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葡萄属植物(Vitis L.)再生系统的研究进展



全 文 :第 31卷 增刊 西北农林科技大学学报 (自然科学版 ) Vol. 31 Suppl.
2003年 10月 Jour. o f No r th west Sci-Tech Univ . of Ag ri. and Fo r. ( Nat. Sci. Ed. ) Oct. 2003
葡萄属植物 (Vitis L. )再生系统的研究进展
张文娥 ,王 飞 ,潘学军
(西北农林科技大学 园艺学院 ,陕西杨陵 712100)
   [摘 要 ] 阐述了葡萄属植物再生系统的研究进展 ,论述和分析了影响葡萄属植物离体再生的主要因素 ,包
括葡萄基因型、外植体类型、外植体生理状态、培养基类型、植物激素种类及浓度、培养方式、培养条件等 ,并对其研
究现状、存在问题及应用前景作了简要概述。
[关键词 ] 葡萄 ;器官发生途径 ;胚状体发生途径 ;影响因子 ;再生系统
[中图分类号 ]  S663. 103. 6       [文献标识码 ]  A [文章编号 ]  1671-9387( 2003) S0-0191-06
  葡萄 (Vitis L. )属于多年生藤本浆果类果树 ,其
栽培历史悠久 ,为世界第二大水果。葡萄遗传背景复
杂、育种周期长 ,因而使得常规育种方法在葡萄品种
改良上受到极大限制 ,随着生产的不断发展 ,人们对
葡萄品种提出了更高的要求。基因工程的应用为葡
萄品种改良开辟了一条新思路 ,在葡萄转基因工作
的开展中 ,重要的一步是建立葡萄再生体系。葡萄遗
传转化的最终目的是获得转基因植株 ,且都要通过
外植体再生得到可转化植株。因此 ,能够从葡萄体细
胞、原生质体、组织、器官等外植体再生出完整植株
是利用基因工程进行品种改良的一个先决条件。目
前有关葡萄属植物离体再生的研究报道较多 [1~ 5 ] ,
但是普遍存在再生效率低、周期长、重复性差等问
题 ,缺乏对葡萄离体再生途径及影响因素的系统认
识 [5 ] ,本文主要从葡萄离体再生途径、影响因素等方
面 ,论述了当前葡萄属植物离体再生系统的研究进
展。
1 葡萄再生体系的研究进展
葡萄 ( Vitis L. )是世界上最先进行组织培养的
作物之一。 1961年 Galzy成功培养了葡萄茎尖 ,并
进行了葡萄低温离体保存 , 1969年又首创节培法
( noda l cul ture)进行了葡萄茎尖培养和脱毒 [6 ]。 20
世纪 70年代 ,葡萄原生质体游离培养成功、葡萄胚
状体再生出植株、花药诱导出大量二倍体植株 [1 ]以
及葡萄快繁技术的成熟 [6 ] ,为后续的研究奠定了基
础。 80年代 ,特别是进入 90年代以来 ,葡萄再生体
系的研究得到了快速发展 [ 7~ 15]。先后有 Elisabeth
等 [7 ]、 Stamp等 [8 ]、卢炳芝等 [9 ]和 To rregro sa等 [10 ]
分别利用葡萄的叶片、叶柄和花丝等外植体 ,通过器
官发生途 径获 得再生 植株 ; M artinelli 等 [11 ]、
Emershad等 [12 ]、 Reustle等 [13 ]、 Salunkhe等 [14 ]和于
向荣等 [15 ]分别利用葡萄的叶片、叶柄、合子胚等外
植体和原生质体 ,通过胚状体发生途径获得再生植
株。 迄今为止 ,已有 11种葡萄属植物成功地再生出
植株 [ 16, 17] ,并已被部分学者应用于葡萄遗传转化 ,
获得少量转基因植株 [18~ 24 ]。 因此 ,葡萄再生技术的
发展为进一步拓宽繁殖葡萄种类以及葡萄遗传转化
开辟了更加广阔的前景。 但目前葡萄再生大多集中
于砧木品种 ,且再生效率低、重复性差 ,导致遗传转
化率低 ,基因工程改良葡萄品种进展缓慢。
2 葡萄再生途径
再生作用是指离体的器官、组织在一定的培养
条件下能够再生成完整植株的能力。葡萄再生体系
的建立就是利用葡萄中不存在分生组织结构的离体
器官、组织或细胞 ,通过再生作用产生新芽、茎和植
株的过程 [17 ]。 葡萄再生途径可分为器官发生
( Adventi tio us o rganogenesis ) 和 胚 状 体 发 生
( Soma tic embryogenesis)两种 [17 ]。
2. 1 器官发生途径
器官发生途径 ( Adventitious organogenesis)是
指葡萄外植体经脱分化产生愈伤组织 ( cal lus) ,再分
化产生不定芽 ( Adventi tious bud) (类似不定芽结
[收稿日期 ]  2003-09-05
[基金项目 ] 春晖计划 2000( 317)
[作者简介 ] 张文娥 ( 1976- ) ,女 ,山东沂水人 ,在读硕士 ,主要从事葡萄再生与分子检测方面的研究。 E-mail: zhw ene@ yah oo. com. cn
[通讯作者 ] 王 飞 ( 1954- ) ,女 ,河南孟津人 ,教授 ,主要从事果树生理与生物技术育种研究。
DOI : 10. 13207 /j . cnki . jnwaf u. 2003. s1. 050
构 ) ,或直接从外植体上再生不定芽 ,然后再生成完
整植株的过程。器官发生途径再生过程简单 ,诱导率
较高 ,但容易产生嵌合体 ,若注意改进遗传转化措
施 ,进行长期检测 ,通过此途径可以产生转基因植
株。在葡萄遗传转化中 ,器官发生途径是获得葡萄转
基因植株的基本方法之一 ,目前已有许多研究者通
过此途径获得了转基因植株 [21, 23, 24 ]。
2. 2 胚状体发生途径
胚 ( embryo )是由被子植物通过双受精产生的
受精卵发育而形成的 ,它是植物新个体的原始体。胚
状体 ( embryoid)则是不经双受精过程形成的类似胚
的结构 ,它与合子胚经历同样的形态变化 ,但因起源
于非 合子细胞 , 故又称为体 细胞胚 ( somatic
embryo )或无性胚 ( adventi tious embryo )等 [25 ]。 胚
状体发生途径是指二倍体或单倍体细胞在未经性细
胞融合的情况下 ,模拟合子胚发生的各个阶段而发
育成新个体的过程。胚状体发生诱导再生有两种类
型: 1)从外植体直接分化胚状体 ,胚状体再发育成完
整植 株 ; 2)从外植 体先诱 导胚 性愈伤 组织
( Embryogenic callus: Ec) ,再从胚性愈伤组织诱导
胚状体 ,最后发育成完整植株 ,且以后者居多 [ 16]。胚
状体发生途径不仅可使再生细胞与农杆菌充分接
触 ,产生大量的转化细胞 ,还能和抗生素更好地紧密
接触 ,减少逃脱筛选的细胞。一般认为 ,胚状体源于
单个细胞 ,更易产生均一的转化克隆。目前 ,也有部
分研究者通过此途径获得了转基因植株 [ 18, 26]。
通过胚状体发生途径诱导葡萄外植体再生一般
可分为 4个发育阶段: 1)胚性愈伤组织的诱导与培
养 , 2)胚性愈伤组织胚状体发生能力的长期保
持 [27, 28 ] , 3)胚状体或次生胚状体的诱导 ( Seconda ry
embryogenesis)
[12 ] , 4)胚状体的萌发与成苗。
3 影响离体再生的因素
3. 1 基因型
  基因型 ( g eno type)是葡萄再生的制约因素 ,葡
萄栽培品种及其砧木再生能力的大小首先取决于试
材基因型 ,不同基因型再生能力差异很大 [29, 30 ]。砧
木品种产生不定芽的能力明显高于栽培品种 ,砧木
品种前 7个幼叶一般可再生不定芽 ,而栽培品种仅
前两个幼叶有再生能力 [29 ]。欧洲葡萄品种叶片不定
芽再生因品种不同而异 ,不定芽再生率最高达
85. 38% (白香蕉 ) ,而最低为 0 (佳利酿、红鸡
心 ) [30, 31 ]。
葡萄属植物不同种之间、同一种不同品种之间
胚状体发生能力也存在明显差异 [32, 33 ] ,目前仅从部
分葡萄品种成功诱导胚状体 [32 ]。沙地葡萄和圆叶葡
萄一般较易产生胚状体 ,而欧洲葡萄再生出胚状体
的品种较少 [32 ]。葡萄基因型不仅影响外植体产生胚
性愈伤组织的百分率 ,而且也影响胚状体再生及发
育形成植株的能力 [9, 26 ]。 卢炳芝等 [ 9]以“山葡萄”、
“北醇”、“玫瑰香”、“胜利”等 30个葡萄种或品种的
花丝为外植体诱导植株再生 ,仅 11个品种诱导出具
有分化能力的胚性愈伤组织 ,经过长期的继代培养
后 ,只有 5个品种诱导产生了正常体胚 ,“胜利”等 4
个品种获得了再生植株。近年来 ,随着研究力度的加
大 ,尤其是加强对欧洲葡萄的研究 ,研究者已经从较
多的欧洲葡萄品种中成功诱导出胚状体 [12, 16 ]。
3. 2 外植体类型
外植体的选择对不定芽的诱导极为重要。目前
研究者已从葡萄花丝、花药、叶片、叶柄、胚珠、合子
胚、茎段、节间和卷须上成功诱导出不定芽。 但不同
外植体诱导不定芽的效果差异较大 ,程宗明等 [34 ]利
用“卡托巴”试管苗的叶柄和叶片为外植体诱导不定
芽再生 ,叶柄的诱导效果 ( 70% )明显优于叶片
( 15% );张剑侠等 [35 ]研究表明 ,中国葡萄属野生种
的茎段再生不定芽效果优于叶柄和叶片。综合目前
文献报道来看 [16, 17, 25, 36, 37 ] ,细胞分裂越旺盛的幼嫩
组织 ,诱导率越高 ,未熟胚是最幼嫩的组织 ,诱导率
最高 ,花药仍是目前研究和应用最广泛的外植体 ,叶
片和叶柄的诱导率还有待于进一步提高。
在葡萄胚状体发生过程中 ,选择合适的外植体
尤为重要。幼嫩外植体容易诱导体胚 ,特别是幼嫩的
花药较容易产生体胚。 Stamp等 [32 ]以 10种基因型
葡萄幼叶和花药为外植体进行离体培养 ,共有 3种
基因型葡萄的幼叶和 9种基因型葡萄的花药产生了
体胚 [ 32] ,这也证明了花药的体胚发生能力高于叶
片。 此外 ,合子胚也较易产生体胚 ,众多研究者用合
子胚通过胚状体发生和次生胚状体发生获得了再生
植株 [12, 38 ]。 叶片和叶柄较难产生体胚 ,叶柄胚状体
的诱导率高于叶片 ,而卷须最难诱导产生体胚 ,且诱
导率远小于叶片和叶柄 [16 ]。 因此 ,对难于产生体胚
的基因型通过选择合适的外植体才可再生出体胚。
3. 3 外植体生理状态
外植体的生理状态是影响不定芽再生的重要因
素之一。 同一基因型的植株生长在不同的环境条件
(光强、光照时间、温度、湿度和营养等 )中生理状态
会有所改变 ,从而导致植株再生效果的差异。试管苗
叶片不定芽的再生明显早于大田葡萄叶片 ( 15 d左
192 西北农林科技大学学报 (自然科学版 ) 第 31卷
右 ) ,但随着试管苗培养时间的延长 ,叶片不定芽再
生能力下降 ,只有对试管苗进行定期继代培养才可
保持叶片再生能力不变 [8 ]。 这表明在培养过程中营
养缺乏或抑制物质积累可导致叶片生理状态的改变
和再生能力的下降。 Barlass等 [2, 4, 5 ]报道 ,葡萄茎尖
有较强的器官发生能力 ,来自茎尖部位叶片的不定
芽再生能力高于茎段部位叶片的 ,同样基因型、不同
叶龄的叶片形成不定芽的能力不同 ,不定芽的形成
能力与叶龄成反比 ,这反映了外植体生理状态的差
异对叶片再生能力的影响。 Stamp等 [ 3 ]对不同叶序
的叶片再生率进行了研究 ,发现茎尖附近最幼嫩的
叶片不定芽再生率高 ,而其下部叶片再生率较低。
Tang等 [39 ]观察到同一基因型的葡萄叶片培养在相
同培养基上 ,仅有部分叶片形成不定芽 ,认为造成这
种差异的原因是叶片叶龄不同。
对于同一种外植体 ,其生理状态也是影响其体
胚发生的重要因素。在以花药为外植体的研究中 ,长
0. 5 mm的赤霞珠花药具有较强的胚发生能力 ,花
药颜色较其长度能更好地反映胚的发生能力 [ 32] ,而
李云等 [ 40]则认为花药培养以四分孢子期到单核期
为宜。 Emershad等 [12 ]利用无核葡萄合子胚诱导胚
状体发生的结果表明 ,不同时期采取胚珠诱导胚状
体发生的效果差异较大 ,而且不同长度的胚状体再
生次生胚状体及萌发成苗的效果也不同 ,长 2~ 3
mm胚状体成苗率最高。
3. 4 培养基
组织培养中培养的外植体不同 ,所用的培养基
类型也不同 ,必须选择合适的培养基 [41~ 43 ]。 葡萄属
植物植株再生的不同培养阶段 ,选用不同的基本培
养基是获得成功的关键环节。在愈伤组织诱导和培
养阶段 , M S培养基应用最广 ,约占 60% ;其次 NN
培养基和 B5培养基应用也很广泛 ;而 ER培养基诱
导合子胚再生效果较好 [16, 17 ]。在胚状体或不定芽诱
导阶段 ,培养基中氮源对其影响最显著 ,其中 N H+4
对胚状体的诱导是必不可少的 , NO-3 有利于胚的发
育 ,特别是氨态氮和硝态氮的比例最为重要 [25 ] ,如
合子胚再生所需氨态氮和硝态氮适宜比例为 1∶
5[ 12]。所以 ,培养基中添加还原型氨基酸对胚状体诱
导有促进作用 ,尤其是 L-半胱氨酸和丝氨酸。 胚状
体或不定芽萌发和成苗阶段选用培养基与诱导胚状
体的类似 ,但多采用无机盐减半培养基 ,如 1 /2 M S
或 Woody Plant培养基 [12, 25 ]。 这表明 ,适合愈伤组
织诱导的培养基不一定适合胚状体萌发及成苗培
养。因此 ,在葡萄再生过程中应注意基本培养基随着
不同再生阶段而进行及时更换。
糖类物质在培养基中除了作为碳源为细胞提供
合成性化合物的碳骨架和作为能源为细胞的呼吸代
谢提供底物外 ,还起着调节培养基渗透压的作用。对
葡萄离体培养的大量研究表明 [44 ] ,培养基中加入较
高浓度的蔗糖 ( sucrose )、氨基酸及无机盐 (如
NaCl)等物质 ,可以提高培养基的渗透压 ,利于胚状
体的正常发育。常用的碳源是蔗糖 ,愈伤组织诱导阶
段蔗糖含量为 30~ 60 g /L,萌发与成苗阶段蔗糖含
量多减半以降低渗透压。糖含量降低虽利于萌发 ,但
苗弱 ,后期生长差。 因此 ,建议采用浓度略高于半糖
的培养基并辅助以 ABA( abscicic acid ) ,既能促进
发芽 ,又能保证幼苗正常生长。
葡萄外植体 ,特别是未成熟的外植体含有较多
的酚类物质 ,在离体培养中 ,组织中多酚氧化酶被激
活 ,酚类物质被氧化成醌类物质从而导致褐
变 [45, 46 ]。在离体再生培养中 ,褐变不仅使培养物的
生长受到抑制 ,还会影响愈伤组织的诱导或产生的
愈伤组织很硬 ,无分化能力。在培养基中加入适量的
抗氧化剂或吸附剂 ,可以减轻褐变的干扰和影响。抗
氧化剂可与多酚氧化酶反应而抑制醌类物质的产
生 ,达到防止褐变的效果。 目前常用的抗氧化剂有
Vc(抗坏血酸 )、 PV P(聚乙烯吡咯烷酮 )、亚硫酸钠、
过氧化氢、半胱氨酸盐、 AgNO3和 NaCl等。抗氧化
剂只能在一定时间内有抑制褐变的作用 ,一旦抗氧
化剂全部被氧化后 ,褐变就会发生 ,所以要注意分次
使用。而在培养基中加入吸附剂可以吸附醌类物质 ,
减轻褐变以利于外植体的生长。目前最常用的吸附
剂是活性炭 (activ ated charcoal) ,浓度一般为 0. 1%
~ 0. 3% [ 12, 16]。
3. 5 植物激素种类及浓度
再生培养中 ,植物激素的种类和浓度是影响葡
萄离体再生最主要的因素之一 ,生长素和细胞分裂
素对葡萄离体再生是必需的 [16, 17 ]。除部分研究者利
用高浓度的细胞分裂素 ( 5~ 10μmol /L BA)和低浓
度的生长素 ( 0. 5~ 1. 0μmol /L IBA)直接从葡萄外
植体诱导不定芽获得成功外 [47 ] ,目前 90%的葡萄植
株再生都是通过愈伤组织间接再生的 [ 16, 17]。愈伤组
织诱导阶段以高浓度的生长素配以低浓度的细胞分
裂素效果最佳 ,其中生长素为胚性愈伤组织诱导所
必需 ,而是否适用细胞分裂素则因培养材料而异。生
长素常用 2, 4-D( 2, 4-dichlo rophenoxyacetic acid )
或 NOA( 2-napphthoxyacetic acid ) ,细胞分裂素常
用 BA( 6-Benzyladenine) ,部分研究者应用细胞分裂
193增刊 张文娥等:葡萄属植物 (Vitis L. )再生系统的研究进展
素 TDZ( thidiazuron) [16 ] ,它是一种具有高生理活性
的细胞分裂素 ,促进再生的效果比 BA高得多 ,尤其
对较难再生的基因型品种 ,效果更明显 [48 ] ,在国外
已被应用到多种植物再生 [49 ] ,在国内已应用于苹果
再生 [ 50, 51 ] ,但葡萄上尚未见报道。 从愈伤组织诱导
胚状体或不定芽 ,约 80%的研究认为只需低浓度的
生长素和中低浓度的细胞分裂素 [16, 17] ;而且与诱导
愈伤组织时相反 ,生长素多用作用力较弱的 NAA
( naphthaleneacetic acid )或 IAA ( indole-3-acetic
acid )。 Emershad等 [12 ]报道 ,将合子胚转至附加
1μmo l /L BA的 ER培养基上可促进无性胚的产生
及增殖 ,合子胚和无性胚直接成苗的最佳条件为附
加 1μmol /L BA的 Woody Plant固体培养基。由此
可见 ,胚状体或不定芽形成阶段 ,低浓度的生长素和
中低浓度的细胞分裂素有利于胚状体的生长发育。
而一些不需要外源激素的种类 ,可能是该阶段自身
产生或前阶段积累的生长素和细胞分裂素已足以供
胚状体或不定芽生长所需之故。以上诸多研究表明 ,
激素种类及激素浓度配比的选择对葡萄离体再生是
一个重要环节 ,不同阶段的培养 ,选用的激素类型及
配比不同。
3. 6 培养方式
在愈伤组织诱导阶段 ,约 85%的研究者利用固
体培养基 [ 16] ,液体培养基主要应用于胚珠及合子胚
培养和花药培养 ,胚状体或不定芽成苗阶段基本采
用固体培养基 [12, 16 ]。 在凝固剂的选择上 ,凝胶 ( g el)
透亮 ,凝固性能好 ,且不含有酚类化合物等有毒物
质 ,但琼脂 ( aga r)便宜 ,故多用琼脂。琼脂类型及琼
脂含量的多少影响培养基的凝固程度和培养物的生
长分化 ,如胚状体的发生 ,不定芽的增殖和发育 ,根
的形成等。研究表明 [52 ] ,软的培养基比硬的培养基
更有利于培养物吸收水分、营养和生长调节剂 ,因而
可以提高器官发生能力和芽的伸长。 但琼脂含量也
不能过少 ,否则易造成玻璃化现象。琼脂用量一般为
0. 7%~ 1. 0% 。
外植体在培养基上的放置方向对再生也有一定
的 影响 ,尤其是叶片。 一般认为 ,叶片远轴面
( abaxial surface down )接触培养基的再生频率
高 [8, 10 ]。 这可能是由于叶片正面的栅栏组织对培养
基中的营养物质更敏感 ,而且它们也是叶片最后停
止生长和分化的组织。另外 ,有研究认为这可能是由
于叶背面向上 ,增加了氧气的交流 ,使叶片更容易从
培养基中吸收营养 ,从而提高叶片的再生效率。
对外植体的处理也会影响再生效果 ,在叶中脉
横切 2次或将叶片切割成块状再生效果 ( 70% )明显
优于完整叶片 ( 43% ) [8, 35 ] ,再生几乎全部发生在切
割伤口处 ,这可能是由于切割处更易与培养基接触 ,
吸收营养物效果好。
3. 7 培养条件
有关培养条件的研究进展不大 ,特别是培养瓶
中环境条件对葡萄再生的影响研究很少。这是因为
尚未研制出调控瓶内环境条件的控制装置。
光照强度一般在 102. 8μmol / ( s· m2 ) ( 16 h) ,
前期暗培养可以显著提高叶片不定芽再生效率 ,以
暗培养 2~ 3周为佳 [1, 1 6, 17, 53]。但因品种、培养基的组
分不同 ,对光的需求也不一样 , Stamp等 [3 ]在光下同
样诱导出了较高频率的不定芽。胚状体萌发成苗阶
段初期给予弱光 ( 12 h , 51. 4μmo l /( s· m2 ) )以利于
胚芽生长发育 ,而后期则进行强光培养以提高成苗
质量。
培养条件中最重要的是温度。 大量研究表
明 [41, 43 , 46] ,大多数培养中的细胞 ,其生长最适温度为
26~ 28℃ ,因此培养室内一般保持恒温 ( 25± 1)
℃。 前期温度过高 ,易造成外植体和愈伤组织褐化 ;
后期温度过高 ,易造成幼苗失绿和玻璃化。胚状体发
生过程中许多胚状体尽管可生长到鱼雷形胚阶段 ,
但却不能发芽 [25 ] ,主要原因之一就是诱导产生的胚
状体进入休眠状态。许多学者采用低温 (chi lling )处
理 4~ 6周以打破休眠 ,萌发率较高 ( 97% ) [ 16]。
总之 ,与其他木本植物相比 ,葡萄不定芽的再生
较困难 ,其中基因型是制约不定芽形成的关键因素 ,
仅从部分品种中再生出不定芽 ,且再生率也普遍较
低 ,只有那些幼嫩程度较高的外植体才具较高的形
态发生能力 ,仅有较少的几个品种再生率较高 ,但嵌
合体的比例较高。而与不定芽的再生相比 ,胚状体再
生更为困难 ,基因型也是该途径发生的一个制约因
素 ,目前仅从部分葡萄品种中诱导产生了胚状体 ;外
植体的种类和生理状态也是影响胚发生的因素 ,花
药和合子胚较易产生胚状体 ,叶片、叶柄、卷须则不
易再生出体胚 ;体胚的诱导过程繁琐、时间长且诱导
率普遍较低 ,限制了胚状体途径的进一步发展 ;体胚
萌发率低导致最终成苗低也是这一再生途径中急需
解决的问题 ,而胚发生能力的长期保持则为葡萄遗
传转化创造了有利条件。
4 存在问题及应用前景
在过去的二十几年中 ,葡萄再生技术已取得了
较大的进展 ,许多研究者利用再生系统获得了葡萄
194 西北农林科技大学学报 (自然科学版 ) 第 31卷
转基因植株。但与其他果树相比 ,葡萄离体再生较困
难 ,葡萄再生体系中存在着许多亟待解决的问题:
( 1)葡萄离体再生受基因型的限制 ,目前仅有部分基
因型品种能诱导再生 ,尤其是农艺性状好的品种再
生研究进展缓慢 ; ( 2)葡萄再生效率低、重复性差 ,从
而导致遗传转化率低 ,制约了葡萄遗传转化的发展 ;
( 3)器官发生途径易产生嵌合体 ,胚状体发生途径诱
导率更低 ,且诱导过程漫长 (至少需半年时间 ) ;
( 4)胚状体发生过程中畸形胚现象经常发生 ,培养环
境难以控制 ,组织遗传变异原因尚不清楚。这些都是
今后需要重点研究解决的问题。
胚状体发生途径将是今后葡萄再生的主要途
径 ,在胚状体诱导及分化水平较低的葡萄种类、品种
上将会有所突破 ,尤其是不经愈伤组织阶段的胚状
体直接再生将会大大提高葡萄遗传转化的效率。 相
信随着植物分子生物学和植物基因工程技术的迅速
发展 ,尤其是生理、生化、细胞学等基础理论研究的
重大突破 ,这些问题的解决将指日可待。利用基因工
程技术进行葡萄品种的遗传改良 ,将具有广阔的发
展前景。
[参考文献 ]
[1 ] 邹昌杰 ,李佩芬 .葡萄花药培养 [ A] .花药培养学术讨论会文集 [C ].北京:科学出版社 , 1978. 206- 208.
[2 ]  Barlas s M , Sk ene K G. In vit ro propagation of grapevine (Vi tis vinif era L. ) f rom fragm ented sh oot apices [ J] . Vi tis , 1981, 17: 335- 340.
[3 ]  Stamp J A, Colby S M. Direct shoot o rganogenesi s and plant regeneration f rom leaves of grapes (Vi tis spp. ) [ J ]. Plant Cel l, Ti ssue and
Org an Cul ture, 1990, 22( 2): 127- 133.
[4 ]  Barlas s M , Sk ene K G. Studies on th e f ragmented shoot apices of g rapevin e.Ⅰ . Th e regenerat ive capabili t y of leaf primo rdial f ragm ents in
vit ro [ J] . J Ex p Bot , 1980, 31: 483- 488.
[5 ]  Barlas s M , Sk ene K G. Studies on th e f ragm ented sh oot apices of g rapevine.Ⅱ . Factors affecting grow th and dif ferentiation in vit ro [ J ].
J Exp Bo t, 1980, 31: 489- 495.
[6 ] 刘翠云 ,张 宝 ,张 睿 .葡萄快速繁殖技术的研究 [ J] .西北植物学报 , 1988, 8( 3): 195- 200.
[7 ]  Elisabeth C, Paul B, Bernard. Plan t reg eneration by org anogenesis in V it is roots tock species [ J] . Plan t Cel l Rep, 1990, 10( 8): 726- 728.
[8 ]  Stamp J A, Colby S M, Meredi th C P. Improve shoot organogen esis f rom leav es of g rape [ J] . J Amer Soc Ho rt Sci, 1990, 115: 1038- 1042.
[9 ] 卢炳芝 ,李佩芬 ,于向荣 ,等 .葡萄花丝胚性愈伤组织的诱导及其植株再生 [ J ].葡萄栽培与酿酒 , 1994, ( 1): 15- 17.
[10 ]  Toreeg rasa L, Bouquet A. Adv en tit ious bud formation and shoot d evelopmen t f rom in vitro l eav es of V itis muscadinia h ybrids [ J] . Plant
Cel l, Ti ssu e and Organ Culture, 1996, 45: 245- 252.
[11 ]  Martinelli L, Bragagna P, Valen tin e P, et al. Somatic embryogenesi s f rom leaf-and petiole-deriv ed cal lus of Vit is scienza [ J] . Plant Cell
Report s, 1993, 12: 207- 210.
[12 ]  Emershad R L, Ramming D W . Somatic emb ryog enesis and plan t dev elopm ent f rom immature zygo tic emb ryos of s eed les s g rapes [ J ].
Plan t Cell Report s, 1994, 14: 6- 12.
[13 ]  Reust le G, Hars t M , Allew eddt G. Plant regeneration of grapevine ( Vit is L. ) protoplast s f rom emb ryog enic tissue [ J ] . Plant Cell
Report s, 1995, 15( 3- 4): 238- 241.
[14 ]  Salunkh e C K, Rao P S, Mhat re M . Ind uction of somatic em bryog enesis and plant lets [ J] . Plant Cell Repo rts , 1997, 17( 1): 65- 67.
[15 ] 于向荣 ,李佩芬 ,卢炳芝 ,等 .酿酒葡萄原生质体再生植株 [ J].果树科学 , 1999, 16( 2): 115- 118.
[ 16 ]  Martin elli L, Gribaud o I. Somatic Embryogenesi s in Grapevine [M ]. Neth erland: Kluwer Academic Publish ers Molecu lar Biology and
Biotechn ology of Grapevine, 2001. 327- 351.
[17 ]  Toreegrasa L, Bouqu et A, Gous sard P G. In vit ro Cul ture and Propagation of Grapevine [M ] . Netherland: Kluw er Acad emic Publish ers
Molecular Biology and Biotech nology of Grapevine, 2001. 281- 326.
[18 ]  Scorza R, Cordts J M , Ramming D W. Tran sformation of grape zygotic-deriv ed s omatic em bryos and regen eration of t rans genic
plants [ J] . Plant Cel l Reports , 1995, 14: 589- 592.
[19 ]  Sco rza R, Co rd ts J M , Gray D J. Producing transg enic` Tompson Seedles s ’ [ J] . J Amer Soc Hort Sci , 1996, 121( 4): 616- 619.
[20 ] 黄学森 , Mullins M G.用生物技术将外源基因转入葡萄的研究 [ J] .遗传 , 1989, 11( 3): 9- 11.
[21 ]  Bruno M, Tiziana P,O riano N, et al. Genetic transformation of Vit is vini fera via o rganogenesi s [ J ]. BM C Biotech nology, 2002, 2: 18- 27.
[22 ]  Georgy P G, Iv an J T, Violeta M C, et al. Genetically engineered grapevin es carrying GFLV coat proteinand anti f reeze gen es [ J ].
Agricul turae Conspectus Scien tif icus, 2001, 66( 1): 71- 76.
[23 ] 周 鹏 ,王跃进 ,贺普超 .人胰岛素样生长因子 -Ⅰ 基因转化葡萄的研究 [ J ].热带作物学报 , 2002, 23( 1): 1- 6.
[ 24] 陈力耕 ,刘淑芳 ,胡西琴 .葡萄高效再生体系的建立及转 LEAFY基因的研究 [ J] .浙江大学学报 (农业与生命科学版 ) , 2001, 27 ( 5):
523- 526.
[25 ] 范双喜 .植物组织培养中胚状体诱导的研究 [ J] .北京农学院学报 , 1993, 8( 2): 142- 147.
[ 26 ] 张克忠 ,鲍雪珍 ,白永延 ,等 .苏云金杆菌内毒素蛋白基因转入葡萄胚性愈伤组织细胞及转基因植株再生的研究 [ J ].实验生物学报 ,
1997, 30( 3): 303- 311.
[ 27 ]  Gray D J, Mo rtensen J A. Init iation and main tenance of long term somatic embryogen esis f rom an th ers and ovaries of V itis longi i
195增刊 张文娥等:葡萄属植物 (Vitis L. )再生系统的研究进展
` microspema’ [ J] . Plant Cel l, Ti ssu e and Organ Culture, 1987, 9: 73- 80.
[28 ]  Motoik e S Y, Skir rin R M , Norton M A. Somat ic emb ryogenesi s and long term maintenance of emb ryogenic lines f rom fox g rapes [ J ].
Plan t Cell, Tissue and Organ Cul tu re, 2001, 66: 121- 131.
[29 ]  Regner F, Roman H. Regeneration of grapevine by means of organog enesis [ J ]. M it teilungen Klos temeubu rg , 1994, 4( 5): 168- 174.
[30 ]  Peros J P, To rregrosa, Berger G. Variabi li ty among V iti s vinifera cul tivars in microp ropagation, organogen esis and an tibio tic sensiti vi-
ty[ J ]. Journal of Exp erimental Botany, 1998, 49( 319): 171- 179.
[31 ] 周 鹏 ,郭安平 ,王跃进 ,等 . 2个葡萄品系外植体愈伤组织诱导和植株再生 [ J ].热带作物学报 , 2002, 23( 3): 52- 57.
[32 ]  Stamp J A, M eredi th C P. Proli f erativ e somatic emb ryogenesi s f rom zygo tic embryos of grapevine [ J ]. J Amer Soc Hort Sci, 1988,
113( 6): 941- 945.
[ 33 ]  Gribaudo, Vallania R, M iaja M L. Genotype inf luence on somatic embryogenesi s in g rap evine an th er and leaf cul tu re [ J ]. Acta Hort ,
2000, ( 1): 407- 410.
[34 ]  Cheng Z M, Reisch B L. High f requ ency sh oot regen eration f rom V iti s labruscana ( Abs t r) [ J] . Hort Science, 1988, 23: 803.
[35 ] 张剑侠 ,王贺飞 ,徐 炎 ,等 .中国野生葡萄组织培养研究 [ J].西北植物学报 , 2003, 23( 3): 460- 463.
[36 ] 邹昌杰 ,李佩芬 .葡萄花粉植株诱导 [ J] .植物学报 , 1981, 23( 1): 79- 81.
[37 ] 李 云 ,冯 慧 ,田砚亭 .`红地球’葡萄叶片、叶柄不定芽再生体系的建立 [ J ].园艺学报 , 2002, 29( 1): 60- 62.
[38 ] 李世诚 ,堀内昭作 ,望罔亮介 .葡萄未熟胚的胚状体诱导和再生植株 [ J ].上海农业学报 , 1992, 8( 2): 27- 32.
[39 ]  Tang F A, M ullins M G. Adventi tiou s bud formation in leaf ex plant of som e g rap evine root stock and scion cul tivars [ J ]. Vi ti s, 1990, 29:
151- 158.
[40 ] 李 云 ,冯 慧 ,田砚亭 .葡萄再生系统研究进展 [ J] .生物技术通报 , 2000, ( 2): 28- 31.
[41 ] 曹孜义 ,刘国民 .实用植物组织培养技术教程 [M ] .兰州:甘肃科学技术出版社 , 1996.
[42 ]  Murashig e T, Skoog F. A revis ed medium fo r rapid g row th and bioas says wi th tobacco tis sue cul tu re [ J ]. Ph ysiol Plant , 1962, 15: 473-
497.
[43 ] 金 波 .蔬菜作物的胚胎培养 [ J] .上海农业学报 , 1986, 2( 3): 105- 114.
[44 ] 曹孜义 .我国葡萄组织培养研究概况 [ J] .甘肃农业大学学报 , 1999, ( 34): 62- 67.
[45 ] 王蕴珠 ,葛扣麟 ,邹高治 .葡萄体细胞愈伤组织的诱导与植株再生 [ J ].植物学报 , 1985, 27(6) : 661- 664.
[46 ] 颜昌敬 .植物组织培养手册 [M ] .上海:上海科学技术出版社 , 1990.
[47 ]  Nits ch J, Ni ts ch C. Haploid plants f rom pol len g rains [ J]. Science, 1969, 163: 85- 87.
[48 ] 王关林 ,方宏筠 ,那 杰 .高活性细胞激动素 TDZ在植物组织培养中的应用 [ J] .植物学通报 , 1997, 14( 3): 47- 53.
[49 ]  Horsch R B, Fraley R T, Rog ers S G. Inheri tance of functional foreign genes in plan ts [ J ]. Science, 1984, 223: 496- 498.
[50 ] 张志宏 ,景士西 ,王关林 . TDZ对苹果离体再生不定芽的效应 [ J ].植物生理学通讯 , 1997, 33( 6): 420- 423.
[51 ] 张志宏 ,景士西 ,王关林 ,等 .新乔纳金苹果遗传转化及转基因植株再生 [ J ].园艺学报 , 1997, 24( 4): 378- 380.
[52 ] 刘飞燕 ,郭达初 .试管苗玻璃化发生原因初探 [ J] .杭州大学学报 , 1996, 23( 4): 382- 387.
[ 53 ]  Korban S S, Oconnor P A, Elob eidy A. Effect s of thidiazuron naph thaleneacetic acid , dark incubation and g enotype on shoot
organogenesis f rom Malus leaves [ J] . Ho rt Science, 1992, 67( 3): 341- 349.
Prog ress in the studies of Vitis L. reg eneration system
ZHANG Wen-e, WANG Fei, PAN Xue- jun
(College of Horticult ure,N orthwest Sci-Tech University of Agriculture and Forest ry , Yangling , Shaanxi 712100,China)
Abstract: The pro g ress o f Vitis L. reg eneration a re generali zed in this paper. The main facto rs that
af fect in v itro regenera tion of Vitis L. are summarized and analysed, including g rape genotype, types and
properties o f explants, types of medium , lev el and ra tio of plant ho rmone, culture ways and cul ture
conditions, etc. The present si tuation of i ts studies, existing problems and i ts prospects are brief ly
mentioned.
Key words: Vit is L. ; adventi tious org anogenesis; somatic embryogenesis; inf luencing facto rs;
reg eneration system
196 西北农林科技大学学报 (自然科学版 ) 第 31卷