综述分子生物学研究进展

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1、农业基础科综述分子生物学研究进展姓名：杨加信学院：农学院班级：07级农学2班论文完成日期：2009-10-24学综述分子生物学研究进展杨加信（内蒙古农业大学农学院，内蒙古呼和浩特，010018）6作者简介：杨加信，男，1987年出生，陕西渭南人，在读本科生，E-mail:jiaxin@emails.imaul.edu.cn【摘要】植物组织培养中，花药培养已成为获得单倍体及纯合体的有效途径。花粉培养是在花药培养基的基础上发展起来的技术。植物花粉培养在单倍体育种上具有重要意义。植物器官脱落是自然界普遍的现象。器官脱落时离区细胞的细胞间质和细胞壁

2、发生降解，导致远端器官离开母体，落粒性是作物栽培和育种中的重要农艺性状，但直到近年人们才对禾本科植物落粒的分子机制有了新的认识。增殖性细胞抗原是DNA复制的关键成分之一,他与DNA的损伤修复、细胞周期调控,染色体甲基化、染色体重塑等过程有密切关系,与不同的调控蛋白相结合,增殖性细胞抗原可发挥多种不同的作用。该文分别从植物花粉培养、植物器官脱落、增殖性细胞抗原三个方面简要综述了分子生物学的研究进展，和对该学科的展望。【关键词】花粉培养；器官脱落；增殖性细胞抗原；研究进展一植物花粉培养1植物花粉培养的研究目的和意义在植物组织培养中，花药培养已成

3、为获得单倍体及纯合体的有效途径。花粉培养是在花药培养基的基础上发展起来的技术。它无论对遗传基础理论的研究，还是对单细胞育种实践以及植物遗传工程，都有重要意义【1】。花粉培养区别于花药培养之处是：前者属于单细胞培养，而后者属于器官培养范畴。在游离花粉培养中，雄核发育是在脱离花药内环境的状况下独立进行的，这是花粉培养不易成功的重要原因【2】。植物花粉培养的主要目的，一是获得纯系育种材料和进行单倍体育种，以利用杂种优势，缩短育种年限和提高育种效率。二是用所获得的纯合二倍体材料进行植物遗传变异规律研究，使植物育种有坚实的遗传理论为依据，减少育种的盲

4、目性。三是克服远缘杂种的不育性，获得具有双亲优良特性的可育远缘杂种。四是利用在远缘杂交F1代的花药培养中出现的混倍体和丰富的染色体变异材料进行植物细胞遗传学等基础性研究。2花粉培养的研究概况单倍体在育种上具有重要意义。植物自发出现单倍体的频率极低，于是人们尝试用人工方法获得单倍体。自从1964年印度的Guha和Maheshwari首次成功地从茄科植物毛叶曼陀罗获得单倍体花粉植株，20世纪60年代末到80年代初许多国家的花药培养研究工作进入了一个迅速发展的时期。到1983年，有247种植物获得花粉植株，其中包括杏、桃、扁桃、樱桃、咖啡、柠檬、

5、枸橼、柑桔、苹果、楸子、葡萄、荔枝、茶树、番木瓜、橡胶树、枸杞、香蕉、草莓等果树和经济林树种。6木本植物花粉植株最早是波兰学者Zenkteler（1972）在药用灌木植物滨藜叶枸杞中获得成功的。仅隔3年，中国在黑杨（PopulusnigraL.）上成功诱导出国内第一例木本花粉植株【3】。以后中国相继在橡胶树、柑桔、葡萄、苹果、荔枝、龙眼、中宁枸杞、茶树、金花茶、枳壳、锦丰梨、猕猴桃、枣【4】等近30个树种上首先获得花粉植株。其中杨树、橡胶树和苹果等花粉植株已经在生产上利用。花粉培养比普通的茎段、茎尖等的组织培养要复杂得多。国内外对如何有效刺

6、激雄核发育，以提高花粉植株的诱导频率方面研究得比较多。现在已基本弄清离体条件下雄核发育的途径及影响雄核发育的主要因子。一般认为花粉发育时期、预处理（低温、高温、离心等）、营养和调节因子、供体植株基因型和生理型等对雄核发育有明显影响。研究中还发现“药壁因子”在花粉雄核发育中起重要作用，但目前“药壁因子”的作用成分还不清楚，只发现谷氨酰胺等能部分取代“药壁因子”的作用【5】。对雄核发育的生化及分子机理目前了解得还很少。对花粉植株的倍数性研究得也较多。多数植物花药培养中再生的植株中常常出现混倍现象，有单倍体，二倍体，还有多倍体及非整倍体。单倍体组

7、织在培养中很容易发生多倍化。人工加倍（秋水仙素等处理）可加速二倍化进程。纯合二倍体与染色体变异体对树种改良均具有重要价值，但出现较高的倍数性或非整倍体则是一个严重的问题（对生产单倍体而言）。目前还很难控制花粉植株染色体倍数。近年来，研究的重点转向于雄核发育的生化机制及花粉植株或纯系的进一步利用，尤其注重与诱变育种、染色体工程、基因工程、分子生物学等的结合。如:与染色体工程相结合，中国科学院遗传所找到了一条快速有效创制附加系、代换系和易位系的新方法，已成功地培育出高抗的小麦/黑麦易位系。3存在问题及展望植物花粉培养研究取得了很大进展，但在理论

8、和应用上仍存在许多问题，远远没有达到建立起完善、高效的花粉培养再生体系的程度。3.1花粉培养中的诱导单倍体植株的发育调控及其分子机理研究不够小孢子的诱导机制、启动机理、发育途径及