植物组织培养论文

院（系）名称生命科学学院

专业名称生物技术

学生姓名杨佳霖

学号131344050

指导教师于相丽

完成时间2015年12月24日

小麦组织培养的研究进展

杨佳霖

（生命科学学院生物技术专业学号：131344050）

摘要：小麦是世界上种植面积和产量均居榜首的重要粮食作物。综合世界粮农组织(FAo)的统计报告⋯1，1999年，世界小麦种植面积达2．14亿hm2，是人类蛋白质的主要摄入来源。实践证明，利用植物基因工程改良小麦品质是一行之有效的途径[2．3]。虽然转化方法较多且日趋成熟，但限制其发展的一个重要因素是小麦的植株再生频率低，而且建立稳定的小麦再生体系也比较困难。所以，在小麦组织培养过程中，建立高频率的植株再生体系是小麦转化成功的重要基础和保证，笔者就不同来源和不同生理状态的小麦外植体通过不同组培体系而最终获得再生植株的进展作一简要概述。

关键词：小麦；组织培养；研究

1外植体来源

目前研究报道的小麦外植体源有幼胚、幼穗、成熟胚、幼叶、根、种子、花药、胚轴和胚芽鞘等。张根发曾经提出，脱分化能力与再分化过程具有一致性，认为外植体的类型对小麦体细胞组织再生能力影响很大。

1.1 幼胚与幼穗

幼胚是目前公认最好的小麦外植体源，其愈伤组织的诱导和植株再生能力最高。但小麦幼胚的培养再生过程往往表现出明显的基因型差异，不同的小麦基因型可以在致密愈伤组织的诱导、分化及分化能力的保持等方面表现出较大差异。此外，选择适宜的幼胚取材时期对获得相对较好的培养效果是十分重要的。相比较而言，幼穗虽然比幼胚愈伤组织出现晚，生长慢，植株再生绿苗率低，但在众多外植体中，幼穗也不失为一种具有较高再生率的好材料。但不足之处是幼胚和幼穗作为外植体源受到季节的限制，在小麦生育期中适合取材的时间很短，且很难保证其生育期的一致性，另外，材料的播种亦受季节的限制。为了找到既适合于培养又易获得的外植体，人们进行了大量研究，发现小麦成熟胚可以有效克服幼胚与幼穗的上述不足。

1.2成熟胚

实践证明，用小麦成熟胚作为外植体，可以保证不同的个体间生理状况相似，而且取材方便，不受季节限制，代价小，可大量获得。因此，已得到广泛的研究应用。但其愈伤组织的形成及植株再生能力远远不及幼胚和幼穗，而且还存在有不少弊端。另外，采用切去胚芽和调整激素的办法能够有效抑制愈伤组织的发芽。实验初步证明了用成熟胚作为外植体进行组织培养进而获得转基因小麦的可行性。以上研究表明，利用小麦成熟胚诱导、分化再生植株的方法还有待继续探索，以期为小麦育种寻求较好的转基因受体并建立成熟胚的小麦再生体系，进而为小麦新品种的选育奠定基础。

1.3幼叶

目前研究表明，很多禾谷类植物的叶片在离体条件下培养能够诱导出愈伤组织，如燕麦、黑麦、大麦等。但再诱导出苗比较困难，即使有少量苗出现，也缺乏规律性，以小麦为实验材料的研究也证明了这一点。鉴于小麦幼苗极易用成熟种子发芽获得，又不受生长季节的限制，因此，用小麦幼叶作外植体诱导出具有再生能力的愈伤组织，进而进行外源基因导入等其他离体遗传操作，在不易获得未成熟胚的季节和实验条件下，也不失为一种可选用的方法

1.4花药

有研究表明，小麦花药愈伤组织的再生能力很强，经基因枪轰击后比较容易获得转基因植株，因而也是小麦转基因的良好受体。但花药培养在基因型间的差异非常明显，故筛选出适合花药培养的优良基因型的研究还有待进一步深入。韩玉琴曾报道，小麦花药愈伤组织产生的时期对其分化的影响很大。前期产生的愈伤组织分化率较高，随着花药培养时间的延长，其愈伤组织的分化能力逐渐减弱，而白苗率却相对较高。这可能与花药在含2，4一D的培养基上时间过长有关，其作用机理还有待进一步探讨。

2组织体系的建立

2.1材料的处理

据文献报道，组织培养中不同小麦外植体的处理方法不尽相同。下面简要介绍一下在实验基础上总结出的较好的材料处理方法。

幼胚：取开花后14～20 d的小麦幼穗，剥出种子，70％乙醇消毒1 min，无菌水洗涤1次，再用0．1％HgC12消毒5 rain，无菌水洗3～5次，无菌条件下用镊子和解剖针将幼胚取出，盾片向下接种。

幼穗：剥出幼穗外层叶鞘，截取最后一节6～7 cm，端口封Parafilrn，0．1％ HgC12消毒4～7 rain，无菌水洗3～5次，在无菌条件下将幼穗剥离出，切成1～2 mm的穗段，接种。

成熟胚：小麦成熟种子经70％乙醇浸泡5 rain，无菌水冲洗5次，浸种12h；70％乙醇浸泡1 rain，0．1％HgC12浸泡20 min，无菌水冲洗4～5次后在无菌条件下剥取胚，盾片向下接种。

幼叶：先将种子用70％乙醇浸泡1～2 min，无菌水冲洗2次，再用0．1％ HgCI2灭菌10～12 rain，无菌水冲洗4～5次，然后接种到培养基上，在25℃条件下培养，每日光照12 h，待幼苗长至5～8 cm时，从基部向顶部将叶片横切成2 mm左右的小段，按顺序接种。

花药：小麦成熟种子和孕穗期的花药消毒方法同成熟胚，然后直接接种于培养基上。接种种子时注意种子的腹沟朝上。

2.2培养基

因供试小麦品种不同，不同实验的侧重点不同，并且采用不同的外植体，故培养基的配方也就千差万别。但采用的基本培养基一般为MS培养基，只是添加的激素和营养成分的种类和浓度有所差别。而且愈伤组织诱导培养基、继代培养基、分化培养基与生根培养基的成分也各有差别。大量的实验都在探讨最佳的培养基配方，在此不一一赘述。

2.3培养条件

培养条件可分为光培养、暗培养和光暗交替培养。光培养一般为光照12 h／d，光照强度1 500～2 000 Ix；暗培养即不需要光照，温度一般都在(25±1)℃。具体的培养条件则视不同的外植体和不同的实验方案而定。

2.4结果观察

统计诱导的愈伤组织数，计算愈伤组织诱导率。转接到分化培养基后统计生根愈伤组织数、出芽愈伤组织数、绿苗数以及得到的再生植株数，计算植株再生频率。

3小结与讨论

在外植体的选择方面，大量实验表明，幼胚是目前公认的愈伤组织诱导和植株再生能力最高的外植体源，幼穗仅次于幼胚，由于二者的胚轴愈伤组织诱导率均较高，所以植株再生频率也较高。幼胚与幼穗比成熟胚易于诱导的原因，可能是幼胚与幼穗组织较幼嫩，接近于胚性细胞，故而更加容易脱分化。