚萌发培养基:S培养基,不加任何激素,附加蔗糖2 5g·L-1 ,凝胶(Sigma# ) 3g·L-1 ,pH5.8。

Embryogenic cultures were initiated from immature zygotic embryos of Larix kaempferi on S culture medium containing 6-BA 0.5 mg·L-1 , KT 0.5 mg·L-1 and 2,4-D 1.0 mg·L-1 .Embryogenic callus were subcultured and multiplicated on S culture medium containing dropping off each hormone concentration, 6-BA 0.25 mg·L -1 , KT 0.25 mg·L-1 and 2,4-D 0.1 mg·L-1 .We set up 3 steady-going embryogenic cell lines, such as ‘riyong10‘,‘riyong 69‘,‘ricao 34‘.Somatic embryos obtained on S culture medium with ABA 15 mg·L -1 and PEG4000 100 g ·L-1 . These three culture media were added glutamine 450 mg·L-1 , casein hydrolysate 500 mg·L -1 , sucrose 30 g·L-1 and gellan gum 3 g·L-1 (Sigma ),pH5.8.Mature somatic embryos can germinate and develop further into plantlets when they are isolated and cultured on a hormone-free S culture medium adding sucrose 25 g·L-1 and gellan gum 3 g·L-1 (Sigma# ),pH5.8.


全 文 :第 wt卷 第 u期
u s s x年 v 月
林 业 科 学
≥≤Œ∞‘׌„ ≥Œ∂ „∞ ≥Œ‘Œ≤„∞
∂²¯1wt o‘²1u
¤µqou s s x
日本落叶松体细胞胚胎发生的研究
吕守芳 张守攻 齐力旺 孙晓梅 王建华
k中国林业科学研究院林业研究所 北京 tsss|tl
摘 要 } 日本落叶松日永 ts !日永 y|和日草 vw三个优株 o将其未成熟种子和成熟种子的胚及成熟种子萌发的胚
根 !胚轴和绿色愈伤组织 x种外植体进行体细胞胚胎发生的试验 o其中只有未成熟胚诱导出胚性愈伤组织 o筛选出
tl胚性愈伤组织诱导培养基 }≥培养基 n yp…„ s1x °ª#pt n Ž× s1x °ª#pt n u owp⁄t1s °ª#pt ~ul胚性愈伤组织保
持与增殖培养基 }≥培养基 n yp…„ s1ux °ª#pt n Ž× s1ux °ª#pt n u owp⁄s1t °ª#pt ~vl成熟体细胞胚诱导培养基 }
≥培养基 n „…„ tx °ª#pt n °∞Šwssstss ª#pt ∀以上 v种培养基均需附加蔗糖 vs ª#pt o谷氨酰胺 wxs °ª#pt o水解
酪蛋白 xss °ª#pt o凝胶k≥¬ª°¤f lv ª#pt o³‹x1{ ∀wl体细胞胚萌发培养基 }≥培养基 o不加任何激素 o附加蔗糖 ux ª
#pt o凝胶k≥¬ª°¤f lv ª#pt o³‹x1{ ∀
关键词 } 日本落叶松 ~体细胞胚胎发生 ~培养基 ~胚性愈伤组织 ~成熟体细胞胚
中图分类号 }≥zt{1wy ~≥zuu1vn z ~±|wv1t 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kussxlsu p ssw{ p sx
收稿日期 }ussv p tu p sx ∀
基金项目 }国家高技术研究发展计划k{yvl项目kusst„„uwwsutl ∀
Σοµατιχ Ε µ βρψογενεσισφροµ Ιµ µατυρε Εµ βρψοσ οφ Λαριξ καεµπφερι
| ≥«²∏©¤±ª «¤±ª≥«²∏ª²±ª ±¬¬º¤±ª ≥∏± ÷¬¤²°¨ ¬ • ¤±ª¬¤±«∏¤
k Ρεσεαρχη Ινστιτυτε οφ Φορεστρψo ΧΑΦ Βειϕινγ tsss|tl
Αβστραχτ} ∞°¥µ¼²ª¨ ±¬¦¦∏¯·∏µ¨¶ º¨ µ¨ ¬±¬·¬¤·¨§©µ²° ¬°°¤·∏µ¨ ½¼ª²·¬¦ °¨¥µ¼²¶²© Λαριξ καεµπφερι ²± ≥ ¦∏¯·∏µ¨ °¨ §¬∏°
¦²±·¤¬±¬±ªyp…„ s1x °ª#pt oŽ× s1x °ª#pt ¤±§u owp⁄t1s °ª#pt1∞°¥µ¼²ª¨ ±¬¦¦¤¯ ∏¯¶º¨ µ¨ ¶∏¥¦∏¯·∏µ¨§¤±§°∏¯·¬³¯¬¦¤·¨§
²± ≥ ¦∏¯·∏µ¨ °¨ §¬∏° ¦²±·¤¬±¬±ª§µ²³³¬±ª²©© ¤¨¦««²µ°²±¨ ¦²±¦¨±·µ¤·¬²±oyp…„ s1ux °ª#pt oŽ× s1ux °ª#pt ¤±§u owp⁄
s1t °ª#pt1 • ¨¶¨·∏³v ¶·¨¤§¼2ª²¬±ª °¨¥µ¼²ª¨ ±¬¦¦¨¯¯ ¬¯±¨ ¶o¶∏¦«¤¶−µ¬¼²±ªts. o−µ¬¼²±ªy|. o−µ¬¦¤²vw. q≥²°¤·¬¦ °¨¥µ¼²¶
²¥·¤¬±¨ §²± ≥ ¦∏¯·∏µ¨ °¨ §¬∏° º¬·«„…„ tx °ª#pt ¤±§°∞Šwsss tss ª#pt1 ׫¨¶¨ ·«µ¨¨¦∏¯·∏µ¨ °¨ §¬¤ º¨ µ¨ ¤§§¨§ª¯∏·¤°¬±¨
wxs °ª#pt o¦¤¶¨¬± «¼§µ²¯¼¶¤·¨ xss °ª#pt o¶∏¦µ²¶¨ vs ª#pt ¤±§ª¨¯¯¤± ª∏° v ª#ptk≥¬ª°¤f l o³‹x1{1 ¤·∏µ¨ ¶²°¤·¬¦
°¨¥µ¼²¶¦¤± ª¨µ°¬±¤·¨ ¤±§§¨√¨ ²¯³©∏µ·«¨µ¬±·²³¯¤±·¯¨·¶º«¨ ±·«¨¼¤µ¨¬¶²¯¤·¨§¤±§¦∏¯·∏µ¨§²±¤«²µ°²±¨ 2©µ¨¨≥ ¦∏¯·∏µ¨ °¨ §¬∏°
¤§§¬±ª¶∏¦µ²¶¨ ux ª#pt ¤±§ª¨¯¯¤± ª∏° v ª#ptk≥¬ª°¤f l o³‹x1{1
Κεψ ωορδσ} Λαριξ καεµπφερι ~¶²°¤·¬¦ °¨¥µ¼²ª¨ ±¨ ¶¬¶~¦∏¯·∏µ¨ °¨ §¬∏°~ °¨¥µ¼²ª¨ ±¬¦¦¤¯ ∏¯¶~°¤·∏µ¨ ¶²°¤·¬¦ °¨¥µ¼²¶
日本落叶松kΛαριξ καεµπφεριl是我国东北南部及亚热带高海拔山区优良的造林树种 o生长快 !产量高 !材
质好 !用途广 o可供建筑 !造纸等用材 ∀在东北地区已成为重要用材造林树种 o全国已有 tw个省 !市k区l引种
造林 o总面积已达 vs万 «°u ∀日本落叶松通过体细胞胚胎发生可以开展以下研究 }tl大规模生产体胚苗 ~
ul进行原生质体研究 ~vl进行超低温保存研究 ~wl进行基因转化研究 ~xl进行人工种子研究 ∀进而使现代
生物技术得以应用到日本落叶松的遗传改良和繁殖工作中 o培育出速生 !丰产 !优质 !抗逆的日本落叶松新种
质 ∀目前欧洲落叶松 k Λαριξ δεχιδυαl k≤«¤¯∏³¤ot||tl !欧日 k日欧l杂种落叶松 k Λαριξ ≅ λεπτοευροπαεαl
kŽ¯¬°¤¶½¨ º¶®¤ot|{|l !西部落叶松k Λαριξ οχχιδενταλισlk׫²°³¶²± ετ αλqot||ul !华北落叶松k Λαριξ πρινχιπισ2
ρυππρεχητιιl k齐力旺等 ousss ~usswl 的体细胞胚胎发生均有报道 o日本落叶松体细胞胚胎发生的研究报道很
少 ∀本文通过研究其体细胞胚胎发生的过程及调控机制 o建立较为稳定的日本落叶松体细胞胚胎发生系统 ∀
t 材料与方法
1 .1 材料
日本落叶松未成熟种子和成熟种子都采自辽宁省清源县大孤家林场日本落叶松国家级种子园 o选用 x
株优树 o其中包含日永 ts !日永 y|和日草 vw三个优株 o未成熟种子于 ussu年 y月 ts !us !ux日及 z月 y !tx
日 x次分批采集 o每株树每次采 us ∗ vs个球果 o剥开球果取种 ~成熟种子则于 |月上旬采集 ∀
1 .2 外植体
t qu qt 未成熟胚 日本落叶松未成熟种子先后用 zs h酒精消毒 t °¬±与 s1t h升汞溶液消毒 y °¬±o无菌水
冲洗 x次 o由于种子小 o在超净台中用 u种方法剥取种胚 }tl从侧部划开种壳 o取出种仁 o划破内种皮 o挑开
胚乳 o将嫩胚接种于培养基上 ~ul纵裂种子取出种胚 o切口向下同胚乳一起接种于培养基上 ∀
另外一种方式是不用升汞溶液消毒 o取未成熟种子用自来水冲洗 o将种子移到无菌培养皿中 ozx h的酒
精喷洒消毒 us ∗ vs °¬±o用小镊子剥开种壳取出白色种粒放入另一无菌培养皿中 o解剖刀划开种粒取出种
胚 o移入培养基中 ∀若种胚过小 o可于胚乳一同接入培养基中 ∀每皿中接种 tx ∗ us个 o重复 v次kv个皿l ouu
∗ ux ε 下暗培养 ∀
t qu qu 成熟胚 日本落叶松成熟种子可用上述方法取出成熟胚 o接入培养基中诱导 ∀
t qu qv 胚根 !胚轴和愈伤组织 取成熟种子用清水浸泡 uw «o自来水冲洗 o将种子移到无菌培养皿中 ozx h
的酒精喷洒消毒 vs °¬±o用小镊子剥开种壳取出白色种粒 o移入培养基中萌芽 o取胚根和胚轴作为外植体进
行诱导 ~另外 o让萌芽的小苗继续生长继代 o无根小苗基部产生许多绿色愈伤组织 o用作外植体诱导胚性愈伤
组织 ∀
1 .3 培养基和培养条件
t qv qt 胚性愈伤组织诱导培养基 胚性愈伤组织诱导培养基为 ≥培养基k表 tl n yp…„ s1x °ª#pt n Ž× s1x
°ª#pt n u owp⁄o其中 u owp⁄质量浓度分别为 s1x ot1s ot1x ou1s ou1x °ª#pt ∀整个培养基要加入蔗糖 vs ª#
pt o谷氨酰胺 wxs °ª#pt o水解酪蛋白 xss °ª#pt o凝胶k≥¬ª°¤f lv ª#pt o³‹x1{ ∀
t qv qu 胚性愈伤组织保持与增殖培养基 胚性愈伤组织保持与增殖培养基为 ≥培养基 n yp…„ s1ux °ª#pt
n Ž× s1ux °ª#pt n u owp⁄o其中 u owp⁄质量浓度分别为 s1t os1u os1v °ª#pt ∀整个培养基要加入蔗糖 vs ª#
pt o谷氨酰胺 wxs °ª#pt o水解酪蛋白 xss °ª#pt o凝胶k≥¬ª°¤f lv ª#pt o³‹x1{ ∀继代转接时 o挑取最新分
化的愈伤组织 ous §左右继代一次 ouu ∗ ux ε 下暗培养 ∀
t qv qv 体细胞胚成熟培养基 体细胞胚成熟培养基为 ≥培养基 n „…„ n °∞Šwsss tss ª#pt o其中 o„…„质量
浓度分别为 ts otu1x otx otz1x ous °ª#pt ~另外要加入蔗糖 vs ª#pt o谷氨酰胺 wxs °ª#pt o水解酪蛋白 xss
°ª#pt o凝胶k≥¬ª°¤f lv ª#pt o³‹x1{ ∀
t qv qw 体细胞胚萌发培养基 体细胞胚萌发培养基为 ≥培养基 o不加任何激素 o附加蔗糖 ux ª#pt o凝胶
k≥¬ª°¤f lv ª#pt o³‹x1{ ∀
在胚性愈伤组织诱导至体细胞胚成熟等各个阶段 o分别记载胚性愈伤组织与体细胞胚发生数量 o在显微
镜和解剖镜下镜检 o观察胚性愈伤组织 !体细胞胚的形态 ∀接种的胚性愈伤组织质量为 Γs € Γu p Γt ∀式
中 }Γt 为有培养基的培养皿全重 oΓu 为接入胚性愈伤组织后的培养皿全重 ∀ Γt 和 Γu 可以在试验室内天平
上称量 o此称量方法不会造成污染 ∀
表 1 日本落叶松体细胞胚胎发生的 Σ培养基配方
Ταβ . 1 Σ µεδιυµ οφ σοµατιχ εµ βρψογενεσισιν Λ . καεµπφερι °ª#pt
Ž‘’v ≤¤≤¯ u#u‹u ’ ±≥’w#z‹u ’ ŽŒ ƒ ≥¨’w#z‹u ’ ‘‹w‘’v ª≥’w#z‹u ’ ±≥’w#u‹u ’
u vvz xuz {1v s1wtx tz1| vzx uzu |1wx
Ž‹u°’w ‹v…’ ‘¤u ²’w#u‹u ’ ≤∏≥’w#x‹u ’ ≤²≤¯ ‘¤u∞⁄ׄ#‹u ’ Œ±²¶¬·²¯ ∂¬·¤°¬± …t
t{x tv1t s1tux s1stu x s1stu x us1y t sss s1x
u 结果与分析
2 .1 胚性愈伤组织的诱导
日本落叶松 x种外植体k未成熟胚 !成熟胚 !胚根 !胚轴 !绿色愈伤组织l中只有未成熟体胚诱导出胚性愈
伤组织k图版 ´ p tl o其在后期的成熟体胚诱导中获得了能萌发的成熟体胚k图版 ´ p |l ~胚性愈伤组织形态
|w 第 u期 吕守芳等 }日本落叶松体细胞胚胎发生的研究
为白色略黄 !透明丝状 !晶亮有粘性 o在显微镜下观察可见其细胞核大 !细胞质浓厚 o其中一些不均等分裂成
胚细胞和胚柄细胞 o进一步发育成体胚k图版 ´ p x oy oz o{l ~而非胚性愈伤组织为浅黄白色 !结构稍松 !质地
软 !颗粒状 o不能形成早期原胚 ∀胚根 !胚轴和绿色愈伤组织都诱导出类似胚性愈伤组织的培养物 o但没有保
持下来 ~成熟胚没有诱导出胚性愈伤组织的类似物 ∀
未成熟胚采集的时间严重地影响着胚性愈伤组织的诱导 o只有在 y月下旬kus日l至 z月上旬ky日l采
集的 v批未成熟胚获得了胚性愈伤组织 o其母株为日永 ts !日永 y|和日草 vw ∀
胚性愈伤组织诱导培养基中 o以 u owp⁄为 t1s和 t1x °ª#pt的诱导效果好 o其诱导频率分别为 tx1x h和
ts1w h ∀
图 t 胚性愈伤组织生长状况
ƒ¬ªqt ׫¨ ¦∏µ√¨ ²© °¨¥µ¼²ª¨ ±¬¦·¬¶¶∏¨ ³µ²¯¬©¨µ¤·¬²±
2 .2 胚性愈伤组织的保持与增殖
胚性愈伤组织增殖培养 t !u次后 o愈伤组织不断增殖 o胚柄包着
胚性团形成胚性细胞系 o培养物中有一系列大小的胚性团 o保持适宜
的条件 o分散的多胚能不断地无序分裂 o细胞系得以正常继代 o其胚
性能够持续保持而不会丧失k图版 ´ p ul ∀获得稳定细胞系 v个 o为
日永 ts !日永 y|和日草 vw ∀胚性愈伤组织增殖培养基中 ou owp⁄为
s1t os1u os1v °ª#pt的 v个处理 o增殖效果都很好 o但在后期成熟体
胚诱导中 os1t °ª#pt u owp⁄的增殖培养基中保持的胚性愈伤组织
诱导成熟体胚的效果较好 o诱导频率较高 o质量较好 o其他 u个处理
不能诱导出成熟体胚 o即使诱导出来 o也是畸形胚 ∀胚性愈伤组织接
入 s1t °ª#pt u owp⁄增殖培养基后 o其生长量是随着日期的变化而变化k图 tl ∀
表 2 3 种胚性愈伤组织培养 20 δ 后的增殖状况
Ταβ . 2 Προλιφερατιον οφ τηρεε κινδσ οφ εµ βρψογενιχ τισσυε αφτερ 20 δαψσ
胚性愈伤组织
∞°¥µ¼²ª¨ ±¬¦·¬¶¶∏¨
重复
• ³¨¨ ¤·
接种量
• ¬¨ª«·²©
≥∏¥¦∏¯·∏µ¨Πª
收获量
Šµ²¶¶º ¬¨ª«·²©
³µ²¯¬©¨µ¤·¬²±Πª
增殖量
‘¨·º ¬¨ª«·²©
°µ²¯¬©¨µ¤·¬²±Πª
增殖率
•¤·¨ ²©
³µ²¯¬©¨µ¤·¬²±Πh
日草 vw
•¬¦¤²vw
t v1tv ts1xt z1v{ uvx1{
u v1vw z1z{ w1ww tvu1|
v v1xw z1xx w1st ttv1v
w u1z{ w1zx t1|z zs1|
平均 „√ µ¨q v1us z1yx w1wx tv|1t
日永 y|
•¬¼²±ªy|
t v1ys {1z{ x1t{ twv1|
u u1{y z1y| w1{v ty{1|
v u1tt x1yy v1xx ty{1u
w u1vz y1|u w1xx t|u1s
平均 „√ µ¨q u1zw z1uy w1xv tyx1u
日永 ts
•¬¼²±ªts
t v1zu y1w{ u1zy zw1u
u v1|{ z1tt v1tv z{1y
v u1w{ y1u| v1{t txv1y
w v1xs y1{| v1v| |y1|
平均 „√ µ¨q v1wu y1y| v1uz |x1z
接种胚性愈伤组织 v1tu ªk平均值l ow §为一间隔 os ∗ uw §为一周期 o其生长量分别增殖到 v1yu ow1uz o
x1tz ox1{z oz1u oz1uu ªk平均值l ~生长曲线显示胚性愈伤组织逐渐增殖 o在 us §左右获得较大的增殖量 ous ∗
uw §期间增殖缓慢 ∀另外 o胚性愈伤组织培养 us §左右后 o开始老化 o少新鲜感 o变硬 o颗粒状 ∀因此 o以 us §
为转接时期比较适宜 o既能保持胚性愈伤组织的新鲜和活力 o又能获得较大的增殖量 ∀
v种胚性愈伤组织日草 vw !日永 y|和日永 ts在 s1t °ª#pt u owp⁄增殖培养基上增殖状况见表 u ∀胚性
愈伤组织日永 y|增殖最快k平均值l o增殖量为 w1xv ªo增殖率为 tyx1u h ~日草 vw次之 o增殖量为 w1wx ªo增
殖率为 tv|1t h ~日永 ts增殖最慢 o增殖量为 v1uz ªo增殖率为 |x1z h ∀
sx 林 业 科 学 wt卷
2 .3 体细胞胚胎成熟诱导
待胚性愈伤组织大量增殖后 o将其接入体细胞胚成熟培养基中 o„…„ 分别为 ts otu1x otx otz1x ous °ª#
pt的 x个处理中 o以 tx °ª#pt „…„的处理效果较好 o诱导频率较高 o体细胞胚质量较好k图版 ´ p vl ∀在
大量的成熟体胚诱导处理中 o首先获得成熟体胚的处理见表 v ∀
表 3 不同愈伤组织 !2 ,4−∆质量浓度和 ΑΒΑ质量浓度综合处理获得体胚的状况 ≠
Ταβ . 3 Νυµ βερ οφ σοµατιχ εµ βρψοσφροµ τρεατµεντσ οφ διφφερεντ τισσυε ,
χονχεντρατιον οφ 2 ,4−∆ ανδ ΑΒΑ
胚性愈伤组织
∞°¥µ¼²ª¨ ±¬¦·¬¶¶∏¨
u owp⁄质量浓度
≤²±¦¨±·µ¤·¬²± ²©
u owp⁄Πk°ª#ptl
„…„质量浓度
≤²±¦¨±·µ¤·¬²± ²©
„…„Πk°ª#ptl
成熟体胚数
‘∏°¥¨µ²©
¶²°¤·¬¦ °¨¥µ¼²¶
日永 y| •¬¼²±ªy| s1t tx tus1t tz1x v
日永 ts •¬¼²±ªts s1t tx ws1u us x 3
日草 vw •¬¦¤²vw s1t tx y
≠ u owp⁄浓度是指增殖培养基中的处理 ~„…„ 浓度是指体胚成熟培养基中的处理 ∀ u ow2⁄ ¬±
°¨¥µ¼²ª¨ ±¬¦¦¤¯ ∏¯¶ °∏¯·¬³¯¬¦¤·¨§ ° §¨¬∏° ~ „…„ ¬± ¶²°¤·¬¦ °¨¥µ¼²¶ °¤·∏µ¨ ° §¨¬∏° q 3 }畸形胚 „¥±²µ°¤¯ ¶²°¤·¬¦
°¨¥µ¼²¶q
表 4 3 种胚性愈伤组织在 011 µ γ#Λ− 1 2 ,4−∆增殖 !15 µ γ#Λ− 1 ΑΒΑ诱导下
获得成熟体胚状况
Ταβ . 4 Νυµ βερ οφ σοµατιχ εµ βρψοσφροµ τρεατµεντσ οφ τηρεε κινδσ οφ
εµ βρψογενιχ τισσυε ον τηεινδυχτιον µεδιυµσ
胚性愈伤组织
∞°¥µ¼²ª¨ ±¬¦·¬¶¶∏¨
重复
• ³¨¨ ¤·
接种量
• ¬¨ª«·²©
¶∏¥¦∏¯·∏µ¨Πª
成熟体胚数
‘∏°¥¨µ²©
¶²°¤·¬¦ °¨¥µ¼²¶
诱导率
•¤·¨ ²©¬±§∏¦¨§¶²°¤·¬¦
°¨¥µ¼²Πk °¨¥µ¼²#ªptl
日草 vw
•¬¦¤²vw
t v1sw | u1|y
u u1{u tt v1|s
v u1{w x t1zy
平均 „√ µ¨q u1|s {1v u1{z
日永 y|
•¬¼²±ªy|
t u1wt t{ z1wz
u t1z| vw t|
v u1{y tx x1uw
平均 „√ µ¨q u1vx uu1v ts1xz
日永 ts
•¬¼²±ªts
t u1y| y u1uv
u v1y| { u1tz
v v1uv | u1z|
平均 „√ µ¨q v1us z1z u1ws
从表 v可定性地分
析出 os1t °ª#pt u owp⁄
的增殖培养基中保持的
胚性愈伤组织容易诱导
出体细胞胚 ~s1u °ª#
pt u owp⁄的增殖培养
基中只有日永 ts 产生
x个畸形胚 ~s1v °ª#pt
u owp⁄的增殖培养基中
没有形成成熟体胚 ∀另
外 otx °ª#pt „…„的体
胚成熟培养基诱导体胚
效果好 o日永 y| !日永
ts和日草 vw三种胚性
愈伤组织均获得成熟体
胚 ∀
在确定 s1t °ª#pt
u owp⁄的增殖培养基和
tx °ª#pt „…„ 的体胚
成熟培养基后 o定量研
究了 v种胚性愈伤组织
形成体细胞胚的状况
k表 wl ∀胚性愈伤组织
日永 y| 获得成熟体胚
数 最 多 o诱 导 率 为
ts1xz个#ªptk平均值l ~
日草 vw次之 o诱导率为
u1{z个#ªpt ~日永 ts相
近 o诱导率为 u1w 个 #
ªpt ∀
成熟体胚的外型在胚性细胞系间和细胞系内都不一样 o正常成熟体胚的外型概念还没有明确 o成熟体胚
相似于合子胚的地方在于都有一条根 !一个胚轴和几片子叶 o合子胚有 x ∗ y片子叶 o而体胚的子叶数变化不
定 o体胚的胚轴一般比合子胚的长 o这些差异主要取决于细胞系 o特别取决于 „…„的处理 ∀
2 .4 成熟体胚的萌发
将成熟体细胞胚轻轻挑出 o转至无激素的体细胞胚发育培养基中 o置光强 t sss ∗ t yss ¬¯下培养 otx ∗
us §后 o体细胞胚萌发 o呈绿色 o下胚轴伸长 o白色胚根向下延伸 o红色根尖正常分化 o部分产生 u ∗ v条侧根 ~
ux ∗ vs §再转接一次 oys §后 o完整小植株形成 o待小苗生长健壮后 o体胚苗移入玻璃广口瓶中k图版 ´ p wl o
培养基质为沙子 !蛭石和堆肥按体积比 tΒtΒt配制 o需消毒 o用 s1t h营养液k‘Β°ΒŽ摩尔比为 tΒtΒtl湿润 o
置于光照 xs Λ∞#°pu¶pt !温度 uw ε 条件下 ∀培养 t个月后 o将温度降为 us ε o瓶盖打开 t¦°以便通气 o随后
渐渐移开瓶盖 ot个星期后 o完全将瓶口打开 o将驯化的体胚苗盆栽后移入温室 ∀
tx 第 u期 吕守芳等 }日本落叶松体细胞胚胎发生的研究
v 讨论
外植体的选择对日本落叶松体细胞胚胎发生有着重要意义 o它决定着体细胞胚胎发生的可行性 o如本试
验和其他相关试验表明落叶松只有未成熟胚作为外植体才能使体细胞胚胎发生成功 ∀但未成熟胚的采集受
时期限制 o作为外植体很不方便 o且其体胚苗需要无性系选择 ∀如果作为营养器官的外植体k如成年树芽中
的嫩梢l其体细胞胚胎发生成功 o则其体胚苗与母株的性状一致可不需无性系选择直接用于造林 ∀因此 o对
营养器官外植体的探索不断地进行着 ∀ …²±ª¤kt||utl ~t||yl从 vs年生的成年树芽中取出嫩梢进行诱导 o形成
的粘性培养物外型上与胚性培养物相似 o然而 o这些粘性培养物没有进一步发育成胚 ∀在本试验中 o尝试了
x种外植体诱导胚性愈伤组织 o只有未成熟胚获得成功 o成熟胚表现最差 o形成的愈伤组织明显地非胚性化 ~
胚根 !胚轴和绿色愈伤组织诱导出的愈伤组织中 o有一些形似胚性愈伤组织 o但不能保持和增殖延续 ∀
日本落叶松体细胞胚胎发生过程可分成 w个阶段 o每一阶段培养基中的激素类型和浓度配比的组合复
杂 o工作量大 ∀根据体细胞胚胎发生的自身规律 o其在胚性愈伤组织诱导和增殖中 o以 u owp⁄为主要激素类
型 o在体胚成熟培养中 o以 „…„为主要激素类型 o故而 o采取固定其他激素的类型和浓度 o重点筛选 u owp⁄和
„…„的浓度 ∀同时 o在胚性愈伤组织增殖中 o对不同处理获得的大量胚性愈伤组织分别进行体胚成熟诱导 o
根据其体胚诱导数量和质量来取舍增殖培养基 o而不是单纯以愈伤组织的增殖量来取舍 o这样可简化工作
量 o提高研究工作效率 o获得较好的效果 ∀
日本落叶松体细胞胚胎发生过程有许多偶然性 o其间胚性愈伤组织诱导和成熟体胚诱导试验的重复性
较差 o同一培养皿中同一细胞系不同愈伤块之间体胚诱导数量差别很大 o存在同步化问题 o可能是胚性愈伤
组织在培养过程中内在理化性质有所变化 o在长期培养过程中失去了体胚发生能力k°¬·¨¯ ετ αλqot||ul ∀在
整个体细胞胚胎发生过程中 o只有胚性愈伤组织保持与增殖试验比较稳定 ∀造成试验偶然性的可能原因是
材料的基因型不同 o而用于诱导的培养基成分和条件却一致 ~另外 o对于同一愈伤组织 o可能是愈伤组织与培
养皿中培养基和培养条件没有吻合好 ∀
日本落叶松的体细胞脱分化后再分化为胚性细胞是受细胞内外多种因子所调控 o而这些因子作用的实
质是调节特定基因的表达 ∀特定胚胎发生相关基因在已脱分化的细胞中表达是体细胞胚胎发生的重要环
节 o也是体细胞胚发生机理的关键 ∀构建胚性细胞的胚性发育相关基因的 ¦⁄‘„扣除文库是揭示这一机理
的基础工作k≤¤¬µ±¨ ¼ ετ αλqot|||l o这方面分子机理的研究正在进行 ∀
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参 考 文 献
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齐力旺 o韩一凡 o韩素英 o等 qussw q麦芽糖 !‘„„及 „…„对华北落叶松体细胞胚成熟及生根的影响 q林业科学 owsktl }xu p xz
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