普通小麦闭颖特性遗传分析及离体培养特性研究
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收 稿 日 期 ：２０１３－１２－２８ 修 回 日 期 ：２０１４－０２－１６ 基金项目：国家转基因生物新品种培育项目（２０１３ＺＸ０８００２－００３）；陕 西 省 科 技 统 筹 创 新 工 程 计 划 项 目 （２０１１ＫＴＺＢ０２－０１－０１）；陕 西
省 科 技 攻 关 项 目 （２０１１Ｋ０２－０１） 第一作者 Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｇｄｅｌｖ＠１６３．ｃｏｍ 通 讯 作 者 ：陈 耀 锋 （Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｙｆ３８２８＠１２６．ｃｏｍ）
ＹＡＮＧ Ｄｅｙｏｎｇ，ＣＨＥＮ Ｙａｏｆｅｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｙｕｅｑｉｎ，ＷＡＮＧ Ｌｉ，ＷＡＮＧ Ｊｉｎｇｊｉｎｇ，ＷＡＮＧ Ｎａ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｇｒｏｎｏｍｙ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ａ ＆ Ｆ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ，Ｓｈａａｎｘｉ ７１２１００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｅｌｕｃｉｄａｔｅ ｔｈｅ ｇｅｎｅｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｉｎ ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｙ ｉｎ ｗｈｅａｔ，ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｃｕｌｔｕｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｘｐｌａｎｔｓ ｏｆ ｃｏｍｍｏｎ ｗｈｅａｔ ｗｉｔｈ ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｙ，ａｎｄ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｂｒｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｙ ｗｈｅａｔ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ ｂｒｅｅｄｉｎｇ，ｔｈｅ ｇｅｎｅｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｉｎ ｗｈｅａｔ ｗａｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ，ｍｅａｎ－ ｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｃｕｌｔｕｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ａｎｔｈｅｒ，ｙｏｕｎｇ ｅｍｂｒｙｏ ａｎｄ ｍａｔｕｒｅ ｅｍｂｒｙｏ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ａｍｏｎｇ ６ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｗｈｅａｔ ｃｕｌｔｉｖａｒｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ：ｎｏｎ－ ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｙ ｗａｓ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｉｎ ｔｈｅ Ｆ１ ｏｆ ｔｈｅ ５ｃｒｏｓｓ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｎｏｎ－ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｙ ａｎｄ ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｙ ｗｈｅａｔ ｃｕｌｔｉｖａｒｓ，ａｎｄ ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｉｎ ｔｈｅｉｒ Ｆ２ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ ａｔ ｔｈｅ ｎｏｎ－ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｙ ａｎｄ ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｙ ｒａｔｉｏ ｏｆ ３∶１，ｗｈｉｃｈ ｆｉｔｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅχ２ ｔｅｓｔ，ｔｈｅｓｅ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｙ ｗａｓ ｃｏｎ－ ｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ ａｐａｉｒ ｏｆ ｒｅｃｅｓｓｉｖｅ ｇｅｎｅｓ．Ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｌｌｕｓ ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ６ ｗｈｅａｔ ｃｕｌｔｉｖａｒｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ．Ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ６ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｙ ｗｈｅａｔ ｃｕｌｔｉｖａｒｓ ｕｓｅｄ，ｔｈｅ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｃｕｌｔｕｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ １３３－１ａｎｄ １３３－８ｗｅｒｅ ｍｏｒｅ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ，ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒ－ ｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ２７．９３％ ｆｏｒ ｍａｔｕｒｅ ｅｍｂｒｙｏ ｏｆ １３３－１ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ４０．７０％ ｆｏｒ ｙｏｕｎｇ ｅｍｂｒｙｏ ｏｆ １３３－８ａｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ；ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ａｎｔｈｅｒ ｏｆ １３３－１ａｎｄ １３３－８ ｗａｓ ４．４８％， ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｓｉｍｉｌａｒ ａｓ Ｘｉａｏｙａｎ ２２；Ｔｈｅ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｃｕｌｔｕｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ １３３－Ａ ｗａｓ ｔｈｅ ｌｏｗｅｓｔ，ｉｔ ｗａｓ
· ５７８ ·
麦 类 作 物 学 报 第 ３４ 卷
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ｏｔｈｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｆｏｒ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｃｕｌｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｅｘｐｌａｎｔｓ，ｔｈｅ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｅｆ－ ｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｙｏｕｎｇ ｅｍｂｒｙｏ ｗａｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ，ｏｆ ｍａｔｕｒｅ ｅｍｂｒｙｏ ｗａｓ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ，ａｎｄ ｏｆ ａｎｔｈｅｒ ｗａｓ ｔｈｅ ｌｏｗｅｓｔ，ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ｎｏ ｏｂｖｉｏｕｓ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｔｉｎｇ ｒａｔｅ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｍａｔｅｒｉ－ ａｌｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｏｕｓ ｗｈｅａｔ；Ｇｅｎｅｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ；Ｍａｔｕｒｅ ｅｍｂｒｙｏ；Ｉｍｍａｔｕｒｅ ｅｍｂｒｙｏ；Ａｎｔｈｅｒ；Ｃａｌ－ ｌｕｓ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ；Ｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ
麦 类 作 物 学 报 ２０１４，３４（５）：５７７－５８２ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｒｉｔｉｃｅａｅ Ｃｒｏｐｓ
ｄｏｉ：１０．７６０６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－１０４１．２０１４．０５．０１
网 络 出 版 时 间 ：２０１４－５－１２ 网 络 出 版 地 址 ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｏｉ／１０．７６０６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－１０４１．２０１４．０５．０１．ｈｔｍｌ
小麦是自花 授 粉 植 物，授 粉 时 一 般 是 颖 壳 张 开、花药外露、花 粉 散 落 授 粉。 授 粉 时 颖 壳 闭 合、 花药不外 露 的 闭 颖 授 粉 特 性 在 普 通 小 麦 中 很 少 见 。 闭 颖 授 粉 由 于 颖 壳 不 打 开 ，花 药 几 乎 不 外 露 ， 使得花粉不易散 播 到 空 气 中，阻 止 了 雨 水 及 小 麦 病原菌的入侵和 花 粉 介 导 的 基 因 漂 流，对 转 基 因 小 麦 的 安 全 性 、推 广 品 种 的 纯 度 保 持 等 非 常 有 益 ， 因此，闭颖授粉已 成 为 转 基 因 作 物 防 止 基 因 漂 流 及小麦抗穗部病 害 的 重 要 生 物 学 屏 障 之 一，在 转 基因生物安 全 和 品 质 育 种 上 有 重 要 意 义 。 ［１－５］ 目 前已经有人对闭颖授粉作物的遗传特性进行了初 步研究，发现水稻 闭 颖 授 粉 特 性 受 １ 对 隐 性 核 基 因控制［３］，大麦 闭 花 受 精 由 ２ 个 紧 密 连 锁 的 基 因 ｃｌｙ１ 和ｃｌｙ２ 控制［６］，高粱的闭 颖 授 粉 也 受 １ 对 隐 性基因控制［７］，木 豆 和 ［８］ 硬 粒 小 麦 的 ［９］ 闭 花 授 粉 受单个隐性基 因 控 制。Ｋｕｂｏ Ｋ［１０］等 已 经 发 现 小 麦栽培品 种 Ｕ２４ 具 有 闭 颖 特 性，小 花 分 化 率 很 低 ，其 花 药 花 丝 不 会 伸 长 ，且 花 药 不 会 被 挤 出 。 但 是小麦闭颖授粉 的 机 理 并 不 明 确，还 未 见 对 闭 颖 小麦进行遗传分析和离体培养的相关研究报道。 因此，本研究对课 题 组 获 得 的 闭 颖 变 异 小 麦 系 的 闭颖特性进 行 遗 传 分 析，并 对 来 自 同 一 变 异 的 ６ 个闭颖株系进行 离 体 组 织 培 养 特 性 研 究，旨 在 阐 明小麦闭颖变异 的 遗 传 特 性，探 索 普 通 小 麦 闭 颖 系不同外植体离 体 组 织 培 养 特 性，为 闭 颖 小 麦 的 分 子 育 种 、特 别 是 转 基 因 安 全 育 种 提 供 理 论 依 据 。
普通小麦闭颖特性遗传分析及离体培养特性研究
杨德勇，陈耀锋，张月琴，王 பைடு நூலகம்，王晶晶，王 娜
（西北农林科技大学农学院，陕西杨凌 ７１２１００）
摘 要 ：为 了 给 闭 颖 小 麦 的 分 子 育 种 提 供 理 论 依 据 ，进 行 了 闭 颖 小 麦 闭 颖 授 粉 特 性 的 遗 传 分 析 ，同 时 对６ 个闭颖小麦系的花药、幼胚及成熟 胚 进 行 了 离 体 培 养 特 性 的 比 较 研 究 。 结 果 表 明，５ 组 开、闭 颖 小 麦 杂 交 Ｆ１ 代个体全表现为开颖授粉，Ｆ２ 代个体开、闭颖分离，经 卡 平 方 适 合 性 测 验，开、闭 颖 株 数 均 符 合 ３∶１ 分 离 比 例，表明小麦闭颖变异材料的闭颖授粉特性受一对隐性基 因 控 制；不 同 闭 颖 小 麦 系 离 体 愈 伤 组 织 诱 导 与 再 生 特性有一定差异，供试的６个闭颖系中，１３３－１和１３３－８的 离 体 培 养 特 性 优 良，其 中，１３３－１ 的 成 熟 胚 愈 伤 组 织 分化率最高，达到 ２７．９３％，１３３－８ 的 幼 胚 分 化 率 最 高，达 到 ４０．７０％，两 材 料 的 花 药 分 化 率 也 最 好，都 为 ４．４８％，与对照材料小偃２２处于同一水平；１３３－Ａ 的离体组 织 培 养 特 性 最 差；３ 种 外 植 体 离 体 培 养 中，幼 胚 的 培 养 再 生 效 率 最 高 ，成 熟 胚 次 之 ，花 药 最 差 ，供 试 材 料 的 出 愈 率 与 分 化 率 之 间 不 具 备 明 显 的 相 关 关 系 。
１．２ 培 养 基 成 熟 胚 的 愈 伤 诱 导 培 养 基 为：ＭＳ＋５００
ｍｇ·Ｌ－１ 酸 水 解 酪 蛋 白 ＋２００ ｍｇ·Ｌ－１ Ｌ－谷 氨 酰 胺 ＋ ２５０ ｍｇ· Ｌ－１ Ｌ－天 门 冬 酰 胺 ＋ ２．０ ｍｇ·Ｌ－１ ２，４－Ｄ＋０．０５ ｍｇ·Ｌ－１ ＮＡＡ＋３％ 蔗 糖 ＋０．６５％ 琼 脂 粉；成 熟 胚 的 愈 伤 分 化 培 养 基 为： ＭＳ＋０．５ｍｇ·Ｌ－１ ＫＴ＋３％蔗糖＋０．６５％琼脂粉。
关 键 词 ：闭 颖 小 麦 ；遗 传 分 析 ；成 熟 胚 ；幼 胚 ；花 药 ；愈 伤 诱 导 ；再 分 化 中 图 分 类 号 ：Ｓ５１２．１；Ｓ３３６ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００９－１０４１（２０１４）０５－０５７７－０６
Ｇｅｎｅｔｉｃ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｏｕｓ Ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｉｎ Ｃｏｍｍｏｎ Ｂｒｅａｄ Ｗｈｅａｔ ａｎｄ Ｉｔｓ Ｔｉｓｓｕｅ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｉｎ Ｖｉｔｒｏ
１ 材料与方法
１．１ 实 验 材 料 小麦 闭 颖 授 粉 系 １３３－３、１３３－８、１３３－３８、１３３－
９、１３３－Ａ、１３３－Ｂ、１３３－１；闭 颖 授 粉 系 与 开 颖 品 种 （系）１９１－８、１０１－６、１０１－８、２１３－８、西 农 ２１７ 的 杂 交 Ｆ１ 代和 Ｆ２ 代。以上材料均 由 西 北 农 林 科 技 大 学 细胞 工 程 育 种 课 题 组 提 供，于 ２０１１ 年 １０ 月 和 ２０１２年１０月播种于西北农 林 科 技 大 学 的 细 胞 工 程育种试验田。
幼 胚 的 愈 伤 诱 导 培 养 基 为：ＭＳ ＋ ２００ ｍｇ·Ｌ－１ 酸 水 解 酪 蛋 白 ＋１００ ｍｇ·Ｌ－１ Ｌ－谷 氨 酰胺＋２００ ｍｇ·Ｌ－１ Ｌ－天 门 冬 酰 胺 ＋５．０ ｍｇ·Ｌ－１ ＶＢ１＋２．０ ｍｇ·Ｌ－１ ２，４－Ｄ＋０．５ ｍｇ·Ｌ－１ ＫＴ＋ ０．０５ｍｇ·Ｌ－１ ＮＡＡ＋３％蔗 糖 ＋０．６５％ 琼 脂 粉； 幼胚 的 愈 伤 分 化 培 养 基 为：ＭＳ＋１．５ ｍｇ·Ｌ－１ ＫＴ＋３％ 蔗 糖 ＋０．６５％ 琼 脂 粉 。
省 科 技 攻 关 项 目 （２０１１Ｋ０２－０１） 第一作者 Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｇｄｅｌｖ＠１６３．ｃｏｍ 通 讯 作 者 ：陈 耀 锋 （Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｙｆ３８２８＠１２６．ｃｏｍ）
ＹＡＮＧ Ｄｅｙｏｎｇ，ＣＨＥＮ Ｙａｏｆｅｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｙｕｅｑｉｎ，ＷＡＮＧ Ｌｉ，ＷＡＮＧ Ｊｉｎｇｊｉｎｇ，ＷＡＮＧ Ｎａ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｇｒｏｎｏｍｙ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ａ ＆ Ｆ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ，Ｓｈａａｎｘｉ ７１２１００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｅｌｕｃｉｄａｔｅ ｔｈｅ ｇｅｎｅｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｉｎ ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｙ ｉｎ ｗｈｅａｔ，ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｃｕｌｔｕｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｘｐｌａｎｔｓ ｏｆ ｃｏｍｍｏｎ ｗｈｅａｔ ｗｉｔｈ ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｙ，ａｎｄ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｂｒｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｙ ｗｈｅａｔ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ ｂｒｅｅｄｉｎｇ，ｔｈｅ ｇｅｎｅｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｉｎ ｗｈｅａｔ ｗａｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ，ｍｅａｎ－ ｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｃｕｌｔｕｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ａｎｔｈｅｒ，ｙｏｕｎｇ ｅｍｂｒｙｏ ａｎｄ ｍａｔｕｒｅ ｅｍｂｒｙｏ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ａｍｏｎｇ ６ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｗｈｅａｔ ｃｕｌｔｉｖａｒｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ：ｎｏｎ－ ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｙ ｗａｓ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｉｎ ｔｈｅ Ｆ１ ｏｆ ｔｈｅ ５ｃｒｏｓｓ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｎｏｎ－ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｙ ａｎｄ ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｙ ｗｈｅａｔ ｃｕｌｔｉｖａｒｓ，ａｎｄ ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｉｎ ｔｈｅｉｒ Ｆ２ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ ａｔ ｔｈｅ ｎｏｎ－ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｙ ａｎｄ ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｙ ｒａｔｉｏ ｏｆ ３∶１，ｗｈｉｃｈ ｆｉｔｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅχ２ ｔｅｓｔ，ｔｈｅｓｅ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｙ ｗａｓ ｃｏｎ－ ｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ ａｐａｉｒ ｏｆ ｒｅｃｅｓｓｉｖｅ ｇｅｎｅｓ．Ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｌｌｕｓ ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ６ ｗｈｅａｔ ｃｕｌｔｉｖａｒｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ．Ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ６ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｙ ｗｈｅａｔ ｃｕｌｔｉｖａｒｓ ｕｓｅｄ，ｔｈｅ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｃｕｌｔｕｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ １３３－１ａｎｄ １３３－８ｗｅｒｅ ｍｏｒｅ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ，ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒ－ ｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ２７．９３％ ｆｏｒ ｍａｔｕｒｅ ｅｍｂｒｙｏ ｏｆ １３３－１ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ４０．７０％ ｆｏｒ ｙｏｕｎｇ ｅｍｂｒｙｏ ｏｆ １３３－８ａｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ；ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ａｎｔｈｅｒ ｏｆ １３３－１ａｎｄ １３３－８ ｗａｓ ４．４８％， ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｓｉｍｉｌａｒ ａｓ Ｘｉａｏｙａｎ ２２；Ｔｈｅ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｃｕｌｔｕｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ １３３－Ａ ｗａｓ ｔｈｅ ｌｏｗｅｓｔ，ｉｔ ｗａｓ
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麦 类 作 物 学 报 第 ３４ 卷
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ｏｔｈｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｆｏｒ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｃｕｌｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｅｘｐｌａｎｔｓ，ｔｈｅ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｅｆ－ ｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｙｏｕｎｇ ｅｍｂｒｙｏ ｗａｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ，ｏｆ ｍａｔｕｒｅ ｅｍｂｒｙｏ ｗａｓ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ，ａｎｄ ｏｆ ａｎｔｈｅｒ ｗａｓ ｔｈｅ ｌｏｗｅｓｔ，ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ｎｏ ｏｂｖｉｏｕｓ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｔｉｎｇ ｒａｔｅ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｍａｔｅｒｉ－ ａｌｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｏｕｓ ｗｈｅａｔ；Ｇｅｎｅｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ；Ｍａｔｕｒｅ ｅｍｂｒｙｏ；Ｉｍｍａｔｕｒｅ ｅｍｂｒｙｏ；Ａｎｔｈｅｒ；Ｃａｌ－ ｌｕｓ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ；Ｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ
麦 类 作 物 学 报 ２０１４，３４（５）：５７７－５８２ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｒｉｔｉｃｅａｅ Ｃｒｏｐｓ
ｄｏｉ：１０．７６０６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－１０４１．２０１４．０５．０１
网 络 出 版 时 间 ：２０１４－５－１２ 网 络 出 版 地 址 ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｏｉ／１０．７６０６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－１０４１．２０１４．０５．０１．ｈｔｍｌ
小麦是自花 授 粉 植 物，授 粉 时 一 般 是 颖 壳 张 开、花药外露、花 粉 散 落 授 粉。 授 粉 时 颖 壳 闭 合、 花药不外 露 的 闭 颖 授 粉 特 性 在 普 通 小 麦 中 很 少 见 。 闭 颖 授 粉 由 于 颖 壳 不 打 开 ，花 药 几 乎 不 外 露 ， 使得花粉不易散 播 到 空 气 中，阻 止 了 雨 水 及 小 麦 病原菌的入侵和 花 粉 介 导 的 基 因 漂 流，对 转 基 因 小 麦 的 安 全 性 、推 广 品 种 的 纯 度 保 持 等 非 常 有 益 ， 因此，闭颖授粉已 成 为 转 基 因 作 物 防 止 基 因 漂 流 及小麦抗穗部病 害 的 重 要 生 物 学 屏 障 之 一，在 转 基因生物安 全 和 品 质 育 种 上 有 重 要 意 义 。 ［１－５］ 目 前已经有人对闭颖授粉作物的遗传特性进行了初 步研究，发现水稻 闭 颖 授 粉 特 性 受 １ 对 隐 性 核 基 因控制［３］，大麦 闭 花 受 精 由 ２ 个 紧 密 连 锁 的 基 因 ｃｌｙ１ 和ｃｌｙ２ 控制［６］，高粱的闭 颖 授 粉 也 受 １ 对 隐 性基因控制［７］，木 豆 和 ［８］ 硬 粒 小 麦 的 ［９］ 闭 花 授 粉 受单个隐性基 因 控 制。Ｋｕｂｏ Ｋ［１０］等 已 经 发 现 小 麦栽培品 种 Ｕ２４ 具 有 闭 颖 特 性，小 花 分 化 率 很 低 ，其 花 药 花 丝 不 会 伸 长 ，且 花 药 不 会 被 挤 出 。 但 是小麦闭颖授粉 的 机 理 并 不 明 确，还 未 见 对 闭 颖 小麦进行遗传分析和离体培养的相关研究报道。 因此，本研究对课 题 组 获 得 的 闭 颖 变 异 小 麦 系 的 闭颖特性进 行 遗 传 分 析，并 对 来 自 同 一 变 异 的 ６ 个闭颖株系进行 离 体 组 织 培 养 特 性 研 究，旨 在 阐 明小麦闭颖变异 的 遗 传 特 性，探 索 普 通 小 麦 闭 颖 系不同外植体离 体 组 织 培 养 特 性，为 闭 颖 小 麦 的 分 子 育 种 、特 别 是 转 基 因 安 全 育 种 提 供 理 论 依 据 。
普通小麦闭颖特性遗传分析及离体培养特性研究
杨德勇，陈耀锋，张月琴，王 பைடு நூலகம்，王晶晶，王 娜
（西北农林科技大学农学院，陕西杨凌 ７１２１００）
摘 要 ：为 了 给 闭 颖 小 麦 的 分 子 育 种 提 供 理 论 依 据 ，进 行 了 闭 颖 小 麦 闭 颖 授 粉 特 性 的 遗 传 分 析 ，同 时 对６ 个闭颖小麦系的花药、幼胚及成熟 胚 进 行 了 离 体 培 养 特 性 的 比 较 研 究 。 结 果 表 明，５ 组 开、闭 颖 小 麦 杂 交 Ｆ１ 代个体全表现为开颖授粉，Ｆ２ 代个体开、闭颖分离，经 卡 平 方 适 合 性 测 验，开、闭 颖 株 数 均 符 合 ３∶１ 分 离 比 例，表明小麦闭颖变异材料的闭颖授粉特性受一对隐性基 因 控 制；不 同 闭 颖 小 麦 系 离 体 愈 伤 组 织 诱 导 与 再 生 特性有一定差异，供试的６个闭颖系中，１３３－１和１３３－８的 离 体 培 养 特 性 优 良，其 中，１３３－１ 的 成 熟 胚 愈 伤 组 织 分化率最高，达到 ２７．９３％，１３３－８ 的 幼 胚 分 化 率 最 高，达 到 ４０．７０％，两 材 料 的 花 药 分 化 率 也 最 好，都 为 ４．４８％，与对照材料小偃２２处于同一水平；１３３－Ａ 的离体组 织 培 养 特 性 最 差；３ 种 外 植 体 离 体 培 养 中，幼 胚 的 培 养 再 生 效 率 最 高 ，成 熟 胚 次 之 ，花 药 最 差 ，供 试 材 料 的 出 愈 率 与 分 化 率 之 间 不 具 备 明 显 的 相 关 关 系 。
１．２ 培 养 基 成 熟 胚 的 愈 伤 诱 导 培 养 基 为：ＭＳ＋５００
ｍｇ·Ｌ－１ 酸 水 解 酪 蛋 白 ＋２００ ｍｇ·Ｌ－１ Ｌ－谷 氨 酰 胺 ＋ ２５０ ｍｇ· Ｌ－１ Ｌ－天 门 冬 酰 胺 ＋ ２．０ ｍｇ·Ｌ－１ ２，４－Ｄ＋０．０５ ｍｇ·Ｌ－１ ＮＡＡ＋３％ 蔗 糖 ＋０．６５％ 琼 脂 粉；成 熟 胚 的 愈 伤 分 化 培 养 基 为： ＭＳ＋０．５ｍｇ·Ｌ－１ ＫＴ＋３％蔗糖＋０．６５％琼脂粉。
关 键 词 ：闭 颖 小 麦 ；遗 传 分 析 ；成 熟 胚 ；幼 胚 ；花 药 ；愈 伤 诱 导 ；再 分 化 中 图 分 类 号 ：Ｓ５１２．１；Ｓ３３６ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００９－１０４１（２０１４）０５－０５７７－０６
Ｇｅｎｅｔｉｃ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｃｌｅｉｓｔｏｇａｍｏｕｓ Ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｉｎ Ｃｏｍｍｏｎ Ｂｒｅａｄ Ｗｈｅａｔ ａｎｄ Ｉｔｓ Ｔｉｓｓｕｅ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｉｎ Ｖｉｔｒｏ
１ 材料与方法
１．１ 实 验 材 料 小麦 闭 颖 授 粉 系 １３３－３、１３３－８、１３３－３８、１３３－
９、１３３－Ａ、１３３－Ｂ、１３３－１；闭 颖 授 粉 系 与 开 颖 品 种 （系）１９１－８、１０１－６、１０１－８、２１３－８、西 农 ２１７ 的 杂 交 Ｆ１ 代和 Ｆ２ 代。以上材料均 由 西 北 农 林 科 技 大 学 细胞 工 程 育 种 课 题 组 提 供，于 ２０１１ 年 １０ 月 和 ２０１２年１０月播种于西北农 林 科 技 大 学 的 细 胞 工 程育种试验田。
幼 胚 的 愈 伤 诱 导 培 养 基 为：ＭＳ ＋ ２００ ｍｇ·Ｌ－１ 酸 水 解 酪 蛋 白 ＋１００ ｍｇ·Ｌ－１ Ｌ－谷 氨 酰胺＋２００ ｍｇ·Ｌ－１ Ｌ－天 门 冬 酰 胺 ＋５．０ ｍｇ·Ｌ－１ ＶＢ１＋２．０ ｍｇ·Ｌ－１ ２，４－Ｄ＋０．５ ｍｇ·Ｌ－１ ＫＴ＋ ０．０５ｍｇ·Ｌ－１ ＮＡＡ＋３％蔗 糖 ＋０．６５％ 琼 脂 粉； 幼胚 的 愈 伤 分 化 培 养 基 为：ＭＳ＋１．５ ｍｇ·Ｌ－１ ＫＴ＋３％ 蔗 糖 ＋０．６５％ 琼 脂 粉 。