茄果类小孢子育种研究进展.doc

茄果类蔬菜小孢子培养研究进展 来源：?《长江蔬菜》.-2010（4）.-4-7?作者：王晓静，梁 燕?阅读次数：?81? 摘要：对茄果类蔬菜小孢子培养的影响因子和培养技术2个方面的研宄现状进行综述，并指出了目前小孢子培养所达到的阶段及今后的研究方向。 花药和游离小孢子培养是诱导单倍体植物的重要方法之一。把小孢子从花药中分离出来进行培养，即小孢子培养或游离小孢子培养。与植物花药培养相比，小孢子培养排除了花药壁和绒黏层的影响，便于分析研究。小孢子属于单倍体，一方面易于诱变；另一方面．无论是发生显性突变还是隐性突变．均可在当代表现出来，易于鉴定和选择；加之，单倍体植物加倍之后即成为纯合二倍体，易于目标性状的固定和遗传；同时．小孢子培养还具有周期短、不受气候条件影响等优势。就茄果类蔬菜目前的研究状况看，在种质材料和研究方法上基本实现了世界范围内的交流与共享．未被利用的资源日益减少：另外，随着人们生活水平的提高及生产和研究过程中各种新问题的不断出现．对新品种新材料的要求越来越多样化．品种的更新速度加快。因此，小孢子培养受到育种家的高度重视。小孢子培养始于20世纪70年代初，Nitsch和Norreel首先报道了烟草的游离小孢子培养，随后，Kyo和Harada建立了烟草的游离小孢子高效产生单倍体植株的方法。在茄果类蔬菜中，番茄小孢子培养开展较早，1971年Sharp首次进行了番茄小孢子培养，之后对茄果类蔬菜的小孢子培养研究陆续展开，在培养技术和方法方面做了探索和积累。下面从影响茄果类蔬菜小孢子培养的因子和小孢子培养技术两方面进行概述。 1 茄果类蔬菜小孢子培养影响因子 1.1 供体植株基因型 基因型是影响游离小孢子培养的关键因素，是小孢子胚胎发生启动与否的内在因素。其影响包括：产生单倍体的途径、发生的频率、形成的时间、植株的再生能力以及所形成植株单倍体和二倍体的比例等。同一物种的不同亚种乃至品种在诱导率上也表现出极大的差异。Krueger—lebus培养栽培番茄的小孢子发现有的品种没有球形胚出现。袁亦楠等对夏露地番茄的小孢子进行培养，只有薯叶番茄有反应。宋彦平等对茄子小孢子进行培养发现，11份供试材料中有7份材料获得了愈伤组织，且愈伤组织形成的时期和数量存在明显差异，最好的每蕾达到0.86个，且所需时间较短，20d左右即可形成肉眼可见的愈伤组织。 1.2 供体植株的生理状态 供体植株的生理状态，包括植株的发育阶段及生长环境对小孢子培养时的胚胎发生具有很大影响。宋彦平等研究发现，茄子在盛花期(植株主花枝和一级侧枝的花蕾少量开花到一级侧枝的花蕾已有开花之前)采摘的适宜花蕾，胚诱导率最高，始花期诱导率有所下降，末花期更低。小孢子的诱导率还与供体植株的成长条件有密切的关系。NitschN的研究结果表明，将栽培番茄和细叶番茄的生长温度控制在22℃(昼)／20℃(夜)，能将小孢子培养至子叶胚阶段。张子君等在对辣椒小孢子培养的过程中发现，在Et温25℃左右、夜温13℃左右的环境中生长的植株。其再生植株诱导频率最高，日温超过30℃时，诱导频率下降。另外，对供体植株施行氮饥饿及植物生长调节剂(如NAA)处理，可提高炯草小孢子胚的诱导率。有人认为这些条件改变了植物体内的营养合成或运转，使处于发育中的小孢子南于遭受氮饥饿，偏离了配子体方向而向孢子体方向发展。 1.3 花粉的发育时期 被子植物的花粉发育历经四分体时期、单核期(小孢子阶段)、双核期和三核期(雄配子体阶段)四个阶段，单核期又可分为单核早期、单核中期、单核晚期。一般所处发育期越早的花粉，对培养条件的要求越苛刻，且培养效果不一定好。就多数植物而言．单核中期至晚期的花粉最容易形成胚状体或愈伤组织。同样，对于茄果类作物，最适合小孢子培养的时期是单核期到双核期，特别是单核后期。连勇等在茄子小孢子培养的试验中观察到仅单核期的小孢子有分裂现象。并在随后的诱导培养中得到大量愈伤组织。另外，由于发现小孢子发育时期与花蕾的长度有一定的关系，所以通过花蕾的长度来判断小孢子发育时期是常用的方法，王烨等认为，进行辣椒小孢子培养时选择花蕾的标准是：花蕾的萼瓣等长或瓣稍长于萼，并且内部花药尖端微紫。各个品种的花蕾在这个发育阶段时其内部的小孢子大部分处于单核期。但是花蕾的大小与供体植株的基因型、生长条件以及花蕾在植株上所处的位置有关，因此，要想成功的进行小孢子培养，就必须了解小孢子在特定环境下的发育状况，对小孢子进行镜检，将细胞学观察与植物学相结合进行取材。 2 茄果类蔬菜小孢子培养技术 2.1 预处理 在游离小孢子前对花蕾或花药进行预处理，有利于提高小孢子胚的诱导率。这主要是从形态上改变其极性分布，从生理生化上改变其细胞生理状态，从而使小孢子偏离正常的配子体发育途径