摘要:花药培养技术是目前创造纯合基因型和培养丰富变异材料的最有效手段,筛选培养力强的优良水稻品系、加强花药培养中关键技术和遗传机理的研究、使花药培养与基因工程技术相结合、减轻对基因型的依赖性将为水稻花药培养的应用开创新局面。目前常用的方法就是在已有的优良农艺性状的水稻品系中,筛选出有较高培养力的材料进行花药培养。

作者:甘泉,宋丰顺,滕斌,林翠香,倪大虎*

单位:安徽省农业科学院水稻研究所

简介:甘泉,助理研究员,博士,从事水稻分子育种研究。*通信作者,研究员,博士,从事水稻分子育种研究。

基金项目:安徽省重点研究和开发计划专项(1804b06020344)。

OSID开放科学计划

随着现代生物和农学技术的迅速发展,水稻花药培养作为植物细胞工程的主体技术之一,已经在水稻遗传育种上取得了突破性的进展。自20世纪70年代以来,我国水稻花药培养技术已经与传统育种、转基因、化学物理诱变等相结合,成为水稻育种领域一个卓越有效的技术手段。水稻花药培养技术在缩短育种周期、提高育种选择效率、混倍体用于植物细胞遗传等基础性研究、获得具有双亲优势特性的可育远缘杂种、提供丰富的染色体变异材料等方面具有的巨大优势。

基因型在水稻花药培养中起到了至关重要的作用。提高水稻的花药培养力,最根本的办法是通过杂交等遗传改良手段,把高培养力基因导入到优良亲本或杂种中,通过改变基因型来提高材料的花药离体培养能力。目前常用的方法就是在已有的优良农艺性状的水稻品系中,筛选出有较高培养力的材料进行花药培养。

论文|基因型对粳稻花药培养效率的影响

目的

研究基因型对粳稻花药培养效率的影响,以期为水稻花药培养高效体系的建立以及创制优良水稻新品系提供参考。

方法

利用水稻花药培养技术,对16个农艺性状优良的粳稻品种(表1)进行了花药离体培养。根据其愈伤诱导率和绿苗分化率,筛选花药培养力强的优良粳稻品系。

结果

◆水稻花药培养情况

在培养初期,花粉沿着孢子体发育途径,经多细胞花粉形成愈伤组织,此时愈伤组织在花药内,为一团分生细胞组织,代谢旺盛且活力强(图1A)。

随着愈伤组织的生长,早期出现的管状分子形成维管组织,随后逐渐形成厚角、厚壁等机械组织,成片集中分布,形成肉眼可见的愈伤组织(图1B)。

当愈伤组织转移至分化培养基后,经过一段时间便开始根、芽原基的分化。水稻花粉愈伤组织分化根与芽的基础是分生组织。表层分生组织某处活动形成芽原基,散生分生组织活动形成根原基,由根、芽基进一步发展成根芽(图1C、D)。

论文|基因型对粳稻花药培养效率的影响

注:A.花药的接种;B.愈伤组织的产生;C.愈伤组织的再分化;D.绿苗的形成

图1 水稻花药培养

◆不同水稻品系花药培养力的比较

不同水稻品系的花药培养力有显著的差异。研究结果显示,粳稻组合17y155/龙泽6号组合表现出了较高的出愈率(24.76%)和绿苗分化率(25.07%)。同时,17y155/龙粳16、17y155/稻花香、17y155/松粳22、17y155/龙粳46都有较好的花药培养力(表1)。由此可见,17y155适用为花药培养F1代的亲本,在水稻花药培养领域有着很大的应用潜力。

论文|基因型对粳稻花药培养效率的影响

结论

研究发现,17y155是适合进行水稻花药培养的优良品系。在后续的研究中,应不断地发掘新的高培养力的水稻花培材料,从而更好地发挥花药培养在育种中的优势。

花药培养技术是目前创造纯合基因型和培养丰富变异材料的最有效手段,筛选培养力强的优良水稻品系、加强花药培养中关键技术和遗传机理的研究、使花药培养与基因工程技术相结合、减轻对基因型的依赖性将为水稻花药培养的应用开创新局面。

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♔采编:小白 ♔排版:小同

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