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      單倍體育種技術(shù)的應(yīng)用進展

      2021-04-18 01:28:52馮紅玉姚碧嬌
      中國農(nóng)學(xué)通報 2021年30期
      關(guān)鍵詞:花藥培養(yǎng)單倍體花藥

      馮紅玉,姚碧嬌,陳 媚,高 玲

      (中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所,海南儋州 571737)

      0 引言

      高等植物的生命周期以孢子體和配子體世代交替為特征,當二倍體細胞減數(shù)分裂形成雄性和雌性配子時,出現(xiàn)配子體階段,這一階段的細胞染色體數(shù)目為孢子體數(shù)目的一半[1]。單倍體是只含有配子染色體數(shù)目的植物的廣義術(shù)語[2]。將僅有母體一半染色體的植物器官、組織或細胞通過誘導(dǎo)或離體培養(yǎng)的方式產(chǎn)生單倍體,再利用各種染色體加倍技術(shù)將單倍體加倍形成擁有母體染色體組數(shù)目植株的這種育種方式即為單倍體育種。自1922年Buchholz和Blakeslee[3]在曼陀羅花中發(fā)現(xiàn)第一個天然單倍體胚以來,單倍體一直是植物生理學(xué)家、胚胎學(xué)專家、遺傳學(xué)家和育種學(xué)家們的研究熱點。而Guha和Maheshwari在1964年和1966年通過曼陀羅花藥離體培養(yǎng)獲得大量單倍體植株的開創(chuàng)性科研成果更是為高等植物單倍體育種開辟了新的道路[4-5]。國內(nèi)的研究機構(gòu)繼中國科學(xué)院遺傳研究所(1972年)第一次用水稻(Oryzasativa)和小麥(Triticum aestivum)花粉成功培育出水稻和小麥的單倍體植株后亦紛紛對單倍體育種開展了廣泛的研究,為中國單倍體育種事業(yè)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ),同時也為新品種的繁育做出巨大的貢獻。目前,單倍體育種普遍應(yīng)用于禾谷、草本、林木、果樹等作物的育種研究中,然而在典型熱帶果樹單育種研究中的應(yīng)用則相對較少。西番蓮(Passifloraspp.)是兼具花型美觀、花色豐富、氣味芬芳、果實美味、營養(yǎng)豐富等優(yōu)點于一身的熱帶藤本果樹,目前國內(nèi)外對西番蓮果汁的需求日益增長,西番蓮種業(yè)有著非常好的發(fā)展前景。雖然西番蓮以葉、芽、根、胚乳等為外植體的組織培養(yǎng)技術(shù)均已發(fā)展較成熟,但是單倍體育種在西番蓮中的應(yīng)用卻未見報道,作者在接下來的科研工作中將重點對西番蓮的單倍體育種展開研究,以期填補單倍體育種技術(shù)在西番蓮育種中的應(yīng)用空白。本文結(jié)合現(xiàn)有研究報道,對人工誘導(dǎo)孤雄生殖、人工誘導(dǎo)孤雌生殖、染色體加倍等單倍體育種培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進行綜述,并對單倍體育種技術(shù)在禾本科作物、花卉、林木和果樹育種方面的應(yīng)用進展進行總結(jié),同時,對其在其他領(lǐng)域的應(yīng)用進行了展望,為今后西番蓮單倍體育種研究提供理論指導(dǎo)。

      1 單倍體產(chǎn)生途徑

      1.1 自然發(fā)生的單倍體

      自然界中的天然單倍體植株往往由于花器官受到外界刺激或發(fā)育異常引發(fā)孤雌生殖或孤雄生殖的現(xiàn)象,從而形成單倍體植株。對絕大多數(shù)植物來說,單倍體植株的產(chǎn)生均屬于發(fā)生概率非常低的偶發(fā)性事件,無法滿足生產(chǎn)的需要[6]。

      1.2 人工誘導(dǎo)單倍體

      人工誘導(dǎo)單倍體是指人類利用各種技術(shù)手段,通過誘變、離體培養(yǎng)等方式產(chǎn)生的單倍體。其中離體培養(yǎng)法是指將植物體中的花藥、花粉或未授粉的子房、胚珠等組織或細胞從母體中分離,在體外通過人為創(chuàng)造的環(huán)境加入相應(yīng)的誘導(dǎo)激素培養(yǎng)形成單倍體的方法。離體培養(yǎng)法是當下可以在短時間內(nèi)獲得大量單倍體的高效實用的人工誘導(dǎo)單倍體的方法。最常用的離體培養(yǎng)技術(shù)有體外孤雄生殖技術(shù)和體外孤雌生殖技術(shù)[7]。

      2 單倍體育種培養(yǎng)技術(shù)

      2.1 人工誘導(dǎo)孤雄生殖技術(shù)

      離體花藥或花粉等雄性組織在含有各種物理和化學(xué)刺激下的無菌環(huán)境中培養(yǎng)形成單倍體的技術(shù)稱為人工誘導(dǎo)孤雄生殖技術(shù)。孤雄生殖單倍體體外培養(yǎng)的方法主要有花藥培養(yǎng)和花粉(小孢子)培養(yǎng)。

      2.1.1 花藥培養(yǎng) 花藥培養(yǎng)是采用植物雄性生殖器官進行單倍體培養(yǎng)的方式。由于花藥里含有大量的單倍體小孢子,因此采用花藥培養(yǎng)的方式獲得單倍體是非常高效的,加上其培養(yǎng)過程相對簡單,從而成為被廣泛使用的單倍體育種方法[8]。據(jù)報道,已經(jīng)有茄科中的辣椒(Capsicumannuum)[9]和 煙草(Nicotianatabacum)[10]、禾本科中的大麥(Hordeumvulgare)[11]和小麥[12]、胡椒科中的胡椒(PiperNigrum)[13]等250多個物種成功通過培養(yǎng)花藥產(chǎn)生單倍體[14]。

      在進行花藥培養(yǎng)之前,首先,要創(chuàng)造無菌的培養(yǎng)環(huán)境作為前提條件;其次,要制備能誘導(dǎo)離體花藥分化形成愈傷組織的培養(yǎng)基,其中不同濃度的生長素和細胞分裂素對絕大多數(shù)物種花粉的離體培養(yǎng)來說,都是必不可少的。在花藥的選取方面,一般用小孢子處于單核早期至晚期的花藥?;ㄋ幵谂囵B(yǎng)基培養(yǎng)的過程中,還需要經(jīng)過連續(xù)的冷熱交替和光暗交替處理。待形成愈傷組織后則需移植于條件適宜的增殖培養(yǎng)基中。

      2.1.2 花粉(小孢子)培養(yǎng) 花粉培養(yǎng)是直接取用雄性生殖細胞進行單倍體培養(yǎng)的方式。使用花藥培養(yǎng)單倍體的最大優(yōu)點是操作簡單和成功率高,然而花藥壁等外部組織的存在對花藥培養(yǎng)單倍體產(chǎn)生一定的干擾。通過離體培養(yǎng)花粉的方式雖然相較于花藥培養(yǎng)難度較大,但可以直接克服花藥壁等組織細胞的負面影響,保證育成后的單倍體來源的純正性[15]。此外,花藥培養(yǎng)還可以收集到大量不同時期的同步胚,這使小孢子培養(yǎng)成為研究胚胎發(fā)生的良好實驗材料。雖然與花藥培養(yǎng)相比花粉培養(yǎng)出現(xiàn)較晚,操作難度較大,但是,自1970年首次在甘藍(Brassicaoleracea)和油菜(Brassicanapus)花粉培養(yǎng)中成功形成愈傷組織之后,在許多作物中也相繼地通過離體誘導(dǎo)技術(shù)成功利用花粉培育出了單倍體植株,例如在煙草、油菜(Brassica napus)、胡椒、小麥、大麥、水稻等作物中,花粉的單倍體培養(yǎng)均被成功應(yīng)用且已開發(fā)出高效實用的生產(chǎn)方法[15-17]。花粉培養(yǎng)所需無菌條件以及基礎(chǔ)培養(yǎng)基的制備方法與花藥培養(yǎng)相似,但在特殊營養(yǎng)需求方面要比花藥培養(yǎng)要求更加復(fù)雜和嚴苛。

      2.2 人工誘導(dǎo)孤雌生殖技術(shù)

      與人工誘導(dǎo)孤雄生殖技術(shù)相對的是人工誘導(dǎo)孤雌生殖技術(shù),即離體子房、胚珠等雌性組織在含有各種物理和化學(xué)刺激下的無菌環(huán)境中培養(yǎng)形成單倍體的技術(shù)。人工誘導(dǎo)孤雌生殖技術(shù)常用的培養(yǎng)材料是未受精的子房和胚珠。由于孤雌生殖技術(shù)相對孤雄生殖技術(shù)操作繁瑣、技術(shù)難度高且成功率低,是目前最不易掌握和使用率最低的單倍體培養(yǎng)技術(shù),但是,有些物種在無法通過其他培養(yǎng)方法獲得所期望的結(jié)果時,離體孤雌生殖方法則是必要而有效的[18]。由于不同的作物有其不同的生物學(xué)特性,所適用的單倍體生產(chǎn)方法自然會不一樣,因此每一種培養(yǎng)技術(shù)都有其存在的必要性,均值得人們進行廣泛的學(xué)習(xí)和研究。

      2.2.1 子房培養(yǎng) 子房培養(yǎng)是用未受精的子房作為外植體進行單倍體離體培養(yǎng)的方式。目前,三葉橡膠樹(Heveabrasiliensis)[19]、刺槐(Robiniapseudoacacia)[20]等已成功通過子房培養(yǎng)的方式獲得單倍體植株。子房培養(yǎng)過程中,往往需要用到子房切片技術(shù),即將未授粉的子房或未成熟的花蕾橫切成薄片,再將薄片放于無菌培養(yǎng)基中培養(yǎng),然后經(jīng)過連續(xù)的冷熱交替及光暗交替等處理[1]。

      2.2.2 胚珠培養(yǎng) 胚珠培養(yǎng)是直接取未受精的胚珠作為外植體進行單倍體離體培養(yǎng)的方式[21]。這種方法已經(jīng)成功應(yīng)用于煙草、洋蔥(Alliumcepa)、甜菜(Beta vulgaris)等作物的單倍體培育中。胚珠培養(yǎng)同樣需要有無菌的環(huán)境條件、適合的培養(yǎng)基以及有效的應(yīng)激處理。胚珠培養(yǎng)至關(guān)重要的一步是胚珠的切取過程,不同物種胚珠的大小不一樣,胚珠切取的難易度也不同,相對于大種子物種而言,小種子物種的胚珠切取必須借助顯微技術(shù),取材難度較高[1]。

      2.2.3 輻照花粉誘導(dǎo)孤雌生殖技術(shù) 輻照花粉誘導(dǎo)孤雌生殖技術(shù)是用射線輻照植物花粉,使花粉萌芽但不受精,從而刺激胚胎發(fā)育,再將胚胎進行離體培養(yǎng)獲得單倍體的孤雌生殖方式。自從Sauton和Dumas du Vaulx(1987)第一次成功使用這種技術(shù)培育出單倍體后,該技術(shù)即越來越廣泛的應(yīng)用于植物單倍體育種之中,且其在果樹單倍體育種中的應(yīng)用,往往能在一定程度上解決果樹單倍體育種相對困難的問題[22]。輻照花粉誘導(dǎo)孤雌生殖過程中,鈷-60(60 Co)γ射線和X-射線是可用作輻射的兩種射線,其中常用的是鈷-60(60 Co)γ射線,X-射線則較少用到。此外,射線輻照花粉的時間和強度是影響孤雌生殖成功率的重要因素之一[23-24]。

      2.3 染色體加倍技術(shù)

      單倍體育種過程中往往通過采用秋水仙素誘導(dǎo)等方法人工二倍化單倍體形成具有正常染色體組數(shù)的植株,從而最終應(yīng)用到生產(chǎn)實踐中[17,25]。此外,還需采用形態(tài)學(xué)鑒定、細胞學(xué)特征鑒定、生化標記、分子標記等技術(shù)進行倍性鑒定[26-29]。

      3 單倍體育種在不同植物上的應(yīng)用

      3.1 單倍體育種在禾谷類作物中的應(yīng)用

      禾谷類作物是中國乃至世界最重要的糧食作物,對此類作物的育種改良是各個國家都高度重視的。而單倍體育種是有效推進禾谷類作物優(yōu)良品種培育進程的有效手段。體外培養(yǎng)單倍體育種在水稻、小麥、大麥、玉米(Zeamays)等禾谷類作物中發(fā)展較成熟,且水稻和小麥的一些改良品種已得到推廣生產(chǎn)[30-31]。在小麥中,用花粉單倍體育種代替常規(guī)雜交育種,可縮短育種周期3~4代。同時,禾谷類作物的單倍體培養(yǎng)也可以通過選擇性消除種間授粉后的特定染色體的方式誘導(dǎo)形成[32],這種方式目前最常應(yīng)用于小麥和玉米等作物中。此外,通過體外孤雌生殖技術(shù)結(jié)合雜交和胚胎拯救培養(yǎng)技術(shù),可以增加小麥孤雌生殖的效率[21,33]。單倍體育種技術(shù)在玉米作物中的應(yīng)用起始于1952年。相較于繁瑣冗長的系譜法、回交法等常規(guī)的育種方法,利用體外孤雌生殖或孤雄生殖等單倍體育種技術(shù)可在短短的3季內(nèi)獲得純合自交系,有效的縮短了玉米的育種周期[34]??梢妴伪扼w育種技術(shù)在禾谷類作物育種中具有極高的利用價值。

      3.2 單倍體育種在草本花卉育種中的應(yīng)用

      經(jīng)過長期的引種、馴化和培育過程,中國現(xiàn)有栽培花卉品種眾多,加上得天獨厚且種類繁多的天然花卉種質(zhì)資源的存在,使中國成為令世界矚目的花卉資源寶庫。如何充分利用現(xiàn)有資源,培育出品系更純、性狀更優(yōu)、市場價值更高的優(yōu)勢品種,是值得我們?nèi)ニ伎嫉膯栴}。單倍體育種技術(shù)擁有傳統(tǒng)育種技術(shù)所沒有的優(yōu)勢,充分利用其優(yōu)勢可以突破花卉育種中存在的一些技術(shù)壁壘。

      在現(xiàn)有花卉品種中,草本花卉占據(jù)著重要的地位。自從單倍體技術(shù)問世以來,中國的科研人員成功培育出的花卉單倍體品種數(shù)量位列世界前茅。在花卉單倍體育種中,單倍體育種技術(shù)在草花育種方面的應(yīng)用發(fā)展較快。目前萱花(Hemerocalliscitrina)、百合(Liliumbrownii)、蘭花(Cymbidium)、金魚草(Antirrhinum)等草本花卉在單倍體育種方面均取得了較大的成功,且往往使用花粉、花藥、子房或胚珠等離體孤雄或孤雌培養(yǎng)技術(shù)便能滿足需求[35]。國內(nèi)的大量研究報告也證實了這一觀點,例如,王延玲等[36]通過低溫預(yù)處理增加了仙客來(Cyclamenpersicum)花藥培養(yǎng)的單倍體的獲得率;王史琴[37]通過花粉培養(yǎng)快速獲得了小報春(Primulaorbesii)新品種紅星和重瓣類的單倍體;袁素霞[38]選用7個百合基因型的未授粉子房進行離體誘導(dǎo)形成的胚胎中異于母體倍性的胚胎占比率高達69.35%。王麗花等[39]對12個非洲菊(Gerbera jamesonii)品種的未授粉胚珠進行離體培養(yǎng),結(jié)果都能形成愈傷組織或不定芽,且經(jīng)過倍性分析顯示有單倍體的存在;黃麗娟等[40]用花藥和子房均成功培育出了Sweet Dream、雨林花燭、紅衣天使等紅掌(Anthurium andraeanum)品種的單倍體植株;此外,張樂民[41]利用小孢子離體培養(yǎng)技術(shù),僅一個世代便育成具備高純度、高穩(wěn)定性的馬蹄蓮(Zantedeschiaaethiopica)純系品種。

      3.3 單倍體育種在林木育種中的應(yīng)用

      林業(yè)中的林木種類基本屬于木本植物,他們在育種方面往往面臨著世代交替緩慢、自交親和性低,育種周期長,常規(guī)育種方式獲取純系品種困難等困境,而利用擁有基因純合快、育種時間短、效率高等優(yōu)點的單倍體育種技術(shù)進行木本植物育種,能有效的幫助其解決育種過程中所面臨的困境。目前,單倍體植株或愈傷組織已培育成功或正在研發(fā)當中的林木樹種有:茶樹(Camelliasinensis)、楊樹(Populus)、刺槐、印楝(AzadirachtaIndica)、合歡(Albiziajulibrissin)等[2],但據(jù)Forster等[42]報道,在已有的被報道的200多種單倍體和雙倍單倍體物種中,木本植物種類所占的比例還不到10%。因此,對木本植物單倍體育種技術(shù)的研究既有廣闊的空間又任重而道遠。為此,在進行木本植物育種過程中,除了使用花藥、花粉、未受精的子房和胚珠進行離體培養(yǎng)獲得單倍體外,還應(yīng)該更加積極的嘗試別的單倍體育種方式或研發(fā)新的能滿足更多木本植物單倍體育種需要的技術(shù)方法。

      3.4 單倍體育種在果樹育種中的應(yīng)用

      水果是廣受人們喜愛的食物,其營養(yǎng)價值是其他食物所無法替代的。隨著人們生活水平的提高,對水果品質(zhì)要求也越來越高。如何更好的保持水果的優(yōu)良品質(zhì)或培育出品質(zhì)更加優(yōu)良的水果品種是果樹育種專家們一直以來研究的重點之一。

      果樹通常包含木本果樹、藤本果樹和草本果樹在內(nèi),其中絕大部分果樹種類為木本果樹。

      作為木本植物的木本果樹,在品種選育過程中與林木面臨著共同的困境,即難以通過傳統(tǒng)方法獲得純性品種。而單倍體育種同樣是解決木本果樹純性育種困難的有效方法。目前在木本果樹單倍體育種研究中,通過花藥培養(yǎng)成功獲得單倍體的案例最多。而在大多數(shù)的研究報道中,主要建立在經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,把研究重點放在影響果樹單倍體培育的外界因素及其性狀表現(xiàn)上,而鮮少見到對果樹樹種內(nèi)部作用機理的深入研究[43]。以下一些研究成果均說明了這一觀點。冬棗(Ziziphusjujuba)花藥培養(yǎng)達到最大誘導(dǎo)率的條件為外植體摘取時間為花蕾呈現(xiàn)黃綠色或淡黃色時,低溫預(yù)處理溫度為4℃,甘露醇預(yù)處理夜?jié)舛葹?.4 mol/L,處理時間為3天,基本培養(yǎng)基為1/2 MS,碳源為30 g/L的麥芽糖[44-45]。寧夏棗樹花藥最佳誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS+6-BA 1.0 mg/L+2,4-D 1.0 mg/L+IBA 0.4 mg/L;最佳分化培養(yǎng)基為MS+6-BA 1.5 mg/L+IBA 0.6 mg/L+AgNO30.5 mg/L[46]?!笪逍恰凌?Eriobotryajaponica)花藥離體培養(yǎng)最適條件為外植體處于單核期的3年生果樹花藥,4℃低溫預(yù)處理2天;愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS+2,4-D 0.5 mg/L+6-BA 2.0 mg/L;胚狀體誘導(dǎo)培養(yǎng)基MS+ZT 0.05 mg/L+NAA 0.01 mg/L+IBA 0.05 mg/L;蔗糖濃度30%,黑暗培養(yǎng)[47-51]。柑橘(Citrus reticulata)早花品種花藥培養(yǎng)再生率高于晚花品種;適宜的低溫預(yù)處理時間為7~8天[52]。

      雖然藤本果樹和草本果樹種類較少,但單倍體育種已應(yīng)用于他們中一些種類的育種研究中,例如藤本果樹中的葡萄(Vitisvinifera)、獼猴桃(Actinidia chinensis)等和草本果樹中的草莓(Fragariaananassa)等,但也基本局限于采用花藥培養(yǎng)的方式,且研究內(nèi)容也僅針對于培養(yǎng)條件的對比研究中。例如,在王廣富[53]的研究中,誘導(dǎo)藤本果樹軟棗獼猴桃(Actinidia arguta)‘魁綠’和‘綠王’花藥分化的最佳低溫(4℃)預(yù)處理時間為5天,培養(yǎng)基中加入的最佳2,4-D濃度分別為1 mg/L和2 mg/L,6-BA、蔗糖和瓊脂的最佳濃度均為5 mg/L、30 g/L、5.5 g/L;在趙永欽等[54]的研究中,草莓的花藥培養(yǎng)結(jié)果為:‘甜查理’和‘章姬’兩個品種在保持花蕾表面濕潤的狀態(tài)下,4℃低溫預(yù)處理3天有利于花藥分化的誘導(dǎo)。

      綜合以上研究結(jié)果,影響果樹花藥培養(yǎng)獲得單倍體植株的因素主要有:外植體的基因型和小孢子發(fā)育時期、預(yù)處理方式、培養(yǎng)基成分、培養(yǎng)條件等。其中多數(shù)果樹花藥培養(yǎng)的最佳時期為小孢子單核期,低溫預(yù)處理溫度為4℃,低溫預(yù)處理時間因外植體基因型的不同而有所差異,基本培養(yǎng)基一般都選用MS培養(yǎng)基,培養(yǎng)過程中所需添加的植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)往往包括2,4-D、6-BA、ZT、NAA、IBA等,常用的糖源物質(zhì)為蔗糖,此外有些果樹花藥培養(yǎng)過程中還需甘露醇等物質(zhì)作為預(yù)處理液。

      果樹單倍體育種除了多數(shù)使用花藥培養(yǎng)外,還有少數(shù)通過其他方式成功獲得單倍體的案例。比如,何道一等[55]通過輻射花粉誘導(dǎo)雌核發(fā)育技術(shù)成功獲得‘ 紅星 ’、‘ 富士 ’、‘ 遼伏 ’、‘ 貝拉 ’等蘋果(Malusdomestica)品種的單倍體植株。此外,王永清等[51]采用給在開花前已剪去部分柱頭的‘大五星’枇杷花所得的未成熟的小種子進行離體培養(yǎng)的方式所得的再生植株中,有2.4%為單倍體植株。在柑橘單倍體育種研究中,除了成功通過花藥培養(yǎng)獲得單倍體植株外,還成功誘導(dǎo)了游離小孢子的再分化;此外利用輻射花粉誘導(dǎo)柑橘雌核發(fā)育的方式培育出的單倍體結(jié)合細胞融合技術(shù)使其與二倍體雜交可培育成三倍體,這在果樹新品種選育中具有廣闊的應(yīng)用前景[52,56-57]。

      4 應(yīng)用前景

      4.1 建立純合系

      通過單倍體育種的方式有利于作物品種改良純合系的建立,這是快速選育出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)作物品種和保持作物品種雜種優(yōu)勢的有效手段。使用傳統(tǒng)的近親繁殖的方法,需要經(jīng)過世代的連續(xù)繁殖,消耗很長的時間才能形成一個純系品種。而且很多木本植物近交結(jié)實率非常低,或完全沒有種子,因此,通過近交獲得純系的可能性是非常小的。而通過秋水仙素等方法處理,將離體培養(yǎng)的單倍體進行二倍體化,可以在一代內(nèi)獲得純合二倍體植株,大大的縮短了純合系建立的時間。

      4.2 推進遺傳學(xué)研究

      單倍體植株作為配子樣本,可以直接得到基因間的重組值,明確許多經(jīng)濟作物的一些重要遺傳性狀。在對雄配子體進行體外培養(yǎng)的過程,除了產(chǎn)生單倍體外,還有助于篩選出有新遺傳變異的配子體。此外,利用單倍體植物也可以研究基因組內(nèi)或基因組間的染色體同源性。因此,可以有效的促進遺傳學(xué)的研究進展。

      4.3 形成新的基因型

      在育種研究中,新品種的獲得往往通過新基因型的建立實現(xiàn),而新基因常由基因突變形成。由于大多數(shù)突變是隱形的,在二倍體植株中不表達。而只有一組染色體的單倍體植株則可以同時顯示顯性和隱性特征,便于通過性狀選擇突變基因[58]。此外,單倍體培養(yǎng)技術(shù)結(jié)合雜交技術(shù)使染色體加倍后,還能獲得攜帶外源染色體的新基因型品種[17]。

      4.4 培育轉(zhuǎn)基因品種

      單倍體培養(yǎng)技術(shù)中的小孢子培養(yǎng)屬于細胞水平上的離體培養(yǎng)方法,因此,可以利用顯微注射技術(shù),將目標基因轉(zhuǎn)移至離體培養(yǎng)的小孢子細胞中,再利用其高度的再分化能力,使成功育成轉(zhuǎn)基因植株成為可能。

      4.5 加快熱帶果樹的育種進程

      典型的熱帶果樹單倍體育種僅在荔枝(Litchi chinensis)[59-60]、龍眼(Dimocarpuslongan)、番木瓜(Caricapapaya)[61]、火龍果(Hylocereusundatus)[62]、番荔枝(Annonasquamosa)[63]等少數(shù)種類中有培育成功的案例且基本上僅局限于花藥培養(yǎng)的方式,而西番蓮、菠蘿蜜(Artocarpusheterophyllus)、榴蓮(Duriozibethinus)、楊桃(Averrhoacarambola)、紅毛丹(Nephelium lappaceum)、蓮霧(Syzygiumsamarangense)、蛋黃果(Lucumanervosa)等多數(shù)熱帶果樹中均未見報道。故單倍體育種在熱帶果樹中的發(fā)展空間巨大。因此,在熱帶果樹單倍體育種過程中,除了使用一些常用的方法外,還可以嘗試一些最新的單倍體誘導(dǎo)方法,如模擬有性生殖誘導(dǎo)植物單倍體,即利用CenH3 RNAi和抑制技術(shù)處理使小孢子染色體消失,產(chǎn)生空核假雄配子,從而誘導(dǎo)孤雌生殖產(chǎn)生單倍體[64]。

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