本发明属于植株培养领域,具体地说,涉及一种诸葛菜胚状体和植株的培养方法。
背景技术:
诸葛菜[orychophragmusviolaceus(l.)o.e.schulz]为十字花科(cruciferae)诸葛菜属植物,主要分布在中国,在许多地区都有自然分布或人工引种栽培。诸葛菜常被用作园林、城市绿化地被植物和花坛花卉,别称“二月蓝(兰)”。除本身具有较高的观赏价值外,诸葛菜还可能是创造红花观光型油菜品种的基因供体优良材料。将油菜近缘植物芥蓝(brassicaalboglabra)与诸葛菜杂交,杂种即开紫红或粉红花(殷家明等,1998)。另外,诸葛菜还是极具开发前景的蔬菜和饲料种质资源。
诸葛菜在我国分布广,遗传变异大,多样性丰富,这为诸葛菜的选育提供了材料基础。通过花药或花粉培养可以快速获得单倍体和纯合二倍体,有利于诸葛菜新材料的选育和研究。吴沿友等(吴沿友,罗鹏.1996.诸葛菜的花药培养.园艺学报,23(4):404-406.)进行诸葛菜花药培养,得到了少量胚状体和再生植株,而且所得植株为混倍体,且植株的组织来源是花药体细胞还是小孢子并不清楚。贾勇炯等(贾勇炯,唐琳,林宏辉,陈放,王幼平.1999.诸葛菜离体花粉粒诱导形成花粉植株的研究.四川大学学报(自然科学版),36(6):1106-1110.)从4℃低温处理4天的诸葛菜花药中再分离小孢子进行培养,获得了愈伤组织和再生植株,其植株再生途径为小孢子愈伤组织,再生植株容易发生变异。然而,关于诸葛菜游离小孢子培养获得胚状体和再生植株还未见报道。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明针对上述的问题,提供了一种诸葛菜胚状体和植株的培养方法。
为了解决上述技术问题,本发明公开了一种诸葛菜胚状体和植株的培养方法,包括以下步骤:
1)9月中下旬,将诸葛菜种子于大田播种育苗,将幼苗移栽到玻璃温室内土壤中,成活后每窝施复合肥5g,根据需要浇水;温室光照为自然光,温度不做特殊控制;开花后取样进行小孢子培养;
2)小孢子培养:花期上午8~9点,从生长健康植株取4~5mm长花蕾,经5%氨替福民溶液消毒10~15min后用无菌水清洗;消毒花蕾置于培养皿中,加适量b5-13培养液(ph5.8,含13%蔗糖),用注射器内筒研磨挤压出花粉,400目不锈钢筛网过滤,将花粉悬液转移到离心管中离心,弃上清液,再加入b5-13培养液摇匀离心;如此重复离心3次后,用ph6.0的nln-13培养液按1蕾花粉/ml密度悬浮;将小孢子nln-13悬液混匀,分装于ф6cm培养皿,在每皿中添加活性炭储存液,封口膜封口后进行热激培养,然后转移到25℃下继续暗培养,肉眼可见胚状体时转入振荡培养箱中进行培养,得到子叶胚;
3)植株再生、移栽:将振荡培养后的子叶胚转移到琼脂培养基上,在光照条件下培养;出芽后将芽切下继代保存和扩繁到每个花粉植株无性系具有3~5芽;移栽前1个月,将芽转移到生根培养基上生根;生根后的试管苗经炼苗1周后移栽到试验地,最初1周内用白色塑料膜遮蔽。
进一步地,步骤2)中的活性炭储存液通过以下步骤制备得到:在100ml超纯水中加入1g活性炭和0.5g琼脂糖,121℃高温灭菌后储存备用。
进一步地,步骤2)中离心条件为:转速为900-1500r/min,时间为1-5min。
进一步地,步骤2)中每皿中活性炭与小孢子nln-13悬液的质量体积比(mg/ml)为:1:4~3:4。
进一步地,步骤2)中热激培养条件具体为:32~35℃暗培养1-7天。
进一步地,步骤2)中振荡培养箱中的培养条件为:转速为55-65r/min,时间为14~20d,温度为25℃。
进一步地,步骤3)中子叶胚转移到琼脂培养基中的琼脂培养基为:1/2ms+3%蔗糖+7g/l琼脂,ph=5.8;光照条件为20℃、1000lux16h/d。
进一步地,步骤3)中生根培养基为:1/2ms+0.5mg/liba+3%蔗糖+7g/l琼脂培养基,ph=5.8。
与现有技术相比,本发明可以获得包括以下技术效果:
1)活性炭和热激培养对胚状体诱导是必需的。在ф6cm培养皿中培养4ml1花蕾花粉/ml的小孢子nln-13悬液时,每皿添加1mg活性炭和32℃热激3天的培养子叶形胚状体和总胚状体产量最高,分别为0.92±0.18个/花蕾和1.32±0.25个/花蕾。
2)子叶形胚状体在1/2ms培养基上萌发率为27.73%。花粉植株中自然加倍率为25%,加倍植株染色体数为24,单倍体植株染色体数为12。加倍植株较单倍体植株生长健壮,花和花蕾较大。
3)加倍植株可育花粉率为58.35~76.03%,自交每果结籽0~0.65粒,异交每果结籽10.20~16.40粒;单倍体植株可育花粉率为0,不能结籽。
4)本发明采用纯化的小孢子培养技术,通过添加活性炭和热激培养,胚状体产量高,且再生植株要么为加倍植株,要么为单倍体植株,植株的组织来源清楚,为小孢子。
5)本发明采用小孢子的nln-13培养悬液,通过添加活性炭和热激培养来获得胚状体,植株再生途径为小孢子胚状体,再生植株不容易发生变异,利于快速获得稳定的后代。
6)本发明可以快速获得数量较多的诸葛菜小孢子胚状体和遗传稳定的再生植株,有利于加快诸葛菜新品种培育的进程。
当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是本发明诸葛菜小孢子胚胎发生过程;其中,a:部分小孢子膨大;b:小孢子均等分裂;c:小孢子不均等分裂;d:多细胞团;e:具胚柄状结构的原胚;f:球形原胚;g:球形胚;h:具胚柄状结构的圆球形胚状体;i:卵球形胚状体;j:桃心形胚状体;k:心脏形胚状体;l:培养28天后的胚状体;
图2是本发明诸葛菜小孢子胚状体形态;其中,a:双子叶胚状体;b:三子叶胚状体;c:具1胚根状结构三子叶胚状体;d:单子叶胚状体;e:合生双胚;f:鱼雷形胚状体;g:心形胚状体;h:球形胚状体;i:不规则形胚状体;标尺=2mm;
图3是本发明诸葛菜小孢子植株的再生、形态、育性和倍性;其中,a:胚状体萌发;b:加倍的小孢子植株;c:单倍体植株;d:加倍和单倍体植株的花和花蕾;e:加倍植株花粉;f:单倍体植株花粉;g:加倍植株花粉母细胞染色体(2n=24);h:单倍体植株花粉母细胞染色体(2n=12);标尺=10μm。
具体实施方式
以下将配合实施例来详细说明本发明的实施方式,藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
本发明公开了一种诸葛菜胚状体和植株的培养方法,包括以下步骤:
1)将诸葛菜种子于大田播种育苗,将幼苗移栽到玻璃温室内土壤中,成活后每窝施复合肥约5g,根据需要浇水;温室光照为自然光,温度不做特殊控制;开花后取样进行小孢子培养;
2)小孢子培养:花期上午8~9点,从生长健康植株取4~5mm长花蕾,经5%氨替福民溶液消毒10~15min后用无菌水清洗;消毒花蕾置于培养皿中,加适量b5-13培养液(ph5.8,含13%蔗糖),用注射器内筒研磨挤压出花粉,400目不锈钢筛网过滤,将花粉悬液转移到离心管中,900-1200r/min离心1-5min,弃上清液,再加入b5-13培养液摇匀离心;如此重复离心3次后,用nln-13培养液(ph6.0)按1蕾花粉/ml密度悬浮,得到小孢子nln-13悬液;将小孢子nln-13悬液混匀,分装于培养皿,在培养皿中添加活性炭储存液,每个培养皿中的活性炭与小孢子nln-13悬液的质量体积比(mg/ml)为:1:4~3:4;封口膜封口后在32~35℃暗培养1~7天,然后转移到25℃下继续暗培养,肉眼可见胚状体时转入25℃的振荡培养箱中55-65r/min培养14~20d,得到子叶胚;
其中,活性炭储存液通过以下步骤制备得到:在100ml超纯水中加入1g活性炭和0.5g琼脂糖,121℃高温灭菌后储存备用;
3)植株再生、移栽:将振荡培养后的子叶胚转移到1/2ms+3%蔗糖+7g/l琼脂培养基(ph5.8)上,在20℃、1000lux16h/d光照条件下培养;出芽后将芽切下继代保存和扩繁到每个花粉植株无性系具有3~5芽。移栽前1个月,将芽转移到1/2ms+0.5mg/liba+3%蔗糖+7g/l琼脂培养基(ph5.8)上生根;生根后的试管苗经炼苗1周后移栽到试验地,最初1周内用白色塑料膜遮蔽。
实施例1
诸葛菜种子收集于重庆北碚西南大学校园内野生开放授粉植株,由重庆市油菜工程技术研究中心繁殖保存。2010年9月20日于大田播种育苗,11月7日将幼苗移栽到西南大学校内玻璃温室内土壤中,共移栽100株,成活后每窝施复合肥约5g,根据需要浇水。温室光照为自然光,温度不做特殊控制。2011年2月开花后取样进行小孢子培养,10月将小孢子植株移栽到试验地,次年开花后进行形态观察和结实性鉴定,并取样观察花粉育性和染色体数目。
其中,小孢子培养具体为:花期上午8~9点,从生长健康植株取4~5mm长花蕾,经5%氨替福民溶液消毒10~15min后用无菌水清洗。消毒花蕾置于培养皿中,加适量b5-13培养液(ph5.8,含13%蔗糖),用注射器内筒研磨挤压出花粉,400目不锈钢筛网过滤,将花粉悬液转移到离心管中,1200r/min离心3min,弃上清液,再加入b5-13培养液摇匀离心。如此重复离心3次后,用nln-13培养液(ph6.0)按1蕾花粉/ml密度悬浮。将小孢子nln-13悬液混匀,分装于ф6cm培养皿,每皿4ml,在每皿中添加1mg的活性炭,封口膜封口后在32℃暗培养3天,然后转移到25℃下继续暗培养,肉眼可见胚状体时转入25℃的振荡培养箱中60r/min培养14~20d后统计胚状体产量。其中,活性炭储存液通过以下步骤制备得到:在100ml超纯水中加入1g活性炭和0.5g琼脂糖,121℃高温灭菌后储存备用;
将小孢子植株移栽到试验地具体为:将振荡培养14~20d的子叶胚转移到1/2ms+3%蔗糖+7g/l琼脂培养基(ph5.8)上,在20℃、1000lux16h/d光照条件下培养。出芽后将芽切下继代保存和扩繁到每个花粉植株无性系具有3~5芽。移栽前1个月,将芽转移到1/2ms+0.5mg/liba+3%蔗糖+7g/l琼脂培养基(ph5.8)上生根。生根后的试管苗经炼苗1周后移栽到试验地,最初1周内用白色塑料膜遮蔽。
实施例2
诸葛菜种子收集于重庆北碚西南大学校园内野生开放授粉植株,由重庆市油菜工程技术研究中心繁殖保存。2010年9月20日于大田播种育苗,11月7日将幼苗移栽到西南大学校内玻璃温室内土壤中,共移栽100株,成活后每窝施复合肥约5g,根据需要浇水。温室光照为自然光,温度不做特殊控制。2011年2月开花后取样进行小孢子培养,10月将小孢子植株移栽到试验地,次年开花后进行形态观察和结实性鉴定,并取样观察花粉育性和染色体数目。
其中,小孢子培养具体为:花期上午8~9点,从生长健康植株取4~5mm长花蕾,经5%氨替福民溶液消毒10~15min后用无菌水清洗。消毒花蕾置于培养皿中,加适量b5-13培养液(ph5.8,含13%蔗糖),用注射器内筒研磨挤压出花粉,400目不锈钢筛网过滤,将花粉悬液转移到离心管中,900r/min离心5min,弃上清液,再加入b5-13培养液摇匀离心。如此重复离心3次后,用nln-13培养液(ph6.0)按1蕾花粉/ml密度悬浮。将小孢子nln-13悬液混匀,分装于ф6cm培养皿,每皿4ml,在每皿中添加3mg的活性炭,封口膜封口后在35℃暗培养1天,然后转移到25℃下继续暗培养,肉眼可见胚状体时转入25℃的振荡培养箱中55r/min培养20d后统计胚状体产量。其中,活性炭储存液通过以下步骤制备得到:在100ml超纯水中加入1g活性炭和0.5g琼脂糖,121℃高温灭菌后储存备用;
将小孢子植株移栽到试验地具体为:将振荡培养20d的子叶胚转移到1/2ms+3%蔗糖+7g/l琼脂培养基(ph5.8)上,在20℃、1000lux16h/d光照条件下培养。出芽后将芽切下继代保存和扩繁到每个花粉植株无性系具有3~5芽。移栽前1个月,将芽转移到1/2ms+0.5mg/liba+3%蔗糖+7g/l琼脂培养基(ph5.8)上生根。生根后的试管苗经炼苗1周后移栽到试验地,最初1周内用白色塑料膜遮蔽。
实施例3
诸葛菜种子收集于重庆北碚西南大学校园内野生开放授粉植株,由重庆市油菜工程技术研究中心繁殖保存。2010年9月20日于大田播种育苗,11月7日将幼苗移栽到西南大学校内玻璃温室内土壤中,共移栽100株,成活后每窝施复合肥约5g,根据需要浇水。温室光照为自然光,温度不做特殊控制。2011年2月开花后取样进行小孢子培养,10月将小孢子植株移栽到试验地,次年开花后进行形态观察和结实性鉴定,并取样观察花粉育性和染色体数目。
其中,小孢子培养具体为:花期上午8~9点,从生长健康植株取4~5mm长花蕾,经5%氨替福民溶液消毒10~15min后用无菌水清洗。消毒花蕾置于培养皿中,加适量b5-13培养液(ph5.8,含13%蔗糖),用注射器内筒研磨挤压出花粉,400目不锈钢筛网过滤,将花粉悬液转移到离心管中,1500r/min离心1min,弃上清液,再加入b5-13培养液摇匀离心。如此重复离心3次后,用nln-13培养液(ph6.0)按1蕾花粉/ml密度悬浮。将小孢子nln-13悬液混匀,分装于ф6cm培养皿,每皿4ml,在每皿中添加2mg的活性炭,封口膜封口后在33℃暗培养7天,然后转移到25℃下继续暗培养,肉眼可见胚状体时转入25℃的振荡培养箱中65r/min培养14d后统计胚状体产量。其中,活性炭储存液通过以下步骤制备得到:在100ml超纯水中加入1g活性炭和0.5g琼脂糖,121℃高温灭菌后储存备用;
将小孢子植株移栽到试验地具体为:将振荡培养14d的子叶胚转移到1/2ms+3%蔗糖+7g/l琼脂培养基(ph5.8)上,在20℃、1000lux16h/d光照条件下培养。出芽后将芽切下继代保存和扩繁到每个花粉植株无性系具有3~5芽。移栽前1个月,将芽转移到1/2ms+0.5mg/liba+3%蔗糖+7g/l琼脂培养基(ph5.8)上生根。生根后的试管苗经炼苗1周后移栽到试验地,最初1周内用白色塑料膜遮蔽。
下面结合具体的实验过程来说明本发明的技术效果:
1材料与方法
1.1材料
诸葛菜种子收集于重庆北碚西南大学校园内野生开放授粉植株,由重庆市油菜工程技术研究中心繁殖保存。2010年9月20日于大田播种育苗,11月7日将幼苗移栽到西南大学校内玻璃温室内土壤中,共移栽100株,成活后每窝施复合肥约5g,根据需要浇水。温室光照为自然光,温度不做特殊控制。2011年2月开花后取样进行小孢子培养,10月将小孢子植株移栽到试验地,次年开花后进行形态观察和结实性鉴定,并取样观察花粉育性和染色体数目。
1.2方法
1.2.1小孢子培养程序
花期上午8~9点,从生长健康植株取4~5mm长花蕾,经5%氨替福民溶液消毒10~15min后用无菌水清洗。消毒花蕾置于培养皿中,加适量b5-13培养液(ph5.8,含13%蔗糖),用注射器内筒研磨挤压出花粉,400目不锈钢筛网过滤,将花粉悬液转移到离心管中,1200r/min离心3min,弃上清液,再加入b5-13培养液摇匀离心。如此重复离心3次后,用nln-13培养液(ph6.0)按1蕾花粉/ml密度悬浮。将小孢子nln-13悬液混匀,分装于ф6cm培养皿,每皿4ml,在每皿中添加一定量的活性炭,封口膜封口后在32℃暗培养数天,然后转移到25℃下继续暗培养,肉眼可见胚状体时转入25℃的振荡培养箱中60r/min培养14~20d后统计胚状体产量。
1.2.2活性炭储存液的配制
在100ml超纯水中加入1g活性炭和0.5g琼脂糖,121℃高温灭菌后储存备用。
1.2.3热激培养时间对胚状体产量的影响
每皿添加活性炭储存液(100ul),使活性炭浓度达到1mg/皿,32℃下分别热激培养(即32℃暗培养)0、1、3、5和7d,研究热激培养时间对胚状体产量的影响。在初花5d后1周内重复取材3次,每处理每次重复5皿。
1.2.4活性炭浓度对胚状体产量的影响
每皿添加0、1、2和3mg活性炭,在32℃下热激培养3天,研究活性炭浓度对胚状体产量的影响。在初花5d后1周内重复取材3次进行试验,每处理每次重复5皿。
1.2.5胚状体发生过程和形态观察
以每皿添加1mg活性炭、32℃热激3天的培养物为对象,经1、3、5、7、10和14d培养,分别在倒置显微镜下观察胚状体发生过程。振荡培养14~20d后,在体式显微镜下观察胚状体形态。
1.2.6植株再生、移栽、育性和倍性鉴定
将振荡培养14~20d的子叶胚转移到1/2ms+3%蔗糖+7g/l琼脂培养基(ph5.8)上,在20℃、1000lux16h/d光照条件下培养。出芽后将芽切下继代保存和扩繁到每个花粉植株无性系具有3~5芽。移栽前1个月,将芽转移到1/2ms+0.5mg/liba+3%蔗糖+7g/l琼脂培养基(ph5.8)上生根。生根后的试管苗经炼苗1周后移栽到试验地,最初1周内用白色塑料膜遮蔽。
在花期,对植株进行形态观察,取即将开放花朵,取出花药并挤出花粉用2%醋酸洋红染液染色后在显微镜下观察统计花粉育性。取幼嫩花蕾用卡诺氏固定液(3份95%乙醇:1份冰乙酸)固定24小时后转入75%酒精于冰箱内4℃保存备用,用改良卡宝品红液染色观察花粉母细胞减数分裂后期i或前期ii染色体数目。对加倍的植株采用人工辅助授粉自交,以了解自交结籽率;同时,辅助授以天然诸葛菜混合花粉,以了解异交结籽率。
2结果与分析
2.1胚状体发生过程和形态
小孢子培养1天后,部分小孢子体积明显增大,呈圆球形;另一部分小孢子体积则没有明显变化(图1a)。培养3天后,观察到一些小孢子发生第1次细胞分裂。分裂方式有2种,多为对称分裂,形成2个大小近等的细胞(图1b);另一种是非对称分裂,形成2个大小明显不同的细胞(图1c)。培养5天后,可观察到多细胞团(图1d)和具有胚柄状结构的原胚(图1e)。培养7天后,胚发育到球形原胚阶段(图1f)。培养10天后,胚发育到球形胚时期(图1g)。培养14天,肉眼可见细小的白色颗粒状培养物,在倒置显微镜下观察为球形胚状体和心形胚状体,包括圆球形(图1h)和卵球形(图1i)胚状体以及桃心形(图1j)和心脏形胚状体(图1k)。继续振荡培养14天后,胚状体发育到子叶期(图1l)。
振荡培养14~20d后在体式显微镜下观察胚状体形态。胚状体可分为5种类型:子叶形胚状体(图2a,2b,2c,2d,2e)、鱼雷形胚状体(图2f)、心形胚状体(图2g)、球形胚状体(图2h)和不规则形胚状体(图2i)。同一类型的胚状体又有多种多样的形态。如子叶期胚状体就有双子叶胚状体(图2a)、三子叶胚状体(图2b,2c)、单子叶胚状体(图2d)和2个双子叶胚状体合生(图2e)等多样的形态表现;球形胚状体有橄榄球形、椭球形、卵球形和圆球形胚状体等形态差异(图2h)。
2.2热激培养时间对胚状体产量的影响
试验结果(表1)表明,相对于持续25℃培养,32℃热激培养对于胚状体诱导和形成是必需的。未经热激培养不能诱导形成任何形态的胚状体,热激培养1天便能诱导产生胚状体。试验以热激培养3天获得的总胚状体产量最高,子叶形胚状体产量也最高。热激培养时间再延长,总胚状体产量和子叶形胚状体产量都有降低的趋势。
表1不同热激时间下诸葛菜小孢子胚状体产量(个/蕾)
注:同一列数字后字母不同表示在0.05水平上差异显著。
2.3活性炭浓度对胚状体产量的影响
试验结果(表2)表明,添加活性炭对于胚状体的形成是必需的,不添加活性炭的处理未获得任何形态的胚状体。每皿添加1mg活性炭时总胚状体产量和子叶形胚状体产量最高,但与每皿添加活性炭2mg时的总胚状体产量和子叶形胚状体产量相比没有统计学意义上的显著性差异。添加活性炭过多则不利于胚状体的形成,对子叶形胚状体的形成影响更大。
表2不同活性炭浓度下诸葛菜小孢子胚状体产量(个/蕾)
注:同一列数字后字母不同表示在0.05水平上差异显著。
2.4植株再生、形态、育性和倍性
将子叶形胚状体转移到1/2ms固体培养基上,有的胚状体逐渐褐化死亡;有的胚状体胚轴伸长但不出芽;也有胚状体很快便开始萌发并出芽,其下胚轴伸长,长出白色的根,在子叶节处长出幼芽(图3a)。共培养子叶胚119个,经过30天培养,有33个胚状体萌发出芽,萌发率为27.73%。胚状体萌发产生的根纤弱且数量少,将芽切下转移到1/2ms固体培养基继代保存和扩大繁殖到每个无性系有3~5芽。移栽前1个月,将继代保存的无性系32个转移到1/2ms+iba0.5mg/l固体培养基上生根,有22个无性系生根,生根率为68.75%。生根后的试管苗经炼苗1周后移栽到试验地,共移栽22个无性系,到2012年开花期有12个存活,移栽存活率为54.55%。
开花期观察,根据植株形态特别是花器官大小,植株可分为2种类型,即加倍的植株(图3b)和单倍体植株(图3c)。加倍植株生长健壮,花蕾较多,花朵和花蕾较大;而单倍体植株较为纤弱,花蕾较少,花朵和花蕾较小(图3b,3c,3d)。在存活的12个花粉植株无性系中,有3个为自然加倍植株,自然加倍率为25%。加倍植株花药饱满,内含大量可育花粉(图3e)。不同加倍植株间花粉育性有差异,3个加倍花粉植株可育花粉率分别为58.35%、62.68%和76.03%。单倍体植株花药干瘪,内含花粉粒少,在显微镜下观察全为小而不可染色的败育花粉(图3f)。染色体数量观察表明,加倍植株染色体为24条(图3g),单倍体植株染色体为12条(图3h)。加倍植株自交能结少量种子,表现自交高度不亲和,3个加倍花粉植株平均每果结籽数分别为0、0.25和0.65。对3株加倍植株辅助授以天然诸葛菜混合花粉则能结较多种子,平均每果结籽数分别为10.20、12.65和16.40。单倍体植株开放式授粉和人工辅助授以天然诸葛菜混合花粉均不能结籽。
3讨论
小孢子胚胎发生和胚状体形态观察表明,诸葛菜小孢子胚胎发生经历了均等或非均等细胞分裂、多细胞团、球形原胚、球形胚、心形胚、鱼雷形胚和子叶胚等时期,这与同为十字花科的芸薹属植物的情形相似。本发明还观察到具有胚柄状结构的胚。由于具胚柄小孢子胚与合子胚更相似,因此具胚柄小孢子胚发育途径诱导体系在研究胚胎发育机制方面有重要价值而受到重视。在甘蓝型油菜中,小孢子培养温度和时间是影响胚柄样结构形成的关键因素。本发明观察到胚柄状结构可持续到鱼雷形胚状体(图2f),而子叶形胚状体上观察不到胚柄状结构。
在十字花科植物小孢子培养中温度胁迫是诱导小孢子胚胎发生的重要因素,常用的处理方式是32~35℃热激处理1至数天后转移到常温(25℃)培养。本发明结果表明,热激对诸葛菜小孢子胚的发生具有重要作用,相对于持续25℃培养来说,32℃热激培养对于胚状体诱导和形成是必需的。低温胁迫和传统的高温胁迫下成熟胚状体形态相似,胚状体萌发成苗率和花粉植株染色体自发加倍率都没有显著差异,而低温胁迫较高温胁迫下胚状体产量要低得多,所需培养时间也较长。另外,高温胁迫处理在十字花科植物小孢子培养中得到广泛应用,而小孢子低温胁迫培养体系在其它基因型材料上的适用性还需进一步研究。
活性炭具有吸附和减少培养基中的抑制成分和有毒代谢产物的能力,经常用于植物组织培养中来改善细胞的生长和发育。本发明说明了活性炭对小孢子胚胎发生和植株再生表现出促进作用,在小孢子培养中的重要性,结果表明,添加活性炭对诸葛菜小孢子胚胎发生是必需的。
上述说明示出并描述了发明的若干优选实施例,但如前所述,应当理解发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述发明构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离发明的精神和范围,则都应在发明所附权利要求的保护范围内。
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