不同预处理方法对大麦花药_花粉培养的影响

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1、遗传HERED ITA S (Beijing) 17(5): 57 1995不同预处理方法对大麦花药-花粉培养的影响李 文 泽(莱阳农学院农学系,山东莱阳265200)胡 含(中国科学院遗传研究所,北京100101)摘 要 研究了甘露醇预处理的适应性以及pH值对甘露醇预处理效果的影响;并首次将山梨醇预处理应用到大麦花药培养中,获得理想的实验结果。第一,采用甘露醇预处理, 17种材料平均愈伤组织诱导率为20. 67块? 花药,绿苗产量为2. 46株? 花药。第二,甘露醇预处理溶液的pH值不同,其预处理的效果也不同。其中,愈伤组织诱导率和绿苗产量均以pH 5. 6最高。第三,不同浓度(0. 10.

2、 5mol?L)的山梨醇预处理3天绿苗产量差异不显著;但同一浓度(0. 3mol?L)山梨醇预处理不同天数( 17天)绿苗产量差异极显著,以3天处理效果最好,绿苗产量是对照的51. 2倍。关键词 大麦,预处理,甘露醇,山梨醇, pH值Effects of the D ifferent PretreatmentM ethods on Barley(H ordeum vulgareL. )Anther CultureL iW enze(Dept. of Agronomy, Laiyang Agricultural College, Laiyang, Shandong 265200)Hu Han(I

3、nstitute of Genetics, Academ ia Sinica, Beijing 100101)如果花药或花粉从植株上取下直接接种进行培养,愈伤组织诱导率及绿苗产量都非常低6。 如果花药在接种以前或以后采用适当的方法进行预处理,能使绿苗产量成百倍至千倍的增加1, 2。在花药培养中被采用的预处理方法很多,包括高温预处理、低温预处理、离心、射线及甘露醇预处理等方法3。具体采用什么方法因材料而异。在大麦花药培养中,主要采用低温预处理1和甘露醇预处理2。 李文泽等2报道采用低温预处理可以使大量材料获得较高的绿苗产量。目前,关于甘露醇预处理的研究只限于单一材料(Igri),表现作用效果极好

4、,并且比采用低温预处理可以缩短实验周期3045天2。但是,甘露醇预处理是否也适合于大麦材料,至今无研究报道。本文研究了甘露醇预处理的适应性以及预处理溶液的pH值对处理效果的影响,并首次将山梨醇预处理应用到大 麦花药培养中,提高了花药培养效果,为阐明小孢子脱分化的机理提供依据。1材 料 与 方 法甘露醇预处理的适应性实验采用17种材料(表1),其它所有实验处理均以普通大麦(H ordeum vulgareL. )品种Igri为材料进行研究。供试材料于1992年和1993年3月上旬播种于中国科学院遗传所实验田。5月初开始取材料。取材的适宜时期为单核中期。山梨醇预处理从大田取适宜时期的材料,经消毒后

5、,将花药直接接种到含有1m l不同浓度的山梨醇溶液的培养皿(3015mm)内,预处理17天,花药接种密度为60枚?m l。然后吸出山梨醇溶液,加入1m l新鲜诱导培养基进行培养。甘露醇预处理的具体方法和诱导培养基、分化培养基的成份以及实验所采用的参数同李文泽等2报道。2结 果 与 讨 论2. 1甘露醇预处理适应性研究17种供试材料经过0. 3mol?L甘露醇预处理3天,其愈伤组织诱导率、绿苗分化率及绿苗产量均存在明显差异(表1)。愈伤组织诱导率最高的材料为Igri,达到38. 00块? 花药;最低的材料为 (韭崎10号甘木二条)韭崎10号韭崎10号F1,仅能产生3. 94块? 花药。绿苗分化率

6、以(甘木二条Igri)IgriIgriF1最高,达到24. 47%;最低的材料为(鬼怒1号早熟3号)鬼怒1号鬼怒1号F1,仅有2. 00%。而绿苗产量以Igri为最高,达到7. 45株? 花药;最低的材料为(韭崎10号甘木二条)韭崎10号韭崎10号F1,仅为0. 13株? 花药。17种材料平均愈伤组织诱导率为20. 76块? 花药,绿苗分化率为10. 56% ,绿苗产量为2. 46株? 花药。表1 甘露醇预处理的适应性材 料接 种花药数愈伤组织诱导率绿 苗分化率(% )白 苗分化率(% )绿 苗产 量白 苗产 量Igri IgriHarrington F1 HarringtonIgri F1

7、Igri甘木二条F1 甘木二条Igri F1 Igri韭崎10号F1 韭崎10号Igri F1 早熟3号Igri F1 (HarringtonA tias)A tias A tias F1 (HarringtonA tias)Harrington HarringtonF1 (韭崎10号Igri)Igri Igri F1 (韭崎10号Igri)韭崎10号 韭崎10号F1 (鬼怒1号早熟3号)鬼怒1号 鬼怒1号F1 (鬼怒1号早熟3号)早熟3号 早熟3号F1 (韭崎10号甘木二条)韭崎10号 韭崎10号F1 (甘木二条Igri)Igri Igri F1 (早熟3号Igri)早熟3号 早熟3号F13

8、00 300 240 300 300 240 300 300 300 300 300 300 300 240 300 300 30038. 00 28. 20 34. 78 31. 58 21. 64 13. 55 22. 66 17. 99 21. 05 19. 87 25. 49 8. 04 16. 23 14. 78 3. 94 29. 65 14. 4119. 60 13. 33 4. 35 16. 00 9. 78 13. 73 10. 31 14. 58 2. 07 6. 56 12. 77 19. 04 2. 00 4. 35 3. 33 24. 47 3. 2513. 07 5

9、. 00 2. 17 9. 33 3. 26 3. 92 1. 03 1. 04 7. 59 4. 92 2. 13 3. 17 4. 00 2. 17 0 2. 13 4. 077. 45 3. 76 1. 51 5. 05 2. 12 1. 86 2. 34 2. 62 0. 25 1. 30 3. 25 1. 53 0. 32 0. 64 0. 13 7. 25 0. 475. 00 1. 41 0. 76 2. 95 0. 71 0. 53 0. 23 0. 19 0. 91 0. 98 0. 54 0. 25 0. 65 0. 32 0 0. 63 0. 59平 均-20. 7610

10、. 564. 062. 460. 982. 2 pH值对甘露醇预处理效果的影响愈伤组织诱导率以pH 5. 6最高,达到26. 40块? 花药,显著高于其它处理。绿苗产量也以pH 5. 6最高,达到5. 59株? 花药,但同其它处理差异不显著。而绿苗分化率以pH 6. 1最高,达到41. 67% ,显著高于其它处理。值得注意的是随着pH值增加,白苗分化率逐渐减小,其中pH 5. 6和pH 6. 1显著低于其它二个处理。 与此同时,G?A值呈上升趋势, pH 6. 1和pH 5. 6显著高于其它二个处理(表2)。2. 3山梨醇预处理对大麦花药-花粉培养的影响2. 3. 1不同浓度的山梨醇预处理对培

11、养效果的影响 不同浓度的山梨醇预处理3天,其愈伤组织诱导率和绿苗产量都极显著地高于对照,但是, 3种浓度之间的 差异不显著。 愈伤组织诱导率为53. 4839. 47块? 花药,绿苗产量达到7. 856. 58株? 花药。 但是,绿苗分化率、 白苗分化率及G?A值与对照差异不显著。其中绿苗产量最高的处理为0. 3mol?L ,是对照的60. 4倍(表3)。6 遗 传HERED ITA S(Beijing) 1995 17卷表2 pH值对甘露醇预处理效果的影响1)pH值接种花药数愈伤组织诱导率绿苗分化率(% )白苗分化率(% )绿苗产量白苗产量G?A值4. 65. 15. 66. 1480480

12、48048016. 7210. 63ns26. 40a12. 01ns30. 4330. 77ns21. 17ns41. 67a17. 3911. 54ns4. 38a8. 33a5. 093. 27ns5. 59ns5. 00ns2. 911. 23ns1. 16ns1. 00ns1. 72. 7ns4. 8a5. 0a1)ns:不显著; a:P 0. 1)。 2. 2M NSs系统 德昂族的基因频率mn,sS,这与全国绝大多数少数民族的结果是一致的。 但基因频率m (0. 6500)低于云南所有其它少数民族,如怒族(0. 7720)、独龙族(0. 7150)4、傣族(0. 7594)、景

13、颇族(0. 8084)和佤族(0. 8304)5。德昂族的基因频率S(0. 02)在云南省已调查的民族中是最低 的,在全国其它民族中是较低的。 在各单倍型频率中,M s最高,N s次之,M S第三,N S为零。 造 成N S连锁率为零的原因可能是基因频率S太低,加之调查样本不大,以致没有发现NN SS、 NN Ss和MN SS型。 2. 3 Rh系统 100例受检者中无一例是Rh(- D)阴性,说明德昂族的Rh(- D)阴性率是很低的,符合 我国南方人群特点。Rh系统在德昂族中分布的又一特点就是未查到ccDee型,而有69人是 CCDee型,其CD e频率高达0. 8250,仅次于台湾高山族中

14、的阿美(0. 870)和阿泰雅(0. 843)两 族7以及广西仫佬族(0. 8303)3。 这与我国Rh系统分布特点南方民族CD e频率高而北方民族低 相一致。 2. 4 P系统 在所调查的100人群中,发现P1 (+ )型25人, P1 (- )型75人。P1基因频率为0. 1340,P2基因频率为0. 8660。文献资料表明,我国南方民族的P1基因频率普遍较低,德昂族也符合这 特征。 从上分析可看出,德昂族的ABO、MN Ss、Rh和P系统的分布特点是r、m和CD e频率较 高,而S、P1和Rh(- D)频率却较低,具有南方民族红细胞血型分布的典型特征。参 考 文 献1 骆 毅等, 199

15、0.云南德宏傣、景颇、阿昌、德昂族先天性遗传性疾病及健康情况调查研究,云南德宏州:德宏民 族出版社, 3943. 2 赵桐茂, 1987.人类血型遗传学,北京:科学出版社, 231234. 3 袁义达等, 1985.中华血液学杂志, 6: 93. 4 金 锋等, 1988.遗传与疾病, 5 (4): 236. 5 血型调查组, 1980.中华血液学杂志, 2: 352. 6 Mourant A E,et al, 1976. The Distribution of the Human Blood Groups and O ther Polymorphism s, 2ed. Oxford: Oxf

16、ord U niversity Press, 4956. 7 Nakajima H,et al, 1971. Jap. J. Hum. Genet. , 16: 57.本文于1994年6月16日收到。 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 (上接第7页) 参 考 文 献1 黄 斌, 1985.植物学报, 27 (3): 439443. 2 李文泽等, 1992.科学通报, 37 (10): 935938. 3 李文泽等, 1995.遗传, (增刊): 912. 4 Barrow J R, 1986. Plant Cell Reports, 5: 40540