甜叶菊组织培养的研究进展

doi ：10.13570/https://www.wendangku.net/doc/3d8693206.html,ki.scc.2015.03.022甜叶菊组织培养的研究进展

董振红

（吉林省公主岭市第三中学，公主岭136100）

摘要：对上世纪70年代以来甜叶菊组织培养相关研究进行了综述，主要从外植体和基本培养基的选择、培养条件，不同激素及其组合对愈伤组织诱导、芽的分化、继代增殖、不定根形成的影响以及组培苗移栽等进行了论述；同时还指出了甜叶菊组织培养的意义及当前存在的问题，为甜叶菊组织培养技术的进一步研究和工厂化规模生产提供参考。

关键词：甜叶菊；组织培养；快速繁殖；研究进展

中图分类号：S566.9；Q78文献标识码：B 文章编号：1007－2624（2015）03－0058－04

甜叶菊（Stevia rebaudiana Bertoni ）是小型多年生菊科（Compositae ）宿根性草本植物，原产于南美洲巴拉圭高原，几个世纪以来甜叶菊一直被巴拉圭的印第安人作为甜味饮料饮用[1-3]。日本1970年从巴西开始引入甜叶菊，并栽培驯化，同时进行食品、毒理检测等试验，并首次研发利用甜菊糖苷[4]。中国在1976—1977年间从日本成功引种甜叶菊，于1979年提取出了甜菊糖甙/苷（Stevioside ），并在食品罐头中成功试用[5-6]；山东科技报2013年5月29日报道：“中国已是全球最大的甜叶菊生产国和出口国，约占世界市场的90%，现在茶用甜叶菊市场需求量大增，产品供不应求”[7]。甜菊糖苷是一种极好的天然甜味剂，因其具有低热高甜、安全无毒副作用等特点，而备受肥胖症、糖尿病患者的欢迎[8-9]；甜菊糖苷具有明显的降压作用，有望成为高血压药物的替换或辅助药物[10]。甜菊糖苷在东南亚、南美洲及远东地区，已广泛应用于医药和食品领域[11]。

甜叶菊的生殖特点为：自交不育、异花授粉，遗传稳定性差；甜叶菊在0℃以下不能越冬，且种子发芽率低，目前仅靠种子繁殖远不能满足世界甜叶菊市场的需求。因此科技人员期待利用组织培养技术来大量生产遗传稳定、品质良好的甜叶菊。采用组培技术不仅能保持高品质甜叶菊品种的优良特性，在较短时间内，培育出大批种苗，还可不受外界条件的影响周年繁殖；将组培技术应用于甜叶菊的生产还将推动甜叶菊的遗传改良，从多方面弥补甜叶菊传统育种的不足。因此组织培养技术对甜叶菊的快速繁殖具有很高的经济价值和广阔的市场前景。近几十年来国内外已有一些关于甜叶菊组织培养的报道，笔者对其进行综述，旨在探讨今后的研究方向，为进一步选育产量高、糖苷含量高的优良品系奠定基础，为甜叶菊的资源开发利用提供参考。1外植体及其培养

1.1外植体的选择与灭菌

1.1.1外植体的选择在甜叶菊组织培养中，选择外植体是非常重要的一环，取材部位不同，培养结果就会不同。臧淑英等采用1.5mm 左右的茎节间部分切段为外植体，成功地从茎段愈伤组织再分化出了植株，但分化频率不高，只有20%～60%[12]。沈秀丽等研究发现与叶柄、叶片、茎段、下胚轴相比，以茎尖为外植体进行甜叶菊的组织培养，无论愈伤组织诱导率还是出芽率都较为理想[13]。娄玉霞等采用叶片为外植体，建立了甜叶菊叶片愈伤组织高效不定芽的分化和植株再生体系，离体叶片愈伤组织诱导率和不定芽分化频率均可达100%[14]。黄苏珍等采用嫩茎和叶柄为外植体进行了甜叶菊“中山一号”快速繁殖的研究，结果表明：采用顶芽或叶柄作为外植体均能形成愈伤组织，并诱导分化出不定芽，不定芽诱导率达85%[15]。C.M.Ferreira 等先以甜叶菊叶盘为外植体获得松散的愈伤组织，再以此愈伤组织作为初始接种物，成功地进行了细胞的悬浮培养及离体保存[16]。在进行甜叶菊组织培养时，要依据实验目的，选择最适的外植体，如仅为了收获愈伤组织，则茎节、茎段、叶片都是较为合适的材料[17-19]；要收获大批的组培苗则茎尖是较为合适的材料[20-21]。

1.1.2外植体的消毒甜叶菊外植体的消毒，大多采用浓度为0.1%的HgCl 2配合70%～75%的酒精。沈秀丽等认为：用70%的酒精将种子浸泡20s ，再用0.1%的升汞消毒10min ，然后用无菌蒸馏水冲洗干净，就能达到理想的灭菌效果[13]。黄苏珍等采用甜叶菊叶柄或顶芽为外植体，消毒顺序为：先用自来水冲洗，除去附着在材料表面的泥沙等杂质，再用10%的洗衣粉浸泡5min ，70%酒精消毒2min ，0.1%HgCl 2消毒5min ，无菌水冲洗3～5次，消毒效果较为理想[15]。但臧淑英等将甜叶菊植株顶梢，经75%酒精表面消毒30s ，再用饱和漂白粉上清液表面消毒15min 后，用无菌水冲洗3～4次[12]；Claudio 等先将幼叶用流水冲洗，然后用0.5%次氯酸钠浸泡10min ，最后用灭菌水冲洗干净[22]；Hemant 等将外植体用0.5%的次氯酸钠或体积比为15%的漂白剂和0.1%的吐温20消毒20min ，接种前5min 用无菌水冲洗3次，都可达到灭菌效果[23]。

收稿日期：2014-04-23

作者简介：董振红（1978-），女，吉林省公主岭市人，硕士。E-mail ：dongzhenhong@https://www.wendangku.net/doc/3d8693206.html,

中国糖料，2015，37（3）：58-61综述58

1.2培养条件及基本培养基的选择

1.2.1培养条件目前甜叶菊组织培养，普遍采用的培养条件为：pH 值5.5～5.8，光照时间12～24h/d ，光照强度600～3000lx ，相对湿度60%～70%，温度23～28℃[18-24]。

1.2.2基本培养基甜叶菊组织培养，国内外主要采用1/4MS 、1/2MS 、MS 等基本培养基，其中愈伤组织的诱导及继代增殖主要用MS ，生根培养主要用1/4MS 或1/2MS 。但也有以添加LS 的大量元素和微量元素及Nitsch 中的维生素的培养基[22]或B5培养基[25]对甜叶菊进行组织培养的。娄玉霞等在White 基本培养基上诱导不定芽生根，生根率达100%[14]。针对不同的需要，可以改变基本培养基中的营养成分及其含量。沈秀丽等研究表明：以MS 为基本培养基进行甜叶菊组织培养，培养物生长速度快，分化频率高；以蔗糖作碳源的培养物，其愈伤组织诱导率、出芽率均比葡萄糖、麦芽糖作碳源的高[26]。Shireen 等比较了葡萄糖、蔗糖和麦芽糖为碳源时对腋芽和茎尖诱导率的影响，确定了适于不定芽诱导的碳源为蔗糖和葡萄糖[27]。Nikolai 等研究却表明：在MS 培养基中添加果糖或葡萄糖，芽的生长发育要优于附加蔗糖的培养基，但在添加果糖或葡萄糖时，叶片中干物质的量及甜菊糖苷含量都会下降，3%的蔗糖添加量，甜菊糖苷含量最佳[28]。赫福霞、董振红等除了以添加3%蔗糖的1/4MS 为基本生根培养基外，还添加了0.1%的活性炭[21，29]。

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不同激素及其组合对组织培养的影响2.1不同激素及其组合对愈伤组织诱导的影响

诱导愈伤组织时需要添加生长素和细胞分裂素，至于使用量以及如何配合使用，不同的品种、不同的材料和不同的研究者的结论不同。臧淑英等采用茎段为外植体，MS 培养基中单独添加一种生长素：0.2mg/L 的2，4-D 或0.5mg/L 的NAA ，愈伤组织诱导率分别为76%和88%，基本培养基中不添加激素或单独添加一种BA ，都不能形成愈伤组织；细胞分裂素和生长素配合使用，愈伤组织的诱导率将会提高：接种在MS+BA 0.5mg/L+NAA 0.2（或1.0）mg/L 或MS+BA 0.5mg/L+2，4-D 0.8mg/L 上的茎段，愈伤组织诱导率都可达100%，但随着BA 浓度的提高，愈伤组织诱导率却呈显著下降趋势，如：接种在MS+NAA 0.5mg/L+BA 5.0mg/L 上的茎段，愈伤组织诱导率仅为53%[12]。娄玉霞等认为：最适于离体叶片愈伤组织诱导的培养基为MS+BA 0.5mg/L+NAA 0.5mg/L [14]。Kaye 等在添加2，4-D 0.5mg/L 的MS 培养基中以叶片为外植体诱导出了胚状愈伤组织[17]。Mohammed 等以叶片、茎节、茎段为外植体，在MS 培养基中添加2，4-D 3.0mg/L 均可诱导出最大量的愈伤组织[18]。陈少瑜等以叶片为外植体，在添加2，4-D 1.0mg/L 、KT 0.2mg/L 及BA 0.5mg/L 的MS 培养基上诱导出黄色疏松型愈伤组织，在附加BA 2.0mg/L 、IBA 0.5mg/L 及NAA 0.5mg/L 的MS 培养基中诱导出的愈伤组织呈绿色且坚硬[30]。倪德祥等发现高浓度NAA 和低浓度BA 组合时，愈伤组织较疏松而大；高浓度BA 和低浓度NAA 组合时，在比较松散呈白色絮状的愈伤组织上有比较致密的颗粒结构，且能进一步诱导出芽[31]。叶军等在含有0.5～3mg/L 6-BAP 的培养基中诱导出了愈伤组织[32]。M.B.Tadhani 等在添加2.0mg/L NAA 和0.3mg/L 6-BA 的MS 培养基中也诱导出了大量愈伤组织[33]。王凯基等研究表明：生长素种类对诱发甜叶菊愈伤组织影响不大，而对愈伤组织的形态起着不同的调节作用[34]。Meenakshi 等将叶片接种在添加不同浓度蓝藻混合物的培养基中，诱导愈伤组织的形成，结果表明：5mL/L 和10mL/L 为蓝藻的最佳添加量[35]。

2.2不同激素及其组合对芽分化及继代增殖的影响

由于材料不同，形成完整植株的途径也就不同，一般而言，植株再生可分为体细胞胚发生途径及器官发生途径，又根据是否经过愈伤组织阶段，而进一步将器官发生途径分为器官间接发生途径和器官直接发生途径，其中间接发生途径需经过愈伤组织阶段，通常需要的时间更长。

吕荣华等把幼叶诱导产生的愈伤组织及时转到添加1.0mg/L BA 和0.1～0.5mg/L NAA ，或3mg/L ZT 和0.5mg/L NAA 的MS 培养基中诱导芽的分化[36]。徐惠珠等把愈伤组织转移到BA 和IAA 比例为0.65∶1～10∶1的分化培养基上后，观察发现愈伤组织颜色逐渐变绿，结构日趋紧密，40～60d 后即可分化出芽[37]。Mitra 等将茎段接种在MS+1.0mg/L IAA +10.0mg/L KT+30.0mg/L ADS （硫酸腺嘌呤）的培养基中诱导不定芽的分化，4周内出芽率达90%，12周内平均每个外植体产芽量大于10[38]。沈秀丽等采用甜叶菊种子萌发幼苗的茎尖为外植体，发现在MS+0.5mg/L NAA+0.5mg/L BA 中可诱导产生一次性丛生芽[39]。Pourvi 等以茎段和叶片为外植体，在MS+BAP 2.2μM+IAA 2.8μM 的培养基上，也直接诱导产生了不定芽。他们认为在诱导培养基中加入0.5μM CuSO 4.5H 2O 可显著提高外植体的出芽率，且诱导出的幼苗叶宽大，叶色深绿[40]。Yukiyoshi 等在附加10mg/L KT 的基本培养基中，以带叶原基的茎尖为外植体，也直接诱导出了大量丛生芽[41]。Chi 等研究表明：以MS 为基本培养基并添加NAA 0.1mg/L 时，附加KT 比附加BA 更有利于甜叶菊茎尖的增殖[42]。Claudio 等研究表明：为了连续获得再生芽，应该在芽长至合适的长度后及时转入含低浓度BA 0.1mg/L 的继代培养基

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中继代培养[22]。赫福霞等利用正交试验设计方法探讨了植物生长物质（6-BA、NAA）、蔗糖、水解酪蛋白（CH）对甜叶菊丛生芽诱导的影响，结果表明：蔗糖对丛生芽诱导影响最大，其次是6-BA、NAA，CH影响较小，筛选出甜叶菊丛生芽诱导的最适培养基为MS+6-BA1.0mg/L+琼脂6g/L+蔗糖30g/L；最佳继代培养基为MS+ 6-BA0.5mg/L+NAA0.05mg/L+琼脂6g/L+蔗糖30g/L[21]。张子学等研究了不同种类、不同浓度的植物生长调节剂对甜叶菊继代苗增殖的影响，结果表明：适宜的继代增殖培养基为MS+BA0.4mg/L+NAA0.1mg/L，最高增殖倍数达14.4[43]。刘清波等正交试验结果表明大量元素浓度对丛生芽的增殖影响最大，其次是6-BA、蔗糖，NAA的影响较小[44]。蔡永智等以“守田3号”甜叶菊叶片为外植体，进行再生体系的建立，研究表明：最佳不定芽继代培养基为MS＋0.5mg/L6-BA＋0.05mg/L NAA＋0.2mg/L GA3＋4.0mg/L KT[45]。

2.3不同激素及其组合对不定根形成的影响

在1/4MS、1/2MS或MS的基础上添加不同浓度的NAA、IAA、IBA或其组合，是目前最常见的根分化培养基。黄苏珍等研究表明：在添加0.1mg/L BA、0.5mg/L IBA和0.5mg/L NAA的MS培养基上，甜叶菊品系“中山一号”生根效果最好，ZT却会抑制根的形成[15]。Shireen等在附加IAA或IBA（1～4mg/L）的MS培养基中转入3～5cm长的不定芽，移栽后，成活率达95%以上[27]。大部分研究者认为，NAA对生根有促进作用，但也有不同的研究结果，如Nikolai等研究则表明：BA强烈抑制根系统的形成，而NAA对甜叶菊不定根的发生却无影响，GA3利于芽的伸长及根的诱导[28]。原因可能是材料不同或者前期使用激素不同所致。董振红等研究表明：在1/4MS+IBA0.1mg/L+NAA0.1mg/L+蔗糖30g/L+琼脂6g/L+活性炭1g/L的培养基上，诱导生根，生根率达100%[29]。Latha等认为：1/2MS中添加IBA4.90μM比MS中添加同样浓度IBA，诱导不定芽生根效果要好，30d后，诱导出的根长且密，生根率达100%[46]。沈秀丽等把长至2～3cm具l～2对叶的增殖芽，从愈伤组织上切下，接入1/2MS+NAA1.0mg/L+IBA0.5mg/L的培养基上，1周左右即可生根，平均每株生根6～10条，根长3～4cm[47]。尚宏芹等以甜叶菊组培无根苗为试验材料，研究培养基、NAA浓度及活性炭对甜叶菊生根培养的影响。结果表明：1/2MS诱导生根的效果优于2MS、MS和1/4MS；0.2mg/L的NAA诱导生根效果最好，诱导率为83.3%，根粗壮而长；0.3%活性炭不但可大大地缩短生根时间，而且提高了生根率，增加了根数[48]。

3组培苗的移栽

组培苗移栽是关系到能否实现工厂化育苗的关键，目前对甜叶菊组培苗移栽的报道较少。翁晓燕等研究指出：2.5mg/L～10mg/L浓度的多效唑能有效提高甜叶菊试管苗移栽后的成活率，处理根系比叶面喷施效果更好，其中以5mg/L浓度在开盖炼苗浸根3d处理最为有效，移栽成活率达到92.4%，是对照的2.26倍[49]。董振红等摸索出的移栽条件为：待甜叶菊试管苗在培养瓶中培养至长有6片以上叶子和发达的根系后，可先敞口炼苗2d，再在含1/8MS+IBA0.05mg/L+NAA0.05mg/L+蔗糖15g/L的培养液中浸根2d后洗净根部，将苗转入装有土沙，并浇少量培养液（1/20MS）的小花盆中，为了提高茎秆强度，增强抗猝能力，可在沙土中添加少量草木灰，浇足水。如果室外温度达不到25℃左右，可暂时将小花盆放入温度适宜的温室中，每隔2d浇1次水。如室温适宜，可先放在室内阴凉处，每1～2d浇1次水，4～5d后，如果苗长势良好，则可移入阳光下培养。定期浇水，待小苗成活后，温度适宜时再移于大田栽培[29]。

4问题与展望

在经济植物中占有重要地位的甜叶菊，越来越受到甜叶菊研究者的青睐，国内外对组织培养甜叶菊的研究已经进行了几十年，无论在理论上还是技术上都取得了长足发展，已经初步建立了快繁体系，但商品化生产还有很多问题需要解决。鉴于目前组织培养甜叶菊的研究现状及发展趋势，笔者认为应在以下几个方面加强研究：⑴完善不同甜叶菊品种的快繁技术体系，加快优良新品种的繁育；⑵开展高品质甜叶菊种质资源的离体保存研究，这将是甜叶菊种质资源常规保存的有益补充；⑶将组织培养技术与基因工程等生物技术相结合，将抗寒、抗病、抗旱等基因转移到甜叶菊中，以期提高抗性；或与分子生物技术相结合，将口感好的Rebaudioside A合成关键酶基因克隆出来，转入具有其它优良品质的植株中，对甜叶菊进行遗传改良；⑷开展原生质体培养和体细胞杂交、花粉和花药培养技术，为倍性育种奠定基础；⑸积极开发应用生物反应器直接生产甜菊糖苷的技术。只有这样，才能更好地为甜叶菊商业化生产服务，才能更好地发挥组织培养技术在规模生产上的优势，取得更大的经济效益。

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Research Progress on Polyphenols in Sugarcane

TANG Yun-xian1,YANG Li-tao1,2*,YANG Liu2,LIAO Fen2,LI Yang-rui1,2

(1.College of Agronomy,Guangxi University/State Key Laboratory of Conservation and Utilization of Subtropical Agro-bioresources,

Nanning530005;2.Guangxi Academy of Agricultural Sciences/Sugarcane Research Center,Chinese Academy of Agricultural Sciences/Guangxi Key Laboratory of Biotechnology and Genetic Improvement of Sugarcane,Ministry of Agriculture/Guangxi Key

Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement,Nanning530007)

Abstract:This paper reviewed the research progress on component,distribution,metabolism of polyphenols and the pathways of reducing polyphenol pollution as well as regulation for polyphenol oxidase with genetic improvement in sugarcane tissue culture.

Key words:sugarcane;polyphenol;browning;genetic improvement

（上接第61页）

[45]蔡永智，王爱英，沈海涛，等.甜叶菊叶片高频再生体系的建立[J].北方园艺，2013（9）：134-137

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Research Progress on Tissue Culture of Stevia

DONG Zhen-hong

(The Third Middle School of Gongzhuling,Gongzhuling,Jilin136100)

Abstract:The progress on tissue culture of Stevia since the70s was reviewed,including the effects of different explants and media,culture conditions,different hormones combination on the inducement multiplication and differentiation of callus,adventitious root formation and transplantation of plantlet.Present problems in Stevia tissue cultures and future research were discussed to provide a reference for tissue cultures and industrial production in Stevia.

Key words:Stevia;tissue culture;rapid propagation;research progress

玉米育种现状与发展战略

玉米育种现状与发展战略 摘要 种子产业技术进步涉及知识创新、种质创新、技术创新和产品创新领域，还包括少量制度创新。不同性质的机构在这个产业技术链条中的位置决定了在改革中的走向。目前，种质创新、技术创新和产品创新是玉米种业技术发展的焦点问题。跨国公司进入我国市场，暴露出我国种子产业创新能力薄弱，关键就在于种质创新缺位，技术创新能力薄弱。企业的产品创新能力则受制于落后的育种思路，因而降低了投资效率。玉米商业育种的实践基础是简化、统一的杂种优势模式。施行走出去发展战略将激化产业内部矛盾，促进种业内部科技体制和管理体制改革，提高产业竞争能力。 一、玉米种业和种业技术面临的挑战与创新机遇 加入WTO以后，玉米育种研究体系的各个环节就越来越紧密地成为产业技术的一个组成部分。种子产业技术大体包括三个层次：以知识创新为特征的基础研究，以种质创新和技术创新为特点的应用基础研究和以产品创新为目标的应用研究。这些都纳入产业技术的范畴，只是所处的位置不同。因此，我们要明确自己所处的位置，了解产业技术链中每个环节的未来走向。这是研究农业科技体制改革和政策演变的基本考虑，也是技术创新的立脚点。 我国拥有世界上最庞大的农业科研和技术推广服务体系，在经济还比较落后的历史时期，这个系统为推动我国农村经济发展和农业科技进步做出了决定性的贡献。就玉米育种来说，我国在五十年代那样贫穷落后的经济条件下成功地研发和推广杂交种，创造了世界农业发展史上的奇迹；后来只用了十年多一点的时间，便从双交种过渡到更先进的单交种选育技术。七十至八十年代，我国科技人员在李竞雄教授的带领下自主攻克了玉米抗病育种技术难关，达到了当时的世界先进水平。技术进步促进农业生产的跨越式发展，我国玉米产量提高了将近4倍。但是，进入八十年代后期，玉米育种技术进入缓慢发展阶段。实际上，发达国家当时也面临着同样的挑战和同样的发展需求。 西方发达国家依靠种质扩增、改良与创新，通过抗逆育种途径持续提高玉米产量，有效地解决了产量爬坡问题。然后又投资生物技术，提高种子产业的技术含量和竞争力，这些将进一步提高玉米产量的遗传增益。当西方国家解决面临的技术挑战时，我们恰恰进入理论与技术的停滞状态。究其原因是产业技术的发展思路出了偏差。

植物组织培养的研究进展和发展趋势

植物组织培养的研究进展和发展趋势 （甘肃农业大学生命科学技术学院植物生物技术，甘肃兰州730070） 摘要:植物组织培养是根据植物细胞具有全能性的原理而发展起来的一门生物技术。本文简要概述了植物组织培养的概念及研究进展，较全面的综述了植物组织培养新技术以及在快繁脱毒、育种、种质资源保存、次生代谢物提取、基因转化等方面的研究现状，最后展望了植物组织培养的发展趋势。 关键词：组织培养；研究进展；发展趋势 Research Progress in Plant Tissue Culture and trends (College of life science and technology of plant biotechnology of Gansu Agricultural University,gansulanzhou 730070) Abstract: Plant tissue culture plant cells are totipotent under the principle and developed a biotechnology. This article provides a brief overview of the concepts and plant tissue culture research, a more comprehensive overview of plant tissue culture propagation of new technologies as well as in detoxification, breeding, germplasm conservation, extraction of secondary metabolites, and other aspects of gene transfer research status , Finally, the future trends in plant tissue culture. Key words: organizational culture; research status; trends 引言 植物组织培养是20世纪之初，以植物细胞全能性为理论基础发展起来的一门新兴技术，是指在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体，在人工配制的环境里培养成完整的植株，也称离体培养或植物克隆。自1902年德国科学家Haberlandt提出植物细胞具有全能性理论, 到1934 年美国White 等用番茄根进行离体培养证实这一观点以来,植物离体培养技术在基础理论和应用研究，已广泛应用到植物生理学、病理学、药学、遗传学、育种以及生物化学 等各个研究领域, 成为生物学科中的重要研究技术和手段之一[1]。近年来，随着 科学技术的不断发展，植物组织培养新方法和新技术不断涌现，研究重点也由器官、细胞水平向分子、基因方向转移。21世纪，生物技术是最有生命力的一门学科，而植物组织培养作为一种基本的试验技术和基础的研究手段，被认为具有巨大的潜力，现就植物组织培养技术研究进展做一简单综述。 1在植物育种上的应用 植物组织培养技术对培养有粮作物品种开辟了全新的途径。目前，国内外已

玉米组织培养及再生体系的建立

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/3d8693206.html, 玉米组织培养及再生体系的建立 作者：于妍胡楠楠侯杰尤丽新唐敬仙 来源：《乡村科技》2017年第32期 [摘要] 本文以玉米种子成熟胚为外植体进行组织培养，通过对外植体不同切割方式、不 同碳源、不同培养基及不同激素的对比分析，建立一套最优的再生遗传转化体系，最终成功诱导出二倍体愈伤组织，并长成为二倍体植株。 [关键词] 玉米；组织培养；再生体系；愈伤组织 [中图分类号] S513 [文献标识码] A [文章编号] 1674-7909（2017）32-68-2 玉米是主要的粮食和饲用作物，在食品和化工行业占有重要地位。随着转基因技术的飞速发展，人们欲利用转基因技术获得高产量、高品质、抗虫害的玉米新品种。用玉米成熟胚为外植体诱导的愈伤组织，不受季节影响，获得植株快速，取材方便，而且外植体大小合适，是适合于玉米遗传转化的再生体系[1]。 本文以玉米种子成熟胚为外植体进行组织培养，通过对外植体不同切割方式、不同碳源、不同培养基及不同激素的对比分析，预建立一套玉米最优的再生遗传转化体系，为玉米转基因及基因功能的研究奠定良好基础[2]。 1 材料与方法 1.1 植物材料 选取玉米种子成熟胚为外植体。 1.2 试验方法 1.2.1 实验材料处理。一是浸泡处理，即在无菌水中浸泡3 d；二是种子处理，即种子切分成芽鞘和根鞘为外植体；三是温度处理，即先将种子置于低温4 ℃下存放36 h，而后转入高温34 ℃下诱导3 d。 1.2.2 外植体培养。将外植体置于诱导培养基上，无光、25 ℃培养20 d，随后取出进行继代培养，并记录。然后将愈伤组织转入分化培养基，25 ℃、光照2 700～3 000 l x下培养20 d 后进行统计；最后将再生植株移至壮苗培养基上，生根后移植即可。 1.2.3 种子切割方式。种子切割方式为横切和纵切。 1.2.4 碳源的选用。碳源选用麦芽糖和蔗糖。

玉米单倍体育种的研究进展

植物组织培养结业总结 玉米单倍体育种的研究进展姓名：张曦 班级：农学 101 学号： 1009010070 指导老师：张素勤

玉米单倍体育种的研究进展 摘要: 阐述了玉米单倍体育种技术研究进展及在玉米育种中的应用。包括玉米单倍体的获得方法、鉴定方法、二倍体加倍方法、在玉米育种中的应用等,重点阐述了加倍方法和基础材料的选择，指出单倍体育种应注意的几个问题，并提出单倍体育种技术发展前景。 关键词:玉米；育种；单倍体；二倍体加倍 随着人口的增加和经济的发展，玉米的需求量不断上涨。耕地面积减少和环境的恶化使人们对高产、优质、抗逆性强的玉米新品种需求日益迫切。而目前用常规育种方法获得高配合力的纯合自交系需耗费大量的人力和时间。常规的育种技术已经越来越不能满足人们的育种需求。近年来，单倍体育种技术、基因工程育种、分子标记辅助育种等生物技术手段的发展提高了育种效率，开辟了玉米育种的新途径。 单倍体技术选育玉米自交系在国外已经广泛使用，目前国外大约60%的马齿型自交系， 30%的硬粒型自交系由单倍体技术选育出来。在我国最早开展此项研究的是中国科学院遗传所，通过孤雌生殖技术，在不到20年里育成3000 多个孤雌生殖纯系，其中综合性状优良或个别性状突出，可直接或者间接用于育种的近350个。此外近几年中国农业大学、华中农业大学、河北农业大学、吉林省农业科学院、山东省农业科学院和辽宁省农业科学院等也都先后从事了这方面的研究，目前也都育成了多个性状较优良的DH系，并且选育出多个优良组合参加国家级和省级区域试验，遗单6号、科玉10号、秦单5号已通过审定，并在生产上进行推广。 一、单倍体的发现 单倍体是指只携有配子染色体数目的个体，自然界中的单倍体是经过不正常受精形成的，一般发生频率很低。1922年，Dorothy Bergner 首次发现了野生的曼陀罗单倍体，此后，烟草、小麦等其他物种的单倍体被相继发现。玉米单倍体的发现相对较晚，Randolph首先观察到品种间或自交系间杂交的后代中有0.011%～0.103%的孤雌生殖单倍体，并且不同杂交组合中单倍体产生的频率存在较大的差异。尽管单倍体的发现较早，但人工单倍体的产生经历了漫长的过程。直到1964年，Guha和Maheshwari使用花药培养，第一次在实验室得到了人工的曼陀罗单倍体。 二、获得玉米单倍体技术 1.1 自然发生的单倍体 生殖过程异常所引起的孤雌或孤雄生殖而来的玉米单倍体,自然发生的单倍

植物组织培养研究进展

植物组织培养研究进展 摘要 植物组织培养技术作为一种科研手段,发展异常迅猛。从组织培养的原理、培养过程中遇到的问题以及前景和展望这3方面综述了我国近几年植物组织培养的新研究。 关键词: 组织培养；存在问题；措施；发展 20 世纪后半叶，植物组织培养发展十分迅速，利用组织培养，不仅可以生产大量的优良无性系，并可获得人类需要的多种代谢物质；细胞融合可打破种属间的界限，克服远缘杂交不亲和性障碍，在植物新品种的培育和种性的改良中有着巨大的潜力；还可获得单倍体、三倍体及其它多倍体、非整倍体；组织培养的植物细胞也成为在细胞水平上分析研究的理想材料[1]。因此，植物组织培养广泛应用于植物科学的各个分支，如植物学、植物生理学、遗传学、育种学、栽培学、胚胎学、解剖学、病理学等，并广泛应用在农业、林业、医药业等多种行业，产生了巨大的经济效益和社会效益，被认为是一项很有潜力的高新技术。 1组织培养的基本原理 1.1植物组织培养的概念 植物组织培养技术是指在无菌条件下，将离体的植物器官(如根尖、茎尖、叶、花、未成熟的果实、种子等)、组织(如形成层、花药组织、胚乳、皮层等)、细胞(如体细胞、生殖细胞等)、胚胎(如成熟和未成熟的胚)、原生质体培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱发产生愈伤组织或潜伏芽等，或长成完整的植株的技术[2]。 1.2植物组织培养的依据 植物组织培养的依据是植物细胞“全能性”及植物的“再生作用”。1902年，德国著名植物学家GHaberlanclt根据细胞学理论[3]，大胆地提出了高等植物的器官和组织可以不断分割，直到单个细胞，即植物体细胞在适当的条件下具有不断分裂和繁殖，发育成完整植株的潜力的观点。1943年，美国人White在烟草愈伤组织培养中, 偶然发现形成一个芽, 证实了GHaberlanclt的论点[4]。在许多科学家的努力下，植物组织培养技术得到了迅速发展，其理论和方法趋于完善和成熟，并广泛应用产生了巨大的经济效益和社会效益。 1.3培养基的选择 组织培养的基础培养基有MT、MS、SH、White等[5]。由于不同植物所需要的生长条件有所不同，会对培养基做一些不同的处理，一般采用较多的是MS。组织培养采用固体培养基的较多，但只有在植物周围的营养物和激素被吸收，如果其他残留的培养基也能被利用，对工厂化生产的成本减少方面有很大的帮助。董雁等[6]利用回收转换后废弃的继代培养基，加入原继代培养基30 %浓度母液的培养基，培养效果与原继代培养基的基本相同，说明继代培养基再利用是可行的，这为规模化组培育苗开辟了新的途径。杜勤[7]等在无外源激素条件下，研究液体和固体培养基对黄瓜子叶培养器官分化的影响，结果用液体培养基直接诱导花芽率更高，分化高峰期出现的时间也更早，说明液体培养基对外植体的生长更有利，只是固体培养基更易操作而被较广泛应用。 2植物组织培养过程中存在的问题 2.1 污染问题 组织培养过程中的污染包括内因污染和外因污染。内因污染指由于外植体的表面或者内部带菌而引起的污染；外因污染则是主要由环境污染和操作不当引起，是指在接种或培养过程中病菌入侵，例如培养基、接种工具和接种室消毒不严格以及操作不规范等[8]。 针对植物组织培养中污染产生的原因，应从以下2个方而着手来控制污染。一是控制外植体自身带菌，外植体的表而带菌可以经过一系列的杀菌处理来减少；而外植体的内部带菌是不

我国玉米育种现状和发展趋势

我国玉米育种现状和发展趋势 一、我国玉米育种的研究现状 新中国成立50年来，我国玉米生产和其它各项事业一样取得了突飞猛进的发展。我国玉米单产和总产的增长速度大大超过其它发展中国家，玉米杂交种的普及率 95％左右，达到发达国家的水平，玉米在我国粮食生产中的地位显得愈来愈重要，因此，玉米育种的研究受到广泛地重视。“九五”以来，在国家科技部和农业部的直接领导下，在各级政府和农业主管部门的大力支持下，经过广大农业科技工作者的艰苦努力，我国玉米育种研究取得了一系列显著的成绩，主要表现在以下几个方面： 1．新品种、新自交系的选育成绩斐然 “九五”前三年，在19个由国家攻关计划第一子专题资助的玉米育种单位，通过省级以上品种审定委员会审定的新品种达41个（详见表1），年平均审定新品种13.66个，其中东北玉米区9个；华北区13个；西北区7个；西南区8个；南方区4个。这些新品种大面积示范的平均亩产都达到600公斤以上。同时各单位还育成一批配合力高、抗性好、单株生产力高的优良自变系，在41个玉米新品种的82个亲本中，有26个是近三年育成的自交系，新系的比例达到31.7％。如果加上非国家攻关单位和私营企业选育的玉米新品种和自交系，其数量将进一步增加。有理由相信，我国玉米育种的研究已经进入一个新的高速发展时期。在各玉米产区，依靠l～2个品种当家的历史已经结束，新品种更换的速度大大加快，新品种推广呈现多元化趋势。 2．种质扩增和改良进展明显 近十年来，我国玉米育种界的一个重要变化之一是愈来愈多的玉米育种工作者对种质的重要性有了更深刻地认识。为了扩大种质的遗传变异，增加选择的机会，提高玉米杂种优势利用水平，各育种单位普遍重视种质的扩增和改良。中农国科院、中国农业大学、华中农业大学等单位在国家948项目的资助下先后从国际玉米小麦研究中心（CIMMYT）、美国、墨西哥等地引进一批玉米种质资源，并开始有计划的改良。 玉米育种的实践已经证明轮回选择是群体改良最有效的方法之一，而群体改良则是一项着眼于长远育种目标的育种计划。“九五”期间，在国家攻关计划的支持下，全国有7个单位系统开展玉米群体改良研究，共有各类轮回选择群体13个，其中东北区6个。华北区6个、西南区1个。现已对这些群体分别进行了1～2轮的选择，群体的配合力、抗病性、农艺性状得到不同程度地改良。 3．育种新材料和新方法的研究有长足进步 随着农业生物技术的飞速发展，我国玉米育种工作者已经开始系统地利用转基因技术和分子标记技术开展育种新材料、新方法的研究，并取得了长足的进步。中国农业大学利用基因枪、子房注射、超声波介导的方法分别将 B吨基因和

玉米育种技术研究进展

·18· 种业导刊，2019年第2期 Journal of Seed Industry Guide 玉米育种技术研究进展 王鹤桦，刘金海 （信阳职业技术学院/医药生物检测河南省高校工程技术研究中心，河南 信阳 464000） 玉米是我国播种面积和总产量最大的粮食作物，也是主要的饲料原料和重要的工业原料。近年来，随着畜牧业的快速发展，玉米的需求日益增加。与此同时，我国玉米品种营养品质差，赖氨酸、色氨酸含量低等，严重影响了畜禽发育以及人民的身体健康。因此，亟需加快育种步伐，生产出更多质量更好的玉米来满足生产、生活的需要。 1 玉米育种技术 1.1 单倍体育种 单倍体是用天然或人工诱导方法（例如孤雌生殖）获取单倍体生物以及用单倍体生物培育后代的育种方式，主要有诱导品系、组织体外培养和化学诱导的杂交方法等。单倍体诱导商业价值巨大，常规的杂交育种周期长，诱导单倍体加倍产生纯合的二倍体，直接利用配子体进行选择，只需2～3 a 即可育成稳定的纯系，可大大缩短育种时间、减少成本。 中国农业大学陈绍江团队创建了玉米单倍体育种高效技术体系，将基础研究与技术发明以及育种实践 结合起来。吴鹏昊等比较了多个不同遗传背景的单倍体雄穗自然加倍能力，探明单倍体雄穗育性恢复不受细胞质基因的控制，而受核基因控制。有学者认为基因型在单倍体雌穗育性恢复中起主要作用，单倍体雌穗育性恢复过程与雄穗育性恢复过程相对独立。北京市农林科学院玉米研究中心已经创制出8个具有诱导率高、结实性好等优良特性的玉米单倍体诱导系，并率先利用和选育出3个单交种型诱导系，选育出系列优良玉米品种11个。 有学者认为用同族单倍体诱导剂生产母体单倍体是常用的单倍体育种方法，在玉米育种中非常有效，并开发了一种从花粉粒中分离出3个核和从四分体中分离出4个小孢子的方法，观察到非整倍性在三核期高发，表明配子体减数分裂后发生的连续染色体断裂可能形成胚胎的单倍体。1.2 远缘杂交育种 远缘杂交育种指的是不同种、属间甚至亲缘关系更远的物种间的杂交产生的后代。远缘杂交可以创造和利用杂种优势来创造新物种、改良旧物种，是育种 现阶段生产形势下，亟需突破传统玉米育种方法，选育出满足多种需求的育种材料。就玉米单倍体育种、远缘杂交育种、分子标记辅助育种、分子模块设计育种和基因工程育种等新技术进行了介绍，并对未来玉米育种工作中可能存在的问题提出了展望，以期为育种工作提供借鉴。中图分类号：S513.035 文献标志码：B 文章编号：1003-4749（2019）02-0018-03 玉米育种；单倍体育种；远缘杂交育种；分子标记辅助育种关键词：收稿日期：2018-12-11 基金项目：河南省科技攻关项目（172102110200）；河南省高等学校青年骨干教师培养计划项目（2016GGJS-274）作者简介：王鹤桦(1979-)，女，河南沈丘人，副教授，硕士，主要从事动物营养与饲草资源利用研究。 E-mail:hehua317@https://www.wendangku.net/doc/3d8693206.html, 摘 要：doi : 10. 3969/j.issn. 1003-4749. 2019.02.006

甜叶菊的种植方法

甜叶菊的种植方法 甜叶菊是菊科中的一种多年生草本植物，它的使用价值比较高，可用于食用、药用、饲料、肥料等四个方面。甜叶菊它是我国从日本引进的一种植物，目前主要是在北京、安徽、河北、山东以及新疆、云南等地种植，当然其他地区也有少量种植。那么甜叶菊它要如何种植呢？种植的方法是怎样的呢？下面我们一起来学习下吧。 1、土肥准备 甜叶菊具有喜温暖、湿润、耐低温、怕涝、不耐积水、抗旱性不强的特点，而且它对光照十分的敏感，所以最长的光照时间是十二个小时。那么种植地一般要排水良好，并且靠近水源，其次就是土壤疏松、肥沃，还有就是光照时长不能超过十二个小时。深耕土壤，并结合施肥进行，基肥以有机肥为主，整平地面，开沟作畦即可。

2、培育壮苗 在育苗的时候，我们要准备好苗床，一般是选在避风、向阳的排水和浇灌便利的地方。苗床的土质最好是沙质壤土，整好苗床之后，要搭建一个遮阳棚。甜叶菊一年四季均可栽种，分别可以采用种子繁殖和扦插繁殖。按照行间距为五厘米、株间距为两厘米左右，进行扦插育苗和种子育苗。栽种之后要及时浇水，夜间要进行保温，这样可以促进出苗以及根系的生长。

3、移栽定植 在拔苗移栽的前一天，我们要用进行一次浇水，并且将苗床浇透。第二天进行移苗，移苗的时候要连土带走，尽量不要伤到植株的根系。移栽时做好是在降雨前后，这样移栽的幼苗成活率会更高。栽种时的温度一般是十二到十五度左右，每亩按照行间距四十五到五十厘米、株间距为十五到二十厘米进行定植，一般每亩栽种的数量大概是一万株左右。

4、大田管理 在定植之后，要及时的进行浇水，一直到植株成活，通常是钱三天每天浇一次水，等到后期每个一周浇一次水，保持土壤湿润即可。同时我们还需要根据田间杂草生长的情况，进行及时的除草，以免养分为杂草吸收，影响植株的正常生长。等到幼苗长出十到十四片真叶的时候，需要进行第一次摘心，并且这时也需要进行第一次追肥，主要是以尿素为主。第二次摘心也就是第二次追肥的时间，一般是分枝长出十到十四片真叶的时候，还是撒施尿素。最后就是还要注意预防立枯病、黑斑病以及地老虎、蛴螬等害虫。

组培的研究进展及发展趋势

组培的研究进展及发展趋势 植物组织培养是根据植物细胞具有全能性的原理而发展起来的一门生物技术。简要概述了植物组织培养的概念及研究进展，较全面的综述了植物组织培养新技术以及在快繁脱毒、育种、种质资源保存、次生代谢物提取、基因转化等方面的研究现状，最后展望了植物组织培养的发展趋势。 关键词：组织培养；新技术；应用现状；发展趋势 植物组织培养是20世纪之初，以植物细胞全能性为理论基础发展起来的一门新兴技术，是指在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体，在人工配制的环境里培养成完整的植株，也称离体培养或植物克隆。自1902年德国科学家Haberlandt提出植物细胞具有全能性理论, 到1934年美国White 等用番茄根进行离体培养证实这一观点以来,植物离体培养技术在基础理论和应用研究，已广泛应用到植物生理学、病理学、药学、遗传学、育种以及生物化学等各个研究领域, 成为生物学科中的重要研究技术和手段之一。近年来，随着科学技术的不断发展，植物组织培养新方法和新技术不断涌现，研究重点也由器官、细胞水平向分子、基因方向转移。21世纪，生物技术是最有生命力的一门学科，而植物组织培养作为一种基本的试验技术和基础的研究手段，被认为具有巨大的潜力。 一、植物组织培养新技术的研究 随着科学技术的发展和对植物组织培养技术的不断深入研究，一些新的培养方法和技术不断出现，为植物组织培养技术的不断优化和发展提供了新的途径。 1.新型光源的应用 光是植物生长发育必不可少的重要因素之一，光照长短、光质、光周期对植物的生长、形态建成、光合作用、新陈代谢以及基因表达均有调控作用。传统的组织培养光源灯普遍存在寿命短、发热量大且不均以及发光效率不理想等缺点。LED作为植物组织培养光源早在1991年就有栽培试验。研究发现, 光质比例和光照强度可调的LED 光源比通常植物组织培养使用的荧光灯更能有效地促进试管苗的光合作用和生长发育。蒋要卫利用LED作为大花蕙兰组培苗光源的研究发现, LED光源可以显著改善大花惠兰试管苗的生长状况和提高其品质。日本的田中道男等运用阴极荧光灯( CCFL)作为文心兰试管苗光源, 结果表明其地上部干、鲜重和试管苗的高度都有显著提高。另外田中道男等利用SILHOS 作为生菜组织培养光源, 获得了高质量的组织培养苗。目前LED是组织培养中最有效的人工照明光源，而CCFL等新型光源是未来发展的主要方向。 2.开放组织培养技术 传统的植物组织培养属于严格的封闭式培养，因而造成灭菌成本偏高、培养基易污染、外界环境调控难度大等缺点。而开放组织培养新技术是在外加抗菌剂的条件下，使植物组织培养脱离严格无菌的操作环境，在自然开放的有菌环境中进行，恰好弥补了这些不足。赵青华等采用开放式组培技术，在培养基中添加抑菌剂，克服了非灭菌条件下魔芋组织培养污染问题，有效地简化了实验步骤，降低了生产成本。何松林的研究表明在添加抗菌剂的开放式组培中，文心

玉米组织培养

玉米组织培养的研究发展 姓名：潘艳美专业：电气自动化类学号：0902100210 摘要:回顾了上一世纪我国植物组织培养的发展。1934年以来,我国的植物组织培养研究一直与国际发展同步进行。近些年来玉米组织培养技术发展十分迅速,玉米组织培养技术作为一种新型的科研技术,越来越受到人们重视。浅谈植物组织培养技术的基本原理、意义及面临的一些问题和植物组织培养在我国农业应用的情况，综述了玉米子房和幼胚系统的组织培养研究、玉米茎尖和根尖离体培养研究和玉米花粉和花药培养研究。 关键词:玉米；组织培养;原理；意义；作用；展望 一，植物组织培养的基本概念、原理和试验步骤 1，概念 植物组织培养是在无菌条件下，将离体的植物器官(根尖、茎尖等)、组织(形成层、花药组织等)、细胞(体细胞、生殖细胞等)、胚胎(成熟或未成熟的胚)、原生质体等在人工配制的培养基上培养，给予适宜的培养条件，诱发其产生愈伤组织或潜伏芽或长成完整的植株的技术。 2，原理 植物组织培养的依据是植物细胞的“全能性”及植物的“再生作用”。 用于植物组织培养的材料称为外植体，其主要形式有器官、胚胎、单细胞、原生质体等。根据外植体的不同，所需要的培养基种类、培养条件、外源激素的种类及比例等均不同。植物组织培养中，影响培养力的因素是多方面的，诱导愈伤组织成败的关键在于培养条件，植物激素是诱导愈伤组织和绿苗分化的关键因素。 最常用的诱导愈伤组织的生长素是IAA、NAA和2，4一D，所需浓度为O．01～10 mg／L。最常用的细胞分裂素是KT和ABA，使用浓度为O．1～10 mg／L。KT 的主要作用是促进细胞分裂和愈伤组织分化。ABA对植物体细胞胚的发生与发育具有重要作用。各类植物激素的生理作用虽有相对专一性，但是植物的各种生理效应是不同种类激素之间相互作用的综合表现。 3，试验步骤【1】 A,选择和配制培养基培养基是植物组织培养中的“血液”，血液的成分及其供应状况直接关系到培养物的生长与分化，因此了解培养基的成分、特点及其配制至关重要。 B,灭茵灭菌是组织培养中的重要工作之一，通常采用物理的或化学的灭菌方法。培养基用常压或高压蒸煮等湿热灭菌、器械采用灼烧灭菌、玻璃器皿及耐热用具采用干热灭菌、不耐热的物质采用过滤灭菌、植物材料表面用消毒剂灭菌、物体表面用药剂喷雾灭菌、接种室等空间采用紫外线或熏蒸灭菌。

关于大面积种植甜叶菊的可行性报告

关于大面积种植甜叶菊的可行性报告 一、甜叶菊简介 甜叶菊，菊科多年生草本植物，栽一次可以活好多年。八十年代初由国外引进种植，是新型糖源植物。该植物最早是由日本福岛县的住田哲也教授在巴西原始森林山区发现的一种很甜的菊科植物，人们叫它甜味菊，是一种纯天然野生的菊花类植物。 甜味菊株高90－150厘米，基部木质化，茎粗0.8－1.2厘米，一级分枝30－50个，二级分枝90—160个；叶对生，呈椭圆形，纸质，叶面粗糙，一年生单株有叶片400－700片多达1200片；花序多排列成稀疏房状，总苞筒状，花警平坦，花冠白色。 甜味菊叶子有股淡雅的香气，含丰富的甜味菊苷，如果摘一小片叶子放在嘴里嚼一嚼，就像吃了一口白糖。甜味菊的叶含菊糖为6－12％，用它提取出的甜菊糖苷为白色粉末状，是一种低热量、高甜度的天然甜味剂，是食品及药品工业的原料之一，其甜度大约为蔗糖的300倍。 二、甜叶菊用途 1、甜菊糖苷简介 甜菊糖是从甜叶菊中精提的甜菊糖一种高甜度、低热量的天然甜味剂，安全性高，无副作用，成为我国继蔗糖、甜菜糖之后的"第三糖源",在国际上被誉为"植物糖王"。1995年美国FDA批准其可作为食品添加剂使用。1999年国家修订甜菊糖标准(GB8270－1999)确认甜菊糖作为食品添加剂应用于食用工业。 甜菊糖化学性质：白色至微黄色结晶性粉。熔点198℃。1g该品可溶于800ml 水，微溶于乙醇。在空气中迅速汲湿。耐高温，在酸性及碱性溶液中比较稳定。纯度90％以上，甜味纯正，清凉爽口，甜度为蔗糖的200－300倍，热值仅为蔗糖的1/300，对热、酸、碱盐类都极为稳定，不着色、变味、易溶于水，更易溶于乙醇，与蔗糖、果糖、麦芽糖、果菊糖混合使用时，不会改变这些糖质甜味剂的本味，并且还具有甜味相乘的效果。 菊糖苷是理想的甜味食品，它具有热量低，所含热量只有蔗糖的三百分之一。人食用甜味菊，人体无法分解甜味菊配糖体使它转变成葡萄糖，也不会因此被血

玉米分子育种研究现状

玉米分子育种研究现状 王玲琼 （河西学院农业与生物技术学院，甘肃张掖 734000） 摘要：随着分子遗传学的发展和实验能力的提高，分子标记随之出现并且发展迅速，尤其是在玉米遗传育种上的应用。本文通过阅读大量的文献，介绍了分子标记育种在玉米遗传图谱的构建及基因定位、杂种优势群划分、优良品种的获得等方面的应用。 关键词：SSR AFLP 分子标记玉米育种 1.序言 在学习《植物分子育种技术》的课程中，认识到了分子标记在玉米育种中的重要性，但具体内容仍不了解，所以通过查阅文献增进对分子标记的了解，并将了解的内容进一步整理，写了这篇读书报告。分子标记直接表现在DNA水平上，是一种在分子遗传学快速发展而产生的技术。玉米是重要的粮食与饲料作物, 是世界三大作物之一。但是由于对玉米中许多性状的遗传机制缺乏了解, 从而限制了玉米产量的提高与品质的改善, 阻碍了玉米育种工作的进程。建立在分子遗传学基础上的分子标记技术的迅速发展,促进了作物育种研究各个领域的发展。 2.分子标记概述 分子标记是继形态标记、细胞标记和生化标记之后发展起来的一种新的较为理想的遗传标记形式。随着分子生物学的快速发展，分子标记也同样得到非常迅速发展。根据分子标记所依赖的的生物技术的不同，分子标记经历了三代的变化。1974，Graz- dicker 等人在鉴定温度敏感表形的腺病毒DNA突变体时，利用经限制性内切酶酶解后得到的DNA片断的差异，首创了DNA分子标记，即第一代分子标记——限制性片断长度多态性标记（restrictionfragment lengthpolymorphism，RFLP）。第一代分子标记主要是以分子杂交技术为基础的分子标记，1982 年Hamade发现第2 代DNA 分子标记——简单序列重复标记（Simplesequence repeat，SSR）。第2代分子标记是以聚合酶链式反应（PCR）为基础建立。1990年Williams和welsh 等人发明了随机扩增多态性DNA标记（randomly amplified polymorphic DNA，RAPD）和任意引物PCR（arbitrary primer PCR，AP-PCR）。1991 年Adams 等建立了表达序列标签（expressed sequen- cetag，EST）标记技术。1993 年Zabeau 和Vos 合作发明了扩展片断长度多态性标记（Amplified fragment lengthpolymorphism，AFLP）。1994 年Ziekiewicz 等发明了简单重复间序列标记（inter-simple sequence repeat，ISSR）。1998 年在人类基因组计划的实施过程中，第3代分子标记——单核苷酸多态性（single nucleotidep-

国内外苔藓植物组织培养研究进展

国内外苔藓植物组织培养研究进展 文章在对苔藓植物的特征及组织培养研究简史进行简要介绍的基础上，重点介绍了国内外学者对苔藓植物组织培养材料及基质的选择、外植体的消毒方法、培养基成分的选择及培养条件的筛选等4个方面的研究进展。 标签：苔藓植物；组织培养；消毒方法；培养基 苔藓植物是植物界中比较特殊的一个植物类群，主要生活在阴湿的环境中，是一类由水生向陆生过渡的重要的原始高等植物。苔藓植物生活史为典型的异型世代交替，孢子体则寄生于配子体上生活，孢子在产生新的配子体过程中还需要经过一个原丝体阶段。目前，全世界大约有2.3万种苔藓植物，其种类仅次于被子植物。 苔藓植物能够蓄积大量水分，因此对水土保持与涵养、森林及某些附生植物的发育都有极其重要的作用。此外，苔藓植物还含有脂类、萜类、黄酮类、生物碱、醌类等活性物质，因此具有极高的药用价值。 苔藓植物的组织培养历史可以追溯到1902年Haberlandt的研究和1905年Goebel等人的研究，此后的50余年时间内，科学家的关注点更多的集中于被子植物组织培养上，对苔藓植物的组织培养几无涉及。1957年，Allsopp利用石地钱和小叶苔的孢子进行组织培养，首次成功获得相应愈伤组织及再生叶状体。此后，世界范围内的关于苔藓植物组织培养的实验研究逐渐展开并取得了一定的成果。 1 苔藓植物组织培养供试材料及基质 目前，可以用于苔藓植物组织培养的材料主要是苔藓植物的配子体、孢子体和原丝体，此外还可以利用其生殖器官、芽孢、游离原生质体等。1960年，Ward 以Knudson培养基培养金发藓和波叶仙鹤藓的孢子并获得其无菌原丝体，并在添加了蔗糖的基本培养基中利用该无菌原丝体诱导获得了相应的愈伤组织及再生植株。2003年，高永超等利用牛角藓配子体茎段诱导获得相应愈伤组织，并探讨了蔗糖及大量元素对愈伤组织细胞生长的影响。2007年，于传梅利用膨叶唇藓苔和溪苔的叶状体、柳叶藓的茎段、短叶藓和江岸立碗藓的孢子进行组织培养，获得了相应的愈伤组织或再生植株。 2 苔藓植物组织培养供试材料的消毒 可用于苔藓植物外植体消毒的试剂包括乙醇、次氯酸钠、升汞等，不同的供试材料和不同部位的外植体所用消毒剂有所不同。Saboljevic等研究表明，适用于Aloina aloides孢子和配子体消毒的次氯酸钠浓度分别为120.00g·L-1和90.00g·L-1。于传梅（2007）研究表明，适用于膨叶唇藓苔和溪苔的叶状体消毒的试剂为0.1%次氯酸钠，消毒时间为5分钟。梁书峰（2010）研究表明，适用

组织培养

农学院课程论文 （ 2016至2017学年度第二学期） 课程名称：植物组织培养 课程编号：01600086z 学生姓名：姜小红 学号：A01150464 班级：种子1502班 任课教师:魏峭嵘 提交日期： 2017年 6 月 28 日评阅日期：年月日

玉米组织培养的研究 作者姜小红 （东北农业大学农学院，哈尔滨，150030） 摘要：玉米是四大粮食作物之一，不仅用于农业生产，也是工业生产的重要原料，在多个领域均有应用。本文结合组织培养的条件、选择外植体的方法、培养中加入的物质、生长调节剂和对离体培养造成干扰的多种外界环境因素综述了玉米组织培养的探索进展，在此前提下，对玉米组织培养存在的问题进行探讨，挖掘其应用的潜在值为玉米的遗传育种及生产应用提供理论依据。 关键词：玉米；组织培养；研究进展 0前言 据统计，2016年，中国种植玉米的面积为5.51亿亩，是粮食种植面积的32.5%；全国产玉米质量是21955.4万吨，是全国总粮食产量的35.63%，由此可见，玉米是四大粮食作物之一名不虚传。玉米不仅用于农业生产，也是工业生产的重要原料，在多个领域均有应用。随着玉米产量的增加，玉米不仅可以作为粮食，还可以转化成乙醇及加工成美味的食品，对发展国民经济意义深远。它为了满足农艺上的性状需求，在其基因上导入所需求性状的基因获得优良性状。建立高效的再生体系对遗传性状转化的成功起到至关重要的作用，诱导愈伤组织是建立再生体的基础条件【1】。 1 外植体的选取 选择外植体密切关系到组织培养能否成功。玉米幼苗愈伤组织的成功诱导对它的离体组织培养奠定了基础。Green和Philips在1975年使玉米未发育的幼胚被顺利地诱导成愈伤组织且第一次获取到了再生的玉米植株。随着研究人员的不断探究，目前玉米愈伤组织能够被很多种式样的外植体都被顺利地诱导，例如由花药、未成熟合子胚、玉米叶片、成熟种子的胚轴、胚根、胚都成功诱导出愈伤组织。由此可以看出外植体的选择多种多样，我们应该勇于尝试。

植物组织培养新技术与应用的研究进展及发展趋势

植物组织培养新技术与应用的研究进展及发展趋势 发表时间：2012-09-04T08:13:38.717Z 来源：《时代报告》2012年第6期作者：白立伟 [导读] 传统的组织培养光源灯普遍存在寿命短、发热量大且不均以及发光效率不理想等缺点。 白立伟（西南大学园艺园林学院，重庆北碚 400715) 中图分类号：Q943.1 文献标识码：A 文章编号：1003-2738（2012）06-0322-01 摘要:植物组织培养是根据植物细胞具有全能性的原理而发展起来的一门生物技术。本文简要概述了植物组织培养的概念及研究进展，较全面的综述了植物组织培养新技术以及在快繁脱毒、育种、种质资源保存、次生代谢物提取、基因转化等方面的研究现状，最后展望了植物组织培养的发展趋势。 关键词：组织培养；新技术；应用现状；发展趋势 引言 植物组织培养是20世纪之初，以植物细胞全能性为理论基础发展起来的一门新兴技术，是指在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体，在人工配制的环境里培养成完整的植株，也称离体培养或植物克隆。自1902年德国科学家Haberlandt提出植物细胞具有全能性理论, 到1934 年美国White 等用番茄根进行离体培养证实这一观点以来,植物离体培养技术在基础理论和应用研究，已广泛应用到植物生理学、病理学、药学、遗传学、育种以及生物化学等各个研究领域, 成为生物学科中的重要研究技术和手段之一[1]。近年来，随着科学技术的不断发展，植物组织培养新方法和新技术不断涌现，研究重点也由器官、细胞水平向分子、基因方向转移。21世纪，生物技术是最有生命力的一门学科，而植物组织培养作为一种基本的试验技术和基础的研究手段，被认为具有巨大的潜力。 一、植物组织培养新技术的研究 随着科学技术的发展和对植物组织培养技术的不断深入研究，一些新的培养方法和技术不断出现，为植物组织培养技术的不断优化和发展提供了新的途径。 1.新型光源的应用。 光是植物生长发育必不可少的重要因素之一，光照长短、光质、光周期对植物的生长、形态建成、光合作用、新陈代谢以及基因表达均有调控作用。传统的组织培养光源灯普遍存在寿命短、发热量大且不均以及发光效率不理想等缺点。LED作为植物组织培养光源早在1991年就有栽培试验。研究发现, 光质比例和光照强度可调的LED 光源比通常植物组织培养使用的荧光灯更能有效地促进试管苗的光合作用和生长发育。蒋要卫利用LED作为大花蕙兰组培苗光源的研究发现, LED光源可以显著改善大花惠兰试管苗的生长状况和提高其品质[2]。日本的田中道男等运用阴极荧光灯( CCFL)作为文心兰试管苗光源, 结果表明其地上部干、鲜重和试管苗的高度都有显著提高。另外田中道男等利用SILHOS作为生菜组织培养光源, 获得了高质量的组织培养苗。目前LED是组织培养中最有效的人工照明光源，而CCFL等新型光源是未来发展的主要方向。 2.开放组织培养技术。 传统的植物组织培养属于严格的封闭式培养，因而造成灭菌成本偏高、培养基易污染、外界环境调控难度大等缺点。而开放组织培养新技术是在外加抗菌剂的条件下，使植物组织培养脱离严格无菌的操作环境，在自然开放的有菌环境中进行，恰好弥补了这些不足。赵青华等采用开放式组培技术，在培养基中添加抑菌剂，克服了非灭菌条件下魔芋组织培养污染问题，有效地简化了实验步骤，降低了生产成本[3]。何松林的研究表明在添加抗菌剂的开放式组培中，文心兰试管苗可正常生长[4]。开放式组织培养突破了封闭式培养的限制，从根本上简化了组织培养环节，使将来规模化开放式组织培养成为可能。 3.光独立培养技术。 光独立培养法又称无糖培养法，是指利用CO2代替葡萄糖作为植物组织培养的碳源，人工控制组织培养苗生长所需的光、温、水、气、营养等条件，促使组织培养苗快速转变为自养型的培养方式。一方面避免了由葡萄糖引起的杂菌污染；另一方面，增强了组织培养微环境的人工调控能力。屈云慧等以虎眼万年青为对象的无糖培养研究表明万年青再生芽的生根率高, 种苗质量也优于常规培养[5]。肖玉兰、丁永前等设计的全套无糖组织培养设备培育出的苗具有抽叶多、植株健壮、节间距短、根系发达、干物重积累多、光合自养能力强等更优良的生物学性状。目前，无糖培养法还处于理论研究和应用的开始阶段，随着理论研究的不断深入及相关配套技术的不断完善，必将成为组织培养技术的一种重要手段。 4.多因子综合控制技术。 近年来，随着对植物组织培养机理的深入研究和交叉学科间的相互促进作用，多因子综合控制的环境调控设施越来越多的应用到实际生产中，大大降低了组织培养成本, 促进了组织培养苗商品化的进程。崔谨等运用CO2 监控系统对甘薯组培苗进行调控的结果表明, 在CO2监控系统方式下培养的甘薯组培苗, 具有生长迅速、光合产物积累明显、叶色深绿、根系发达等特点[6]。刘文科等设计了一种新型密闭式组培室, 并研制出一套用于该组培室的综合环境控制系统[7]。李传业等设计的一套能对组培箱内CO2 浓度、相对湿度进行调控的组织培养微环境控制系统试验结果表明, 组织培养箱内CO2摩尔分数和相对湿度达到了预期目标。 二、植物组织培养的应用研究 植物组织培养技术的应用主要理论基础有两方面。一是细胞全能性，植物修复与完善、快繁脱毒苗、育种、种子和种质资源保存、植物检疫等都是其发展和应用的成果。二是悬浮培养液，主要应用于植物次生代谢产物的提取。 1.“全能性”的应用。 植物修复与完善是模拟植物组织培养过程中器官形成和细胞增殖形成的一套全新理论，植物脱毒和离体快速繁殖是目前植物组织培养应用最多、最有效的一个方面，因其快速、无毒的特点，已经广泛应用于观赏植物、园艺作物、经济林木、无性繁殖作物，并已形成产业化、商品化。植物组织培养技术为培育优良作物品种开辟了新的途径，利用该技术，通过花药和花粉培养、胚胎培养与细胞融合、细胞无性系变异、基因工程及突变体筛选等手段，已经培育出一大批具有优良性状的植株。借助植物组织培养技术保存种子和种质资源，因其优于常规方法的特殊性越来越受到重视，已在1000多种植物种和品种上得到应用, 并取得很好的效果。 2.愈伤组织或悬浮培养液的应用。 植物次生代谢物如蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱及其他活性化合物是许多医药、食品、香料、色素、农药和化工产品的

玉米植物组织培养研究进展

玉米植物组织培养研究进展 林淦,周建平,刘华俊,王高芳,黄升谋(襄樊学院化学与生物科学系,湖北襄樊441053) 摘要综述了玉米花粉和花药组织培养、玉米茎尖和根尖离体培养以及玉米子房和幼胚系统的组织培养。 关键词玉米;组织培养;离体培养 中图分类号Q943.1文献标识码 A 文章编号0517-6611(2007)28-08797-02 R e se a rch Pro g re s s on P lan t T is su e cu ltu re o f M a iz e LI N G a n e t a l(D epa r t m en t o f C h em istry and B ioscien ce,X ian g fan U n ive rsity,X ian g fan,H u be i441053) A b s tra c t T issu e cu ltu re o f m a ize po llenand an th e r,cu ltu re in v itro o f m a ize s te mtip an d roo t tip,tissu e cu ltu re o f m a ize o va ry an d you n g e m b ry o sy s-te mw e re sum m a r ized. K e y w o rd s M a ize;T issu e cu ltu re;C u ltu re in v itro 玉米是雌雄同株的异花授粉作物,其遗传基础比较复杂,变异也相当丰富。普通育种存在着变异系数过大、影响子代生长发育的缺点。近年来玉米组织培养技术发展迅速。现已能从不同外植体诱导产生单倍体、二倍体、三倍体和非整倍体愈伤组织,也可从单倍体、二倍体、非整倍体愈伤组织中再生植株[1]。这将有利于克服普通育种中存在的问题。 1玉米花粉和花药培养研究 玉米花粉和花药的培养一般可以获取单倍体植物,对于玉米遗传育种工作具有良好的促进作用。徐龙珠等研究发现磁场对提高玉米花药培养诱导率具有明显的促进作用[2]。李春红等研究发现11℃低温处理对大多数基因型玉米的花药培养有益[3]。叶珍等在玉米花药培养过程中,对花药的雄核发育过程及其药壁组织变化进行观察发现,玉米离体花药培养的雄核发育途径主要有3种,即A-V途径、A-G途径和A-VG途径。药壁组织对雄核发育起着一定的作用[4]。朱海山发现在玉米花药培养的诱导培养基中加入活性炭,能明显提高其胚状体分化和绿色小植株产生率[5]。杜娟等利用有性杂交使有利基因型重组后进行花药培养,从而快速获得玉米纯系,建立了单倍体育种的新体系[6]。朱海山研究发现,高温高压灭菌和过滤灭菌对于胚状体产生和绿色植株分化没有实质性差异,而将蔗糖分开灭菌则可明显提高胚状体产生的数目[7]。张慧英等发现杂种花药愈伤组织诱导率和绿苗分化率高[8]。文仁来等研究发现在接种后10d添加秋水仙碱,愈伤组织诱导率最高[9]。王子霞等研究发现玉米培养基最好,活性炭有利于玉米花药培养[10]。刘强等研究发现随着培养基中无机盐离子浓度的降低,褐变率也不断降低。在培养基中添加抗氧化剂,可与培养过程中产生的氧化产物发生作用,降低褐变率。而吸附剂可以去除酚类氧化造成的毒害[11]。对于玉米组织的花粉和花药培养,研究人员做了较为细致的研究。研究表明,花药和花粉培养较为容易产生新品种。 2玉米茎尖和根尖离体培养研究 玉米植株的根尖和茎尖分生组织具有良好的分化性能。 基金项目襄樊市科技攻关计划项目(2006GG2C21);襄樊学院优秀创新团队项目(X fx yc2006004)。 作者简介林淦(1978-),男,福建福州人,讲师,从事分子生态学方面的研究。 收稿日期2007-05-18 李学红等在改良M S培养基上、全黑暗条件下培养未经任何处理的玉米种子萌发的茎尖,发现可诱导雌雄花序的发生,推测玉米营养生长和生殖器官发生被不同调控机制所控制[12]。高树仁等以黑龙江省8个优良玉米自交系为试验材料,研究了玉米茎尖培养诱导愈伤组织及愈伤组织继代培养和植株再生的效果。结果表明,不同培养基和基因型的愈伤组织诱导再生能力差异大,单一培养基效果不如复合培养基[13]。陈莉等通过比较试验,确立了诱导丛生芽发生的适宜培养条件和程序,反映了不同基因型的茎尖形成愈伤组织和再生植株的能力不同,从而初步建立了利用玉米茎尖分生组织再生植株的培养体系[14]。张一等建立了适于玉米根尖离体培养的多层滤纸床液体静止培养方法。培养的适宜体系为1/4M S大量元素改良+1/2M S微量元素+IB A0.1～0.3m g/L,黑暗培养[15]。李学红等利用不同基因型的玉米芽尖分生组织在添加适宜浓度6-B A(6-苄基呤)的改良M S培养基上,经过4周诱导培养和4周芽发育培养,获得高频率的丛生芽和再生植株,芽尖倍增数可达3～8芽/芽尖[16]。李学红等通过诱导玉米芽尖产生胚性愈伤组织,建立起高频率植株再生的玉米芽尖培养实验体系[17]。刘世强等以玉米的3个自交系及其配制的3个单交种的5种不同外植体诱导愈伤组织,7～8叶期的幼茎切段和授粉后22d的幼胚表现有较高的出愈率[18]。郭丽红等以玉米根尖为试验材料,研究不同种类的生长素和细胞分裂素在不同浓度及不同配比下对愈伤组织培养的影响,发现植物生长调节物质是影响玉米离体根尖愈伤组织培养的重要因素,不同激素种类及不同浓度配比的效果是不一样的[19]。玉米植株的茎尖和根尖培养有利于促进完整玉米植株的生长,并且较为迅速地获取新品种,具有相当大的发展前景。 3玉米子房和幼胚系统的组织培养研究 玉米子房和幼胚属于二倍体组织,而且它们的分生能力较强。许多研究人员对玉米子房和幼胚开展了研究。郑乐娅等考查了由玉米雌幼穗培养获得的63株再生植株R l的自交结实性以及R2自交结实植株的株高、果穗、籽粒等多种性状,均表现出不同程度的变异[20]。汤飞宇等比较了授粉时间长短和授粉季节对玉米单倍体诱导的影响。结果表明,当授粉时间控制在15～22h,授粉子房均有可能诱导出单倍体植株。春秋季授粉诱导单倍体的效果比夏季好[21]。李明军等以青饲玉米为材料,对幼胚愈伤组织的诱导、继代、植株再 安徽农业科学,J ou rn a l o f A n h u i A g r i.S c i.2007,35(28):8797-8798责任编辑理雪莲责任校对俞洁