小麦小孢子离体培养技术体系的研究

论文摘要

小麦小孢子培养是一套高效再生体系,可以获得大量单倍体和加倍单倍体(DH群体),在单倍体育种中具有重要意义,同时为遗传学和细胞生物学等基础研究提供了遗传背景丰富且稳定的材料。小麦小孢子培养对培养技术及环境等因素具有严格要求。本试验采用济麦20、Pavon等14个国内外小麦品种,分别对材料的供应,材料预处理,小孢子的分离纯化,培养基、密度及品种等影响因素展开研究,为小麦小孢子的培养技术提供理论依据。研究结果如下：1.研究建立了小孢子培养的材料供应体系。在2月份以前通过分期播种小麦能够抽穗。3月份以后需要进行人工春化,弱冬性品种需要春化20d,冬性品种需春化2040d,强冬性品种需春化40d以上。在大田条件下,能够将小麦的供应时期由4月延长至7月。解决了小孢子培养中材料供应集中、时期短暂的问题。2.比较了穗子预处理和小孢子预处理两种方法,经小孢子预处理后,小孢子启动数和胚状体大小显著高于穗子预处理。3.优化了小孢子准备程序。小麦穗子先用2.0%次氯酸钠溶液处理20min,用清水漂洗后,用75%酒精再处理1h,能有效控制污染。15000rpm条件下捣碎30s,小孢子的完整率较高,且分离出的小孢子数较多。采用30%麦芽糖离心纯化小孢子效果较好。4.小孢子培养密度为为1×104个/ml—2×104个/ml时,更有利于小孢子培养。5.不同品种在一致的条件下进行培养,小孢子启动数与胚状体大小存在差异,均表现为：烟农19<山农664<济麦20<pavon,不同品种之间差异显著。根据冬性评价,烟农19为强冬性品种,山农664为冬性品种,济麦20为弱冬性品种,而pavon为春性品种。春性较强的品种,在小孢子培养过程中表现更好。6.小孢子分离方式是决定小孢子培养成功与否的重要因素。组织捣碎法分离的小孢子数量虽多,但会产生组织碎片与死亡小孢子,不利于小孢子培养；同时,捣碎法分离的小孢子会直接暴露于培养基中,因此对于培养基的浓度要求十分苛刻。这些不利因素阻碍了国外先进的小孢子培养技术在国内吸收及应用。本研究发现,采用散落法获取小孢子,不但操作方法简单,而且能够成功避免小孢子分离过程中形成的不利因素,能够获得较高的胚状体形成率及成苗率

论文目录

• 符号说明
• 中文摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 组织培养技术的研究起源和进展
• 1.2 花药培养技术研究现状
• 1.2.1 预处理对花药培养的影响
• 1.2.2 基因型对花药培养的影响
• 1.2.3 培养基对花药培养的影响
• 1.2.4 供体植株对花药培养的影响
• 1.3 小孢子培养技术研究现状
• 1.3.1 小孢子培养技术的研究进展
• 1.3.2 影响小孢子培养成功的因素
• 1.4 小麦小孢子培养研究现状
• 1.4.1 小麦小孢子培养的影响因素
• 1.4.2 小麦小孢子培养现状及存在的问题
• 1.5 本研究的目的及意义
• 2 材料与方法
• 2.1 供试材料、药品及主要仪器
• 2.1.1 供试材料
• 2.1.2 试验药品
• 2.1.3 培养基制备与调整
• 2.1.4 主要仪器
• 2.2 试验设计
• 2.2.1 材料准备
• 2.2.2 材料采集
• 2.2.3 材料预处理
• 2.2.4 穗子消毒处理
• 2.2.5 小孢子的分离与离心
• 2.2.6 小孢子培养密度
• 2.2.7 小孢子培养条件
• 2.3 测定方法
• 2.3.1 成穗数的测定方法
• 2.3.2 穗部消毒方法
• 2.3.3 小孢子生活力测定方法
• 2.3.4 小孢子分离方法
• 2.3.5 各播期小孢子数的测定方法
• 2.3.6 小孢子的纯化方法
• 2.3.7 不同预处理下小孢子形态的观测
• 2.3.8 小孢子启动及生长状况的观测
• 2.3.9 胚状体发育及植株再生
• 2.4 数据分析
• 2.4.1 数据标准化处理
• 2.4.2 软件制图分析
• 3 结果与分析
• 3.1 小麦材料供应体系的研究
• 3.1.1 不同播期内小麦成穗数的变化规律
• 3.1.2 春化处理与冬春性的关系
• 3.1.3 播期与小孢子数目和生活力的关系
• 3.2 消毒处理方法对污染率的影响
• 3.3 组织捣碎条件对小孢子分离质量的影响
• 3.3.1 不同转速与时间对分离效果的影响
• 3.3.2 不同麦芽糖浓度对小孢子的纯化效果
• 3.4 预处理方法对小孢子启动及生长的影响
• 3.4.1 预处理方法对小麦小孢子启动数的影响
• 3.4.2 预处理方法对小麦小孢子胚状体大小的影响
• 3.5 小孢子分离方法对胚状体发育及植株再生的影响
• 3.6 影响小孢子启动及生长的其他因素
• 3.6.1 培养密度对小孢子启动和生长的影响
• 3.6.2 品种类型对小孢子启动和生长的影响
• 4 讨论
• 4.1 小麦材料供应体系的建立
• 4.1.1 小麦人工春化处理
• 4.1.2 小麦冬春性评价
• 4.2 消毒处理方法对污染率的影响
• 4.3 材料预处理
• 4.4 影响小孢子启动及生长的因素
• 4.4.1 小孢子培养密度的影响
• 4.4.2 品种类型的影响
• 4.4.3 小孢子分离方法的影响
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表论文情况