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单词 中华猕猴桃胚乳培养
释义

【中华猕猴桃胚乳培养】
 

拼译:endosperm culture of actinidia chinesis
 

猕猴桃的维生素C含量高,营养丰富,称为“世界珍果”。其果实除加工外,主要作为鲜食佳果;缺点是果实内的种籽小而坚硬,数量多。开展猕猴桃胚乳培养的研究,不仅可以获得大量不同体细胞变异后代,发现少籽、无籽结实的3倍体果实的植株,为猕猴桃育种提供新的种质资源,而且还能了解胚乳细胞的全能性、猕猴桃胚乳形态发生过程等。因此,猕猴桃的胚乳培养在实践上、理论上都有重要价值。

自1933年兰普(Lampe)和米尔斯(Mills)首先开创玉米胚乳培养以来,各国学者又进行了30余种植物的胚乳培养。大多数分化出根、芽或叶等器官,少数得到愈伤组织,已培养出再生植株10余种。1973年乔瑞(Johri)等对胚乳培养的形态发生作了综述。1977年,赖纳特(Reinert)等详细评述了胚乳培养对植物三倍体育种的意义。母锡金论述了被子植物胚乳培养的进展,认为胚乳愈伤组织的发生同胚乳年龄密切相关。取旺盛生长期的胚乳,其愈伤组织发生频率可高达60%~90%。植物激素对产生胚乳愈伤组织也起重要作用,但不同植物,要求的激素种类和水平不同。分化形成器官和植株的条件无明显规律可循。在连续人工培养条件下,少数植物的胚乳及其分化形成的器官、植株是三倍体,大多数植物发生细胞染色体数目的多倍化和分裂行为的畸变。

有关猕猴桃胚乳培养的研究资料各国均较少。1981年中国桂耀林等、1982年黄光贞等,获得中华猕猴桃胚乳苗。1991年法国Ann-Mare Hirsch等报道,猕猴桃胚乳植物已定植大田。1990年,洪树荣等报道定植大田的438株猕猴桃胚乳植株,自1986年起已连续4年开花、结果,并观察了胚乳后代的生物学特性。

猕猴桃的胚乳为细胞型,它的胚乳培养能否成功,取材时间是一个重要环节。取材最佳时间,北京地区是授粉后90d左右,武汉地区为授粉后45~50d,长江中下游海拔800~1000m地区为授粉后60~70d。种壳略带浅黄色、去壳的成熟胚乳,诱导愈伤组织频率较高。通过激素调节可使胚乳沿两种分化途径形成植株。1982年桂耀林等报道,在MS+Zeatin 3ml/L+NAA0.1ml/L+CH400ml/L培养基上,可由胚乳直接分化出叶状体,经不定芽再发育成苗;在MS+Zeatin 3ml/L+2,4-D0.5ml/L+CH400ml/L培养基上,胚乳先形成愈伤组织,转移至MS+Zeatin lml/L+CH400ml/L的培养基上,胚乳则经胚状体途径形成植株。胚状体起源于愈伤组织内的单个细胞,经原胚、球形胚、心形胚等阶段发育成苗。

胚乳苗可按一般试管苗移栽程序定植大田,成活后的胚乳植株长势较弱,4~5a才能开花、结果。直接用未生根的胚乳苗作接穗,以生长旺盛的猕猴桃实生苗为砧木,进行嫩枝顶端稼接,不仅可以简化培养程序,还能提高胚乳苗成活率。这样成活的胚乳植株,只需3a即可开花、结果。

木本植物胚乳苗移栽成活并已开花、结果的,至今只有中华猕猴桃、枸杞、枣。一些学者认为胚乳植株的遗传不稳定性是造成胚乳植株不适应栽培生长的主要原因。中华猕猴桃胚乳后代与对照母株相比,在株形、叶片大小、果实形状、种籽数量及果实主要营养成分含量等遗传性状上有很大变化,胚乳植株过氧化物酶同工酶与父母本相比也有诸多差异。

猕猴桃胚乳植株的细胞染色体变化甚大,多数为非整倍体,三倍体植株仅占少数。与枸杞、枣相似,猕猴桃的三倍体植株未结出无籽的果实。

洪树荣等在猕猴桃胚乳培养中首次发现,同一块胚乳愈伤组织上可以同时分化出雌株和雄株。1987年由中华猕猴桃胚乳培养的87块愈伤组织中,有31块同时分化出雌株和雄株,占35.6%。一块猕猴桃胚乳愈伤组织可同时分化出雌株和雄株是普遍存在的现象,只是不同的株系产生的胚乳愈伤组织其性别分化率不同。产生该现象的机理有待深入研究。

自1981年开始猕猴桃的胚乳培养研究工作以来,许多研究工作尚处于起始阶段。如何培养出三倍体植株,并通过先进的实验科学技术(如基因转移遗传工程),得到无籽的果实,仍将是育种工作者的研究目标。由于猕猴桃胚乳培养的后代细胞染体倍性变化很大,继续研究其胚乳培养中的形态发生、胚乳细胞染色体倍性变化,找出影响及控制倍性变化的因素,以便从变异的胚乳后代中有目的地选育品质优良的品种,乃是研究的热点。

猕猴桃胚乳培养中,同一块胚乳愈伤组织有性别分化现象将受到重视。深入研究该现象发生的机制,以期提出控制猕猴桃性别分化措施,将在植物性别分化理论上有重要学术价值。

【参考文献】:

1 Lampe L,C O Mills.Abstr.Papers Bot.Soc.Amer,Boston.1933

2 Reinert J,Bajaj Y P S.Springer Verlag,Berlin-Heidelberg-NewYork,1977,389~411

3 桂耀林,母锡金,徐廷玉.植物杂志,1981,6:15

4 桂耀林,母锡金,徐廷玉.植物学报,1982,24:216~221

5 黄光贞,皇甫幼丽,徐乐茵.科学通报,1982,4:247~250

6 洪树荣,桂耀林,等.植物学通报,1990,7(4):31~36

7 Ann-Marie Hirsch.The second Int.Sym.on Kiwifruit Palementon,North.New Zealand,1991.38

8 洪树荣,吴立廉.武汉植物学研究,1992,10(3):291~294

(中国科学院武汉植物研究所洪树荣副研究员撰;吴立廉审)

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