全 文 ：Vol. 30 , No. 9
pp. 855 - 860 　Sept. , 2004
作 　物 　学 　报
ACTA AGRONOMICA SINICA
第 30 卷 第 9 期
2004 年 9 月 　855～860 页
小麦( Triticum aestivum L1)品种的组培特性和转基因受体选择
吉前华1 　任正隆2 , 3
(1 广东肇庆学院生物系 , 广东肇庆 526061 ;2 四川农业大学植物遗传和育种省级重点实验室 , 四川雅安 625014)
摘 　要 　本研究分析了西南地区地方品种资源的几个组培特性的变异及优良转基因受体小麦品系选育的可能性。研究
指出 ,小麦幼穗的脱分化能力和愈伤组织再分化能力具有基因型间的广泛变异 ,农家品种和育成品种中的变异趋势一
致。在不同的品种中 ,半愈期和成愈率分别分布在 6～28 d 以上和 15185 %～100 % ,半愈期呈现了连续的分布 ,并在 12 d
和 21 d 处形成两个分布高峰。94181 %的品种 (系)的愈伤组织能形成根 ,成根愈率存在基因型间的广泛变异 ,分布在 0～
74129 %之间。绝大多数品种 (系) 的成根愈率分布在 10 %左右 ,但个别品系如 R1395 的成根愈率达 70 %以上。仅有
26167 %的供试品种 (系)的愈伤组织能成芽 ,而且成芽愈率很低。但有的品种 (系) ,如西藏地方品种多花白的成芽愈率
达 20 %以上 ,是宝贵的基因资源。半愈期和成愈率显示了高度的相关性 ,相关系数为 - 017229 3 3 。半愈期、成根愈率、
成芽愈率之间没有检测到显著的相关性 ,指出它们可能受不同的遗传基础控制。使用组织培养中脱分化能力和再生能
力均较好的资源多花白 (西藏地方品种)和 R1395(育成品系)为杂交亲本 ,发现其 F5 株系中 ,半愈期、成愈率、成根愈率和
成芽愈率等性状的变异趋势和地方品种及育成品种一致 ,但具有优良组织培养特性的株系的频率显著较高 ,组织培养特
性和农艺性状存在一定的正相关。文中讨论了小麦转基因受体的选育策略问题。
关键词 　组织培养 ;转基因植物 ;小麦育种 ;资源
中图分类号 : S512
Tissue Culture Response and Selection of Transgenic Receptors in Wheat( Triticum
aestivum L1) Cultivars
J I Qiang2Hua1 ,REN Zheng2Long2 , 3
(1 Department of Biology , Zhaoqing College , Zhaoqing 526000 , Guangdong , 2 State Key Laboratory for Plant Genetics and Breeding , Sichuan Agricultural Universi2
ty , Ya’an 625014 , Sichuan , China)
Abstract 　In the study on transferring alien genes into wheat using a transgenic system , the receptor plant is very important
for its capability in callus induction and plant regeneration1 The present study was conducted to find the good germplasm in
wheat breeding for transgenic receptors which should exhibit excellence in tissue culture response and good agronomic cha2
racteristics1 75 local genotypes , 83 modern genotypes and 127 F5 families of Duohuabai/ R1395 in wheat were analyzed for
the days of callusing at 50 % (DCH) , the rate of callusing in 4 weeks (RCW) in callus induction ; and rate of calli of root
formation (in % , RCRF) and the rate of calli of shoot formation (in % , RCSF) in differentiation culture1 An extensive
variation was found in DCH , NCW , RCRF , and RCSF among different wheat genotypes (Table 1) 1 The same trend of vari2
ation of these characters was observed in all the genotypes (Fig11 ,2 ,3 ,4) 1 A high correlation between DCH and RCW was
found with the correlation coefficients of - 017229 3 3 , indicating there was same genetic background for DCH and RCW
(Table 2) 1 No significant correlation was observed among DCH , RCRF , and RCSF , suggesting that DCH , RCRF and
RCSF were controlled by different genetic foundation ( Table 2) 1 A moderate correlation was observed between DCH and
RCW with some agronomic characteristics , indicating the possibility to develop wheat transgenic receptors with excellent a2
gronomic characteristics (Table 2) 1 Several excellent parents of wheat with high ability in tissue culture response , such as
Duohuabai from Tibet , R1395 from advanced lines , were screened from genotypes1 A higher frequency of lines with excel2
lent ability in tissue culture response was observed in the F5 family populations of the crosses between Duohuabai and R1395
繱基金项目 :国家自然科学基金项目 (30170579)和四川省生物技术项目资助。
作者简介 :吉前华 (1973 - ) ,女 ,农学博士 ,主要从事生物学的教学和研究工作。 3 通讯作者 (Corresponding author) :任正隆 (1949 - ) ,博
士 ,教授 ,主要从事分子生物学和作物育种的研究工作。E2mail :rzhllab @sicau1edu1cn
Received(收稿日期) :2004202207 , Accepted (接受日期) : 20042052301

as well as other wheat parents with excellent agronomic traits (Fig11 ,2 ,3 ,4) 1 The method of wheat breeding for transgenic
receptors was discussed1
Key words 　Tissue culture ; Transgenic plants ; Wheat breeding ; Genetic resource
　　在作物基因工程的研究中 ,转基因研究的成功
与否与受体材料的性质有极大的关系 ,用作转化受
体的植物的基因型的作用非常显著[1～3 ] 。许多研究
者认为 ,某些农作物在遗传转化中由于存在着基因
型依赖 ,导致转化效率较低 ,是目前植物基因工程发
展的主要限制因素之一[1 ,4～8 ] 。作物基因工程的目
标仍然是培育新品种 ,因此必须遵循育种学的基本
规律 ,就是需要在一定大小的群体中进行选择。实
用的转基因受体系统 ,必须在一定的时间内创造足
够大小的转基因植物群体 ,供实际育种选择[9 ] 。为
了选育有应用价值的新品种 ,作为受体的植物还需
要农艺性状好 ,育种价值高。因此 ,选育农艺性状好
的、组织培养效率高的受体植物 ,或称为基因工程的
前育种工作 ,对建立高效转基因系统有重要的意
义[9 ,10 ] 。过去的许多研究已指出 ,小麦一些组织培
养特性存在着基因型的差异 ,有的基因型的出愈速
度和植株再生能力明显高于其他的基因型[5 ,11～15 ] 。
本研究的目标 ,是对来源于我国西南地区的农家品
种资源和近 20 年来育成的品种作进一步的筛选 ,提
供有较高组织培养能力的基因资源 ;在此基础上 ,探
讨可用于转基因系统的、组织培养和农艺性状均优
良的受体小麦新品系的育种方法。
1 　材料与方法
111 　研究材料的选择
　　因本研究的目的之一是对小麦资源中的组织培
养特性作出评价 ,并希望能从大量的筛选中发现在
转基因系统中能使用的优秀基因型 ,所以选取以下
小麦品种 (系)作研究材料 : (1)地方品种 75 个 ,主要
是在西南麦区和西藏自治区采集的农家品种和
1970 年以前的栽培品种。这些地方品种 ,特别是西
藏自治区地方品种的组织培养能力的研究迄今还较
少。西藏地方品种由中国农科院品种资源研究所黄
亨履研究员提供。(2) 1980 - 2000 年的四川省小麦
品种 (系) ,包括已经审定或参加省级区域试验的品
系。一旦能从中选择到在组织培养中表现优秀的品
种 ,即可直接作为受体品种。(3)对较高组织培养能
力亲本多花白 (西藏地方品种)和 R1395 的杂交后代
的 F5 株系进行研究 ,探讨 F5 株系群体中农艺性状
和组织培养特性间的关系 ,希望在农艺性状优良的
高代品系中选择到在组织培养中表现高效的品系 ,
直接用作转基因系统中的受体植物。表 1 列出了参
试的地方品种的名称。
112 　培养材料和方法
取小麦幼穗作为外植体 ,将幼穗切段接种到诱
导培养基的表面。每处理接种 7 支试管 ,每试管接
种 3 段 ,一个月后转移到继代培养基上继续培养。
把愈伤组织转接在分化培养基上培养时 ,每个重复
愈伤组织不少于 20 个。品种 (系)筛选时 ,随机区组
设计 ,3 次重复。实验中的培养基、组织培养操作和
数据统计处理方法采用文献 [ 10 ] (伍碧华 ,任正隆
等 ,1996)介绍的方法。
接种后即开始每日观察记载愈伤组织发生的情
况 ,4 周后统计愈伤组织的发生数量 ,计算半愈期
(一半接种穗段出现愈伤组织时的天数) 和成愈率
(愈伤组织数/ 接种穗段数) 。经 4 周培养未达到半
愈期的 ,在统计计算时按 4 周计算。愈伤组织转移
到分化培养基 30 d 后 ,统计分化出根、芽器官的愈
伤组织数 ,分别计算成根和成芽愈伤组织率。
2 　实验结果
在本研究中 ,半愈期反映了小麦幼穗的脱分化
速度 ,成愈率反映了小麦幼穗最后能形成愈伤组织
的能力。而在分化培养基上接种的愈伤组织形成根
和形成芽的数量 ,即成根愈数和成芽愈数 ,反映了愈
伤组织再分化能力的高低 ,关系到组织培养中成苗
的多少 ,对转基因研究的效率有直接关系。
211 　小麦幼穗愈伤组织诱导能力和再生能力在地
方品种间的变异
　　75 个地方品种中 ,小麦幼穗在组织培养中半愈
期和成愈率存在着品种间的显著差异 (表 1 ,图 1 ,图
2) ,方差分析显示差异达极显著水平。这对于我们
选育高成愈率亲本用于培育转基因受体品系非常有
利。半愈期从最短的 6133 d 到大于培养期 4 周。说
明小麦幼穗的脱分化速度在品种间存在着广泛变
异。成愈率也显示了广泛的变异 ,不同品种在培养
期内 ,成愈率从 100 %到 15184 % ,平均 76196 %。成
愈率的变异显示了与半愈期平行的趋势。一般说
658 　　　作 　　物 　　学 　　报 30 卷 　

来 ,半愈期越短 ,成愈率就越高。表明半愈期和成愈 率可能是受同一遗传系统控制。
表 1 小麦地方品种幼穗的愈伤组织诱导率和植株再生频率
Table 1 The frequencies of callus induction and plant regeneration in local wheat genotypes from South2west China
品种名称
Genotype
诱导培养基
Induced culture
分化培养基
Differentiation culture
半愈天数
DCH (d)
成愈率
RCW ( %)
成根愈数
RCRF ( %)
成芽愈数
RCSF( %)
品种名称
Genotype
诱导培养基
Induced culture
分化培养基
Differentiation culture
半愈天数
DCH (d)
成愈率
RCW ( %)
成根愈数
RCRF ( %)
成芽愈数
RCSF( %)
11 安岳排灯 6133 ±1115 100100 ±0100 4163 ±0133 0100 ±0100 401 矮绒穗 14100 ±1115 87133 ±5148 　9139 ±7115 1145 ±2151
21 大粒早 6167 ±1153 100100 ±0100 8159 ±7199 0100 ±0100 411 大头黄 14100 ±1173 50177 ±5148 3192 ±3139 0100 ±0100
31 无须麦 7100 ±1173 100100 ±0100 3192 ±6179 0100 ±0100 421 南充红壳 14167 ±1115 88190 ±2177 17102 ±1107 0100 ±0100
41 开县白光头 7133 ±2108 100100 ±0100 13145 ±1146 0100 ±0100 431 南充大白壳 15100 ±0100 84110 ±1210 13151 ±7115 0100 ±0100
51 多花白 7167 ±2108 100100 ±0100 7135 ±7172 20141 ±2147 441 蓬安三月黄 15100 ±4158 68123 ±5148 7133 ±3192 0100 ±0100
61 西充冬麦 8133 ±1153 100100 ±0100 24109 ±3172 0100 ±0100 451 和尚头 15100 ±1173 76120 ±1216 9180 ±6179 0100 ±0100
71 兰花麦 8167 ±2108 100100 ±0100 9139 ±9111 3103 ±5125 461 西红川 15133 ±4151 53193 ±5148 16141 ±1107 4165 ±0153
81 垫江白麦 9167 ±1153 98104 ±3139 7169 ±1139 0100 ±0100 471 青 1028 15133 ±0158 79137 ±5148 22189 ±6186 6181 ±4128
91 藏 9054 9167 ±1115 100100 ±0100 23104 ±1197 1175 ±3104 481 藏 9546 16100 ±1173 73180 ±2177 9159 ±3175 5137 ±0189
101 红密穗 10100 ±1173 98141 ±2175 8115 ±7114 0100 ±0100 491 葫芦头 16100 ±2165 79137 ±5148 39137 ±1157 5159 ±4189
111 望水白 10100 ±1173 100100 ±0100 4174 ±4128 0100 ±0100 501 棒锤麦 16100 ±1173 87130 ±7123 0100 ±0100 0100 ±0100
121 红壳麦 10167 ±1153 91107 ±1116 20142 ±2147 0100 ±0100 511 大红芒 16100 ±1173 74163 ±7128 8166 ±4138 0100 ±0100
131 三月黄 11100 ±2165 98141 ±2175 10134 ±3171 0100 ±0100 521 金花麦 17100 ±2165 65107 ±5148 17166 ±3195 8116 ±0181
141 和尚麦 11167 ±1115 96183 ±5150 30174 ±7106 13192 ±2151 531 乌山矮桩桩 17167 ±3121 61193 ±8126 8162 ±0181 0100 ±0100
151 白须麦 12100 ±1100 90148 ±8125 5168 ±5189 11156 ±6119 541 眉县秃和尚 18100 ±3161 68123 ±5148 16131 ±1162 3103 ±5125
161 罗汉麦 12100 ±2165 100100 ±0100 15108 ±1137 0100 ±0100 551 黄壳光头麦 20100 ±0100 63147 ±7128 0100 ±0100 0100 ±0100
171 贵州大头麦 12100 ±2165 92106 ±7127 10198 ±2116 0100 ±0100 561 乌扬麦 20100 ±0100 61190 ±1216 10125 ±4144 0100 ±0100
181 乐至白花麦 12100 ±0100 100100 ±0100 43159 ±4144 0100 ±0100 571 长芒麦 21133 ±5167 74160 ±1513 15156 ±6157 0100 ±0100
191 黑芒大粒 12100 ±1173 96183 ±5150 16106 ±4193 0100 ±0100 581 女儿麦 21133 ±1115 50180 ±9190 5113 ±4144 0100 ±0100
201 坨坨麦 12100 ±2165 100100 ±0100 15107 ±3101 17101 ±1107 591 南充大脑壳 21133 ±1115 58173 ±1110 6106 ±5125 0100 ±0100
211 高秆和尚麦 12100 ±0100 100100 ±0100 10134 ±3171 0100 ±0100 601 老齐麦 21133 ±1115 60130 ±9190 3170 ±6141 0100 ±0100
221 红须麦 12100 ±1173 87133 ±5148 9180 ±6179 0100 ±0100 611 一层壳 21167 ±0158 57113 ±9155 12153 ±2146 0100 ±0100
231 藏 9053 12100 ±1173 92107 ±2171 43114 ±8198 8178 ±2194 621 白花光头 21167 ±0158 55157 ±9194 8116 ±0181 0100 ±0100
241 贵州大白麦 12100 ±3161 60130 ±9189 7163 ±3159 0100 ±0100 631 察隅卓 22100 ±0100 52140 ±1216 6173 ±5192 0100 ±0100
251 藏 438 12133 ±2152 90147 ±8126 5137 ±5195 0100 ±0100 641 大肚黄 22167 ±1115 61190 ±1216 12153 ±2146 0100 ±0100
261 须须麦 12133 ±3121 77177 ±7128 10174 ±1177 0100 ±0100 651 铁麦子 22167 ±5151 78137 ±7129 18152 ±6141 0100 ±0100
271 红条麦 12167 ±0158 85173 ±1216 0100 ±0100 0100 ±0100 661 万县红花麦 23100 ±0100 58173 ±9194 23190 ±2192 0100 ±0100
281 猪尾巴 12167 ±0158 93167 ±5148 12108 ±3156 10174 ±1177 671 中江罗汉 25100 ±2165 53197 ±9188 13147 ±7158 0100 ±0100
291 南麦 13100 ±2165 65107 ±9194 7184 ±6179 0100 ±0100 681 短曲红 26167 ±1153 55153 ±1617 7141 ±1218 3170 ±6141
301 丰都排灯 13100 ±1173 84113 ±9188 35181 ±5195 0100 ±0100 691 长毛密穗 27100 ±1173 61190 ±1216 10144 ±1111 0100 ±0100
311 邻水三月黄 13100 ±0100 98140 ±2177 7184 ±8198 0100 ±0100 701 中江勾头散 — 36150 ±5154 7141 ±6141 0100 ±0100
321 爬地麦 13100 ±2165 96180 ±2177 13110 ±2133 5180 ±5102 711 黑斑红 — 15184 ±5147 10131 ±9101 4176 ±8125
331 棒头麦 13100 ±0100 90147 ±8126 11176 ±15156 0100 ±0100 721 鱼尾麦 — 44147 ±7128 3170 ±6141 0100 ±0100
341 藏 9052 13100 ±4158 52137 ±8126 9180 ±1212 0100 ±0100 731 红棒穗 — 41126 ±9194 0100 ±0100 0100 ±0100
351 乐山本地黄 13133 ±2152 68123 ±5148 3192 ±6179 0100 ±0100 741 灰毛红 — 43165 ±7102 5156 ±9162 0100 ±0100
361 大黑麦 13167 ±0158 92107 ±7128 14123 ±5164 0100 ±0100 751 毛穗白 — 36150 ±9190 0100 ±0100 0100 ±0100
371 白花麦 14100 ±2165 87133 ±5148 8178 ±2194 8178 ±2194 平均 Mean 15176 76196 11182 2104
381 兜兜麦 14100 ±3161 71147 ±8126 1196 ±3139 0100 ±0100 变异系数 CV 013778 012656 017767 010839
391 藏 325 14100 ±0100 93167 ±7129 6182 ±1163 7184 ±3139 F 值 F2value 36166 3 3 17134 3 3 13179 3 3 —
　　Notes : DCH = the days of callusing at 50 % ; RCW = Rate of calli in 4 weeks ; RCRF = Rate of calli of root formation ; RCSF = Rate of calli of shoot
formation1 3 3 Significant at 1 % probability level1
　　小麦幼穗愈伤组织在分化培养基上 ,成芽和成
根愈伤组织率表现了广泛的变异 (表 1 ,图 3 ,图 4) 。
但是 ,这些品种的愈伤组织形成根的能力远高于形
成芽的能力 ,这里呈现复杂的关系 ,不像成愈率和半
愈期的关系那样简单。本研究测定的地方品种中 ,
94167 %的品种的愈伤组织能形成根 ,但成根愈率普
遍较低。少数品种的愈伤组织形成根的能力特别
强 ,如藏 9053 ,高达 43114 %。愈伤组织形成芽的能
力普遍较低。在 75 个小麦品种中仅有 25133 %的品
种其愈伤组织分化出了芽 ,而且仅有 6167 %的品种
的成芽愈率在 10 %以上。可见 ,成芽愈率是提高组
织培养中成苗数量的关键。本研究中也有成芽愈率
较高的小麦品种 , 如采集于西藏的多花白 , 达
20141 %(表 1) ,是宝贵的基因资源。
212 　小麦幼穗愈伤组织诱导能力和再生能力在不
同品种中的变异
　　测定了地方品种、育成品种小麦的愈伤组织诱
导和再生能力 ,发现两类品种的变异趋势基本一致
(图 1 ,图 2 ,图 3 ,图 4) ,因此不在此处列出育成品种
的原始数据。在各品种中 ,半愈期均呈连续分布 ,并
在接种后约两周形成第一个高峰 ,约 3 周形成次要
分布高峰。两类品种的成愈率分布一致 ,都比较分
758　9 期 吉前华等 :小麦 ( Triticum aestivum L1)品种的组培特性和转基因受体选择 　　　

散。但地方品种中有 17133 % , 育成品种中有
1812 % ,成愈率达到 100 %。这对我们选择愈伤组织
诱导能力强的亲本非常有利。
图 1 不同小麦品种半愈期的分布
Fig11 Distribution of DCH in different genotypes
图 2 不同小麦品种成愈率的分布
Fig12 Distribution of RCW in different genotypes
在两类品种中 ,成根愈数和成芽愈数的分布也
较一致 (图 3 ,图 4) 。其成根愈数都在 10 %附近形成
分布高峰。在育成品种 (系) 中 ,有 93118 %的品种
的愈伤组织形成了根 ,有 89161 %的品种的成根愈
数在 20 %以下 ;而地方品种有 94167 %的品种的愈
伤组织形成了根 ,86167 %品种的成根愈数 20 %以
下 ,两类品种表现一致。值得一提的是 ,少数育成品
系的成根愈率很高 ,如新品系 R1395 和绵阳 9523 分
别达 74129 %和 48139 %。有 25133 %的地方品种的
愈伤组织形成了芽 ;在育成品种中有 16188 %的品
种愈伤组织形成了芽。两类品种的成芽愈数普遍较
低 ,其变化趋势基本一致。其组织培养特性的一致 ,
对我们筛选育种亲本有指导意义。
图 3 不同小麦品种的成根愈率的分布
Fig13 Distribution of RCRF in different genotypes
图 4 不同小麦品种的成芽愈率的分布
Fig14 Distribution of RCSF in different genotypes
213 　小麦幼穗愈伤组织诱导能力和再生能力在杂
交后代不同品系间的变异
　　使用筛选到的高组织培养能力的小麦品种 (系)
与高产抗病亲本作了大量的杂交组合。但多数组合
在 F2～F4 的选育中由于农艺性状的原因被淘汰 ,仅
有少部分组合进入了 F5 世代。在测定的多亲本杂
交组合 R1397/ 绵阳 11/ / 多花白/ 绵阳 8443 的 127 个
F5 株系中 ,小麦幼穗愈伤组织诱导能力和再生能力
特性的分布和地方品种及育成品种一致 ,但具有较
高成根愈率和成芽愈率的株系的频率较高 (图 1 ,图
2 ,图 3 ,图 4) 。这一结果显示 ,由于在 F2～F4 群体
中 ,小麦的组织培养特性没有进行选择 ,它们在 F5
显示了和地方品种一样的随机分布。但是 ,由于组
织培养特性较好的亲本的作用 ,在 F5 株系群体中 ,
具有优良组织培养特性的株系的频率较高 ,有利于
优良转基因受体的选育。
测定表明 ,F6 株系的组织培养能力与 F5 株系有
很高的相关性 ,半愈天数的相关系数为 019347 3 3 ,
858 　　　作 　　物 　　学 　　报 30 卷 　

成愈率为 019421 3 3 ,成根愈率为 016745 3 3 ,成芽愈
率为 015994 3 3 。这说明在 F5 进行小麦株系组织培
养能力的选择将是有效的。
214 　小麦组织培养特性之间的相关性和与农艺性
状的相关性
　　表 2 显示 , F5 株系中 ,半愈期和成愈率具一致
的变异趋势 ,相关系数为 - 017229 3 3 ,达极显著水
平。从表 1 的结果也可以看到 ,半愈期越短 ,成愈率
就越高 ,其数据相当一致 ,很可能是因为它们有相同
的遗传背景。而半愈期与成根成芽能力的相关性均
很低 ,表明小麦幼穗脱分化能力与再分化能力之间
相关性很低 ,它们可能有不同的遗传学基础。成根
愈伤组织率和成芽愈伤组织率相关系数也很低 ,多
数材料的愈伤组织都能形成根 ,但仅有少数材料能
形成芽。表明小麦成根或者成芽的能力也可能有不
同的遗传基础。表 2 还指出 ,小麦组织培养能力的
有关性状与穗粒重、穗粒数等之间有一定的正相关
关系 ,说明选育优良的组织培养特性和农艺性状并
不矛盾。
表 2 小麦幼穗组织培养特性和农艺性状之间的相关性
Table 2 Correlation between different characters in tissue culture response and some agronomic traits
半愈期
DCH
成根愈率
RCRF
成芽愈率
RCSF
株高
Plant
height
穗粒数
No1 of seed
per spike
穗粒重
Grain weight
per spike
千粒重
1 0002grain
weight
成愈率 RCW
- 017229 3 3 - 011253 010734 011746 012373 3 011982 3 - 011374
千粒重 10002grain weight - 011713 - 010921 - 011375 013902 3 3 - 015631 3 3 011107
穗粒重 Grain weight per spike 014129 3 3 011630 011259 014783 3 3 015467 3 3
穗粒数 No1of seed per spike 010714 - 010367 010954 012419 3
株高 Plant height 011763 011107 010523
成芽愈率 RCSF 010834 010621
成根愈率 RCRF - 010968
　　Notes : DCH = the days of callusing at 50 % ; RCW = Rate of calli in 4 weeks ; RCRF = Rate of calli of root formation ; RCSF = Rate of calli of shoot
formation1 3 and 3 3 , Significant at 5 % and 1 % level , respectively1
3 　讨论
许多研究者认为 ,幼穗是进行麦类植物组织培
养的一个很好的外植体[4 ,10 ,12 ,15 ]。伍碧华和任正隆
(1996)详细地研究了这个实验系统的培养基和培养
条件 ,认为它有相当高的稳定性 ,适用于品种资源的
筛选和遗传研究。因而本研究采用这个实验系统 ,
研究小麦品种群体中有关组织培养特性的变异和转
基因受体品系选育的育种学基础问题。
311 　小麦组织培养特性在基因型间的变异
在小麦幼穗培养中 ,有关脱分化和再分化等组
织培养能力问题 ,受到了国内外研究者的广泛注意。
不少实验证明 ,不同的植物种、不同的基因型、甚至
不同的组织或器官的分化状态细胞的稳定性 ,都可
能存在着差异 ,从而影响实验结果[6 ,11～19 ] 。伍碧华
和任正隆等 (1996) 认为 ,揭示组织培养能力在品种
间的差异的关键是选择合适的培养基和外植体 ,使
组织培养能力能充分展示。本研究的目的之一 ,是
对小麦品种资源进行广泛的筛选 ,以期分析组织培
养特性遗传变异的规律和选择基因工程受体植物育
种的亲本。本研究发现 ,在稳定的培养条件和同一
外植体的情况下 ,无论是在地方品种中 ,还是人工育
成的新品种 (系)中 ,标志组织培养能力的几个指标 ,
半愈期、成愈率、成根愈率、成芽愈率 ,在品种 (系)间
都存在着广泛的遗传变异。半愈期在品种间的分布
形成两个明显的波峰。在本研究的组织培养条件
下 ,主波峰在接种后 2 周以前 ,次波峰在 3 周左右。
指出供试的小麦品种 (系) 可以分为两类 ,一个是短
半愈期的 ,一个是长半愈期的。短半愈期的品种无
论在地方品种还是育成品种 (系)中的分布频率都很
高 ,品种资源丰富。而成愈率的表现与半愈期有相
关的趋势 ,半愈期短的 ,成愈率就高 ;半愈期长的 ,成
愈率就低。这一结果指出 ,在选育高组织培养能力
的转基因受体的育种工作中 ,针对脱分化能力的改
良 ,亲本选择的空间很大。
但是 ,本研究发现 ,在再分化能力方面 ,成根愈
率和成芽愈率表现了很大的差异。无论在哪类品种
(系)中 ,90 %以上的品种的愈伤组织都能形成根 ,而
且 ,某些品种 (系) 如育成品系 R1395 的成根愈率可
高达 70 %以上。但是 ,仅少数品种能形成芽 ,而且
成芽愈率都很低 ,仅 6167 %的品种的成芽愈率在
10 %以上。说明促进愈伤组织成根的基因普遍存在
于本研究的小麦品种中 ,而促进愈伤组织成芽的基
因频率却很低。尽管如此 ,还是发现了几个成芽愈
伤组织率较高的品种资源 ,如采集于西藏自治区的
地方品种多花白。本研究证明 ,利用这些品种资源
作杂交亲本 ,在 F5 株系中 ,成根愈率和成芽愈率较
高的株系出现的频率 ,明显高于地方品种和育成品
958　9 期 吉前华等 :小麦 ( Triticum aestivum L1)品种的组培特性和转基因受体选择 　　　

种。因此 ,应充分利用这些品种资源培育脱分化和
再分化能力均强而农艺性状又好的小麦基因工程受
体品系。另一方面 ,改进组织培养中的成芽培养条
件 ,促进成芽愈伤组织率的提高 ,也是很有意义的。
本研究还发现一个有趣的现象 ,在地方品种、育
成品种和 F5 株系中 ,组织培养能力的几个指标的变
异趋势相似。育成品种 (系)对这些性状基本没有任
何改良。事实上 ,这是容易理解的 ,因为在目前的小
麦育种中 ,没有任何针对组织培养特性改良的工作 ,
没有经过选择压力的组织培养特性基因在不同品种
中作随机分布 ,是完全符合遗传学规律的。
312 　小麦组织培养特性与农艺性状的相关性
本研究发现 ,半愈期和成愈率有高度的相关性 ,
相关系数高达 - 017229 3 3 。对大多数品种而言 ,半
愈期越短 ,成愈率越高。很可能它们有相同的遗传
基础 ,值得进一步深入研究。半愈期和成愈率高的
品种资源非常丰富 ,在育种中的选择余地很大。同
时 ,在本研究的实验材料中 ,半愈期和成愈率表现出
与小麦的重要经济性状有一定的正相关 ,也对我们
选育高产的转基因受体品系有利。但是 ,没有发现
半愈期和成愈率与成根愈率和成芽愈率的相关性 ,
因此我们需要对组织培养的品种资源作全面的评
价。成根愈率和成芽愈率之间也没有发现显著的相
关性 ,它们可能受不同的遗传基础控制 ,值得进一步
研究。
313 　小麦基因工程受体的育种问题
某些农作物在遗传转化中因其基因型依赖而转
化效率仍然很低[6～8 ,11 ,14 ,17 ,18 ]。解决这一问题有两
种思路 ,一种是寻找特别高效的基因型 ,用作桥梁品
种。先把外源基因导入该基因型 ,再用转基因植物
作育种亲本 ;另一种是利用组织培养高效的遗传资
源材料作亲本 ,选育农艺性状好、组织培养效率高的
转基因受体品系。我们认为 ,后者在实际育种中更
为有利。为增加染色体工程研究在小麦育种中的实
用性 ,任正隆等 (1997)特别强调 ,在培育染色体的异
源易位系时 ,应尽量使用优良的小麦品系作受体材
料[9 ] 。这是利用染色体易位系于实际育种的成功经
验。为此 ,通过基因工程前育种工作 ,选育农艺性状
好、组织培养能力强的小麦新品系作为转基因受体 ,
建立一个高效、快速、实用的转基因系统 ,是小麦基
因工程关键的基础工作。而对选育转基因受体的育
种学基础研究 ,应当受到必要的重视。本研究证明 ,
使用具有高效组织培养特性的小麦亲本资源与高产
小麦品种杂交 ,从 F5 代株系开始把农艺性状和组织
培养特性结合起来加以选择 ,具有很好的效果 ,是培
育转基因受体品系的实用方法。
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