目的:观察桃金娘小孢子不同发育时期的花器外部形态及细胞学特征,找出小孢子发育时期与花器相关性,为花药培养提供细胞学依据,同时探究低温预处理时间和植物生长调节剂组合对花药愈伤组织形成的影响.方法:用游标卡尺测量花蕾形态特征,用显微镜观察小孢子发育时期.接种前低温预处理花蕾0、12、24、48、72 h,采用L9(33)2,4-D(1.0、2.0、3.0 mg/L),6-BA(0.5、1.0、1.5 mg/L),NAA(0.1、0.2、0.3 mg/L)正交实验诱导花药愈伤组织.结果:小孢子处于单核靠边期时,花蕾横径为7.877±0.374 mm,纵径为7.167±0.340 mm,花瓣露出花萼,花药黄色,有浓烈芳香气味.4℃低温预处理花药24 h,诱导率为23.78％,显著高于其他处理.2,4-D是影响桃金娘花药愈伤组织形成的主要因子,配方MS+2.0 mg/L 2,4-D+1.5 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA诱导率为30.82％,显著高于其他处理.结论:桃金娘小孢子各发育时期与花萼位置、花药颜色、花蕾大小密切相关,低温预处理可以提高花药愈伤组织诱导率,适宜的生长调节剂浓度和组合有利于提高花药愈伤组织诱导率.

目的:建立党参花药培养的植株再生体系,为党参单倍体育种提供基础研究.方法:以党参花药为外植体,研究不同浓度 2,4-D、低温预处理对愈伤组织诱导的影响,并对愈伤组织进行继代培养及体细胞胚胎发生再生植株研究.结果:确定了花粉发育时期与花蕾外部形态的相关性,药瓣比(花药长/花瓣长)为0.83～0.89 的党参花蕾,其花粉处于单核中央期或单核靠边期;党参花药愈伤组织诱导的适宜培养基为MS+1.0～2.0 mg/L 2,4-D+蔗糖30 g/L+琼脂 8 g/L,诱导率为 37.50%～47.50%;低温预处理对愈伤组织诱导的效果不明显;合适的愈伤组织继代、胚状体分化再生植株的培养基分别为MS+0.5 mg/L 2,4-D+蔗糖30 g/L+琼脂8 g/L、MS+0.5 mg/L 2,4-D+椰乳100 g/L +蔗糖 30 g/L+琼脂 8 g/L.结论:初步建立了通过体细胞胚胎发生再生植株的党参花药培养技术体系,为党参新品种选育奠定了基础.

目的:通过中华猕猴桃花药培养获得单倍体或双单倍体再生植株,以期创新猕猴桃种质,为猕猴桃育种提供材料.方法:以中华猕猴桃栽培品种'桂海四号'雄株花药为外植体,研究不同培养基对愈伤组织诱导、体细胞胚诱导、继代及植株再生的影响,采用流式细胞仪鉴定再生植株倍性.结果:花药在添加1 mg/L 2,4-D和5 mg/L 6-BA培养基上诱导率最高,为58.48%,愈伤组织为淡黄色、结构致密.上述愈伤组织在添加2,4-D的培养基中未形成体细胞胚,而其它激素配比均可产生体细胞胚,在体视镜下可观察到球形胚、心形胚和鱼雷胚阶段.体细胞胚在添加0.05 mg/L NAA、1 mg/L 6-BA 和 0.5 mg/L IBA的培养基上增殖率最高,为53.30%,且状况良好.在添加不同浓度IBA和ZT培养基上,体细胞胚均可分化产生丛生芽,当IBA为0.05 mg/L、ZT为3 mg/L时其再生率最高,为40%.再生植株在添加0.5 mg/L IBA的培养基上生根效果最佳,根多且粗壮.经流式细胞仪鉴定出单倍体、双倍体、三倍体、四倍体和五倍体多种倍性再生植株.结论:该研究初步建立花药—愈伤组织—体细胞胚—植株再生的培养体系,可为中华猕猴桃或其它猕猴桃物种的花药培养提供借鉴,再生单倍体或双单倍体植株是猕猴桃新种质,可为猕猴桃育种提供重要材料.

为了创造棉花光敏雄性不育系材料,解决杂交制种中人工去雄成本高的问题,自2006年起进行了大规模组织培养,创造棉花突变体,以期筛选出棉花光敏雄性不育材料.2012年在组织培养再生植株后代中发现新型光敏核不育材料PSM4(photoperiod sensitive male sterility mutant of cotton),并于2012～2017年在海南三亚吉阳镇中寥村中棉所南繁基地和安阳中棉所试验田进行材料选育、生长发育调查及光周期实验.结果表明:(1) PSM4在日照时数大于12h时表现为雄性不育;在日照时数为11.5～12 h时表现为有少量花粉,处于育性转变期;在日照时数小于11.5 h时表现为正常可育.(2)遮光试验显示,PSM4花药败育关键时期为开花前12～15 d;石蜡切片显微观察显示,花药败育原因是在长日照条件下花粉壁外层物质缺失引起的.(3)遗传规律研究显示,PSM4育性受单隐性基因控制,不受阴雨气候条件影响.(4)用6个棉花品系与PSM4进行正反交试验发现F1代均可育,F2代分离出光敏核不育单株,分离比符合3∶1的单隐性分离规律.研究认为,新型棉花光敏核不育材料PSM4农艺性状优良,其光敏不育突变为隐性性状,所有的陆地棉品种(系)均为其恢复系,有利于杂交种的培育和棉花混选混交育种群体的建立,具有广阔的应用前景.

条斑病是水稻(Oryza sativa)中的常见病害,已经对我国粮食的高产稳产造成严重威胁.以典型籼稻台中本地1号与粳稻春江06的杂交F1代花药培养双单倍体群体(DH)为材料,用Xoc BLS256进行人工接菌,对双亲及群体各株系的病斑长度进行测量和量化分析;同时利用该群体业已构建的加密遗传图谱对病斑表型数据进行QTL作图分析.结果在水稻第2、4、5和8号染色体上共检测到4个效应值能区分开的QTL.对2号与5号染色体上2个较大的QTL区间内抗条斑病相关基因进行了表达分析,结果表明这些基因在处理前后出现了不同程度的表达差异,暗示这些基因可能是响应春江06与台中本地1号条斑病抗性差异的目标基因.研究结果为进一步克隆水稻条斑病抗性QTL奠定了重要基础.

为提高橡胶树(Hevea brasiliensis)体胚植株的成苗率和移栽成活率,以橡胶树花药离体培养获得的成熟子叶形体细胞胚为试验材料,研究不同质量浓度的活性炭对橡胶树体细胞胚成苗诱导的影响,以及炼苗方式、体胚植株不同根系炼苗移栽对其生长的影响.结果 表明:活性炭影响橡胶树体胚植株茎的伸长和侧根的形成,活性炭质量浓度为1.0 g·L-1时成苗率最高,为69.44％,生成的侧根数多.移栽前室外炼苗有利于提高橡胶树体胚植株的成活率,闭瓶炼苗5～7 d后开瓶2～3 d移栽成活率最高,可达95.83％.生根数对体胚植株移栽成活率的影响大,侧根多的体胚植株移栽成活率达96.88％.

染色体组型分析是细胞遗传学和遗传育种学研究的基础方法之一.染色体作为基因的载体,具有物种特异性,对研究物种分类、演化以及染色体结构、形态与功能之间的关系有非常重要的意义.以晋南1号枣树花药培养得到的第6代试管苗幼嫩叶片为材料,采用酶解去壁低渗-改良苯酚品红染色法制片、辅助显微观察分析,研究了其染色体组型.结果表明,该株系试管枣苗的染色体数目为12条,含有1个染色体组,属小染色体;其染色体组型公式为n=1X=12=9m+3sm,属2B型.在理论上为该枣树花药培养再生株系的快繁与育种利用提供了遗传种质依据;同时,提供了枣树染色体组分析的改进方法.

以中国水仙(三倍体)花药为材料进行减数分裂的观察,方法简便,效果良好,能观察到典型图像,也能观察到大量异常分裂图像,有效加强学生对减数分裂和染色体变异的理解.材料预存、雕刻培养、临时装片保存等方法能明显提高实验成功率和材料利用率.使用平板电脑编制在线课程,进行实验结果的保存、分享和讨论,可更大程度发挥实验课的价值.

以‘中秋酥脆枣’为试材,采用体视显微镜、扫描电子显微镜以及花粉离体培养法对不同发育时期雄蕊形态发育特性、花粉形态特征和花粉活力等进行研究.探明其相互之间对应的关系及花粉的适宜贮藏条件,旨在为提高枣树杂交育种效率提供依据.结果 表明‘中秋酥脆枣’花药呈椭圆形,表面有网状纹饰,2个花粉囊对称,纵向开裂;花粉属于小型花粉,外壁呈网状雕纹,近扁球形或近球形,极面观呈正三角形,赤道面观为椭圆形;萌发孔3个,萌发沟3裂,延伸至两极但无相连通.花粉萌发率与花粉的发育成熟度存在一定的关系.初开期、萼片展平期和花瓣花药分离期花粉萌发率较高.低温干燥贮藏花粉效果较好.

本研究以温州芜菁(Brassica rapa L.em.Matzg.,2n=20,AA)为母本,水果紫芣蓝(B.oleracea L.var.caulorapa DC,2n=18,CC)为父本进行远缘杂交,创造种间杂种.通过花期剥蕾授粉、子房培养共获得2株杂种,经扩繁得到无性苗19株,经形态学分析、细胞学观察和RAPD分子鉴定出2株均为温州芜菁×紫苤蓝的真杂种,后利用染色体加倍获得异源四倍体新型芜菁甘蓝新种质材料(AACC,2n=38).两杂种株系出现茎色分离,根部与茎部均有膨大,但程度低于亲本.异源四倍体的花器官较大,花药发育正常,可育花粉率高.本研究所创制的异源四倍体新种质,在一定程度上拓展了芸薹属蔬菜种质资源的遗传基础.