| 释义 |
【大豆细胞工程研究】
大豆是主要油料作物，许多学者企图利用细胞工程的技术探索大豆品质改良和提高产量的新途径，大豆细胞工程的研究有重要理论和实践意义。 大豆细胞工程包括大豆组织培养、花药培养、单细胞培养、原生质体培养。大豆组织培养，开始于50年代，已从叶片、上胚轴、下胚轴、子叶、子叶节、茎尖、茎节、幼嫩子叶、未成熟胚等9个部位开展了研究；大部分成功地诱导出植株。花药培养开始于70年代，1979～1980年先后有两个单位获得幼龄植株。80年代开展了单细胞培养，成功地获得再生植株。原生质体培养，自1970年高国楠用悬浮细胞游离原生质体；以后许多学者相继以幼荚子叶，未成熟荚果组织，幼苗根、子叶、下胚轴，叶肉组织游离生质体；只获得愈伤组织和器官分化，未分化出植株。直至1987年12月中国卫志明等首次报道由栽培大豆幼荚子叶原生质体获得再生植株。表1 大豆细胞工程的研究情况 
大豆组织培养，米勒(Miller，1961)以子叶培养获得愈伤组织。70年代，首先用下胚轴培养，获得了再生植株。以后许多学者以叶片、上胚轴、茎尖、子叶节、幼荚子叶、未成熟胚都获得再生植株(详见上表)。成功的技术是：(1)采用幼嫩、分生能力强的部位。如发芽种子的上下胚轴、幼叶、芽尖、茎节等细胞分裂旺盛的部位；或者幼荚子叶和幼胚等的未成熟的部位。(2)培养基，以MS和B5或改良的MS和B5培养基。组织培养再生植株过程，一般有胚胎发生和器官发生两条途径；选择那条途径一方面取决于外植体另一方面取决于所用培养基成分和植物激素种类和浓度。如大豆上下胚轴、叶片、茎节等再生植株大多数是器官发生，诱导培养中BA是个关键因素。如赖特(M．S．Wright1986)在1／2Ms+5umol BA培养基上发芽取子叶节接种，经3个月培养每节可产生20个芽：说明BA对种子发芽和丛芽的产生是必需的。对于幼荚子叶或幼胚再生植株既可通过胚胎发生又可器官发生，关键是培养基中植物激素的种类和浓度。当幼胚接种在高浓度生长素(10～20ppM 2，4－D或NAA)的MS培养基时，出现胚胎发生：当接种在较高浓度的细胞分裂素、较低浓度生长素时，出现器官发生。(3)不同基因型反应频率不同，据报导，不是所有供试的基因型都能获得再生植株。(4)培养条件：一般器官培养初期需要黑暗，进一步分化培养需要光照。大豆花药培养有两个单位获得完整花粉植株，并对离体花药的雄核发育和单花粉培养进行了研究。影响大豆花粉植株诱导频率主要因素是遗传型、发育状况、培养基、培养条件等。在花药培养中，几乎所有遗传型都能产生愈伤组织，但不同材料形成愈伤组织的能力差异很大。杂种材料比品种容易接受诱导。离体花药培养10d以后，开始产生愈伤，但早期愈伤大都起源于体细胞(花丝、药壁、药隔)，增殖快。1～2个月后产生愈伤组织有半数来源于花粉，要严格选择。花粉的发育状况对诱导影响很大，只有处于单核早、中期花药，细胞逐渐分裂形成多细胞团。培养基以B5或改良B5为宜，激素以2，4－D、BA效果较好，蔗糖浓度以6%～12%比较合适。培养条件，一般认为3～5℃5d左右有助于花粉的启动，接种后置23～28℃下培养比较有利。大豆单细胞培养，李宝健(1985)罗希明(1989)取授粉后20天的幼荚，用液氮处理后诱导，40d后取愈伤组织转入液体，悬浮一阶段相继用100和300目尼龙网过滤，取单细胞培养，产生胚性愈伤组织。李宝健把愈伤转入固体，获得各种形态的胚状体，再转入液体形成小植株。罗希明直接把愈伤转入ZT分化培养基，分化出芽形成完整植株。大豆原生质体培养，卫志明(1988)以未成熟子叶游离原生质体，在Kp8培养基，保持1～2．5x·105／ml密度，采用县滴或浅层培养方法，用MSB培养基(MS无机盐、B5有机成，2，4－D分1～2mg，BA0．1～0．5mg／1)，使愈伤组织形成瘤状组织，再转至分化培养基(NAA 0．1～0．3mg，BA、KT、ZT各0．3～0．5mg，CH 500mg)15d后有34．6%愈伤组织分化出芽，将幼苗切下诱导生根成完整植株。近10年来，大豆组织培养、花药培养、单细胞培养、原生质体培养技术虽然已获得再生植株，有了突破性进展，但例证还不多，仍存在许多问题。如何应用大豆细胞工程技术进行遗传操作、细胞融合，细胞突变体筛造，是国内外学者今后研究热点。要适应遗传操作需要，首先要建立起高频再生的系统，不仅要高频分裂而且高频分化，而且重复性好，能大量成苗。因此必须深入研究组织培养和原生质体培养方法，使之成熟化和实用化，建立起体系：以较多材料为对象，探讨培养上差异，找出相应解决办法，突破“基因型”的限制。在培养上尽量与细胞器移植、染色体转移、外源基因导入等技术紧密结合，注意再生植株有益变异选择。【参考文献】：1 简玉瑜，等．大豆花药培养的研究，第2版，吉林农业科学，1980，2：540612 尹光初，等．大豆花药培养研究，科学通报1980，18：8643 Li B J，et al．Somatic embryogenesis and plantlet regeneration in soybean Glycine max，Plant Cell Reports，1985，4：344～3474 Wright M S，et al．Plant regeneration by organogenesis in Glycine max．Plant Cell Reports，1986 5：150～1545 Wei Z M，et al．Plant regeneration from protoplasts of soybean(Glycine max)，Plant Cell Reports，1988，7：348～3516 罗希明，等．大豆单细胞培养再生植株的研究，植物学报，1989，31(3)：231～2347 罗希明，等．大豆原生质体的植株再生，植物学报，1990，32(8)：616～6218 简玉瑜，大豆组织培养和原生质体培养，农作物组织培养．1991，376～3959 尹光初，等．大豆生物工程研究进展，高技术新技术农业应用研究．1991，51～58(华南农业大学实验中心简玉瑜撰) |