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园艺植物的花药培养分析

花匠小妙招
2024-08-15 16:21

1、园艺植物的花药培养分析园艺植物的花药培养分析摘要: 目前，利用花药培养产生单倍体的技术被广泛的应用在多种植物上。中国的科技人员首次在小麦、玉米、大豆、橡胶、杨树等植物的花粉再生植株的培育上获得成功。在20世纪70年代中国科学家陆续开展了欣赏植物的花药培养单倍体的研究，也从四季海棠、芍药等的花粉或花药获得单倍体植株或单倍体愈伤组织。关键词:花药培养;欣赏植物;影响因素中图分类号：S688 自1964年从由毛叶曼佗罗的离体花药中成功诱导出单倍体植株后，很多国家都相继进行了这个方面的研究，促进了植物花药单倍体育种技术的开展。将花药培养成单倍体植株，再经过染色体加倍，能很快得到纯合的二倍体，这

2、样将大大缩短育种年限。 1影响欣赏植物花药培养的因素 1.1基因型的影响植株的基因型在花药离体培养中起着十分重要的作用，不同基因型的植物对培养的反响不同，主要表现在是否能诱导胚状体的生成，生成量的多少及由胚状体再生植株的能力的大小，王延玲在研究中发现仙客来花药胚状体的诱导率与供体植株基因型有很大的关系，供体基因型不同，胚状体诱导率相差很大，高者为48.8%，低的仅为14.7%。但是这种作用也不是一成不变的。Amos和Scholl在拟南芥的两个栽培种中成功诱导出单倍体愈伤组织，而这两个种早期曾被认为是不适合诱导植株的这一现象在欣赏植物中还未发现。 1.2供体植株的年龄和生理状况一般来说，取相

3、对年幼植株的开花始期的花药比开花末期植株上的花药更适宜。供体植株的生理状况对雄核诱导频率有直接的影响，一般在适宜条件下生长而成的健康植株的花药培养的胚诱导率和植株再生率高，冬春季较夏秋季适合于花药培养。供体植株生长环境中的的温度、光强也与花药的反响有着复杂的相互作用。YoshijiNiimi的试验结果发现采自温室成长植株的花药在诱导愈伤组织时所需的激素水平要高于陆地栽培的植株。花朵的着生部位也会影响花药的反响，LjiljanaRadojevic等将七叶树的花序分为上中下三段，下端的花粉繁殖力要高于中间和上端。李范在试验中发现采集时间也会影响到花粉的萌发率，上午采集的锦带花粉的生活力、花粉萌发

4、率较高，而下午较低。 1.3花粉的发育时期花粉的发育时期是诱导小孢子分裂的关键，处于不同发育阶段的小孢子，其花药培养效果差异很大。只有发育到一定时期的花药，才对外界刺激最敏感，而不同植物的花粉对外界刺激的敏感时期是不同的。适用于花药培养的花粉发育的临界时期在物种之间是不同的。对多数植物来说，单核中期至单核晚期的花粉都易形成花粉愈伤组织或花粉胚。欣赏植物的花药培养采用的也多是这一时期的花药，如：欣赏茄、仙客来、羽衣甘蓝、刚果12号桉、中国水仙、百合等。 1.4预处理培养前对花芽或花药进行物理或化学处理能够有效的提高花粉发育成小植株的诱导率。常见的措施有：温度处理，包括低温和高温处理、离心、乙

5、烯利处理、甘露醇处理和常温饥饿预处理等。其中低温处理是目前在欣赏植物上广为采用的提高花药诱导率的有效措施，低温处理时间视使用的温度而定，一般来说较低的温度处理时间短，较高的温度处理时间长。王延玲等在试验中发现经过低温可以提高愈伤组织的诱导率，不经低温预处理，只有个别品种能够产生胚状体，时间过长或过短，都不利于胚状体的诱导，并认为低温预处理是仙客来花药诱导胚状体不可缺少的环节。但也有一些植物，如茄子的花药只有经过热处理才能产生胚状体。宋明等在实验中发现单独热激处理的效果稍优于单独低温预处理，而两者配合处理并没有明显的叠加效果。 1.5根本培养基及附加成分根本培养基是花药培养中影响花粉启动和再

6、分化的重要条件，不仅决定着花药培养的成功，还决定着雄核发育的方式。培养基常常因植物种类的不同而异，如：仙客来、万寿菊培养时使用的是B5培养基，竹子是N6培养基，矮牵牛用的是NitschH培养基，欣赏茄、百合、中国水仙是MS培养基，羽衣甘蓝以Keller培养基效果最正确。有研究说明液体培养基能提高小孢子胚发生率，并认为该结果是因为消除了花药壁的抑制作用，提供了充分的营养或者消除琼脂对雄核发育的抑制作用。但目前在欣赏植物的花药培养中还是以固体培养为主。在培养基的各种成分中，激素的水平和配比非常重要，常对诱发细胞的分裂，生长和分化起决定作用。花粉是发育成胚状体还是愈伤组织很大程度上取决于培养基中激

7、素的种类和浓度。在花药培养中常用的激素有二类：一类为生长素类，另一类为细胞分裂素类。木本植物花药培养要求在分化培养基中同时具有生长素和细胞分裂素，缺少其中之一对小孢子的脱分化均不利。而草本植物花药培养对植物生长调节剂的要求却无固定规律。此外，其它有机成分如水解乳蛋白、精氨酸、谷氨酰胺等对诱导率也有一定程度的影响。欣赏茄在添加1g/L或2g/L的水解乳蛋白的培养基上花药愈伤组织的诱导率比未添加水解乳蛋白的高30.62%，这说明水解乳蛋白中的多种氨基酸，对花药愈伤组织的诱导起到了较大的促进作用。相类似的，Keller培养基的有机成份加倍，也可以明显提高羽衣甘蓝胚状体的诱导效率，甚至能够提高两倍以

8、上。 1.6培养条件离体花药对光照的反响是不同的，强光有利于培养后期幼苗分化，但会抑制愈伤组织的产生，而弱的散射光既不影响愈伤组织的形成，也有利于以后的幼苗分化。一般认为，花药培养在诱导愈伤组织和胚胎期间进行暗培养或给以散射光处理比拟好。目前在欣赏植物的花药培养中常用的是弱光培养，如万寿菊、欣赏茄。离体花药对温度比拟敏感，无论是低温处理还是高温处理，都能使胚状体和再生植株的数量大大增加。邹金美在试验中采用的就是黑暗条件下33.5高温培养48h后再转人25恒温培养箱中暗培养。ToshikazuNomizu等在獐耳细辛的花药培养时在35条件下热激处理4d得到较高的胚诱导率。花药接种密度对植物

9、的花药培养也有一定的影响，研究说明增加花药在培养基上的接种密度，能提高花药的胚诱导率。花药在固体培养基上的排列方式也影响雄核发育的反响。欣赏植物在这方面也暂未见报道。 2问题与展望针对影响花药培养的因素的相关研究虽然取得了很大进展，但在理论和应用上仍存在许多尚未解决的问题，培养方法还没有到达普遍的最优化，更没有到达建立起完善、高频的花培再生体系的程度。而且花药培养育种的重点，不应仅仅只解决杂交后代别离时间长的问题，还应与抗病育种、综合育种、远缘杂交育种、诱变育种、转基因技术等相结合，进一步拓宽花培育种的应用领域。 3 结语综上所述，1964年很多国家开始了进行植物的花药培养,中国科技人员也在20世纪70年代开始了欣赏植物的花药培养的研究。该文综述了影响欣赏植物花药培养的主要因子,如供试植株的基因型、生理状况、花蕾预处理措施、花粉发育时期、培养基、培养条件,这些因素对欣赏植物花药培养的影响;并探讨了当前花药培养存在的问题及其未来的开展方向。参考文献【1】张冰玉,苏晓华,周祥明,等.林木花药培养研究进及展望J.植物学通报,2003,20(6):656-663. 【2】李范.不同培养条件