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《植物单倍体技术及其应用的研究进展_2011》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、中国细胞生物学学报ChineseJournalofCellBiology2011,33(9):1008–1014http://www.cjcb.org综述植物单倍体技术及其应用的研究进展李 英 王 佳 季乐翔 李 昊 叶梅霞 郭 斌 陈 仲 安新民*(北京林业大学林木育种国家工程实验室,林木花卉遗传育种教育部重点实验室,国家林业局树木花卉育种与生物工程重点开放实验室,北京100083)摘要该文较全面地综述了获得植物单倍体的相关途径及其在基础科学研究和植物育种方面的重要应用,着重介绍了一种基于着丝粒改造的染色体消除法诱
2、导单倍体的策略及植物单倍体在基因组学研究中潜在的应用价值,旨在促进植物单倍体技术的完善并开拓其应用领域。关键词单倍体;染色体消除;花药培养;基因组学;育种1引言多种途径来获得植物单倍体。在此,将主要介绍几正常的二倍体含有两套染色体,分别来自父本种获得植物单倍体的途径,并着重介绍一种利用基和母本。而单倍体植物则只含有一套染色体,来自因工程技术实现染色体组消除而获得非转基因型单母本或是父本。目前得到单倍体的方法主要有两种:倍体的新方法。第一,通过培养配子体从而获得父系或是母系单倍2.1花药、花粉培养[2]体,但是对于一些
3、特殊的植物或基因型材料而言,这自1964年Guha等首次报道通过培养曼陀罗花一方法是不可行的;第二,种间杂交是获得单倍体植药获得单倍体植株以来,该方法已经在多种植物上物的另一个相对有效的方法。该方法是利用种间杂获得成功。近期通过花药培养获得单倍体的植物如交过程中,受精作用后父本或母本一方的染色体组表1所示。花粉培养又称为游离小孢子培养,是以单消失而得到单倍体的后代。染色体组消失的分子机个花粉粒作为外植体进行离体培养的技术,其在十理至今还不清楚,但是有一种假说认为,存在种间差字花科植物单倍体的培养中应用较广泛。与花药培
4、异的亲本着丝粒与有丝分裂纺锤体之间非均等性互养相比,花粉培养的最大优点是再生植株中单倍体作导致染色体选择性消失。由于单倍体能够在相对和双单倍体的比例较高。花药和花粉培养是获得单较短的时间内使性状得以纯合,在很大程度上缩短倍体的主要手段,但是仍然存在一些局限:无论是花植物育种进程;此外,随着分子技术的快速发展,植粉培养还是花药培养都不同程度地受到基因型、供物单倍体在基因组学研究方面,尤其在基因组测序、试材料的生长发育阶段、预处理条件等的影响。基因功能的鉴定和构建分子遗传图谱等领域的作用2.2染色体消除[25]越来越突出
5、。本文侧重介绍一种基于着丝粒改造的早在1967年,Weiss等就发现人与小鼠的体细单倍体诱导策略,以及植物单倍体在基因组学研究胞杂交过程中存在染色体消失的现象,并预言称这中潜在的应用,旨在促进单倍体培养技术的完善并一发现将不仅关系到人类染色体上基因的定位,还开拓其应用领域。将有助于其他物种遗传现象的研究。随后,相继在多种植物的种间杂交中发现这一奇特现象,但是种2获得单倍体的主要途径间杂交导致体细胞染色体消失的分子基础尚不清[1]自1920年Harland发现第一株单倍体棉花到现楚,有一种假说认为,存在种间差异的亲本着
6、丝粒与在已经有90余年,这期间相继获得了源于不同种属的单倍体植物并在多个研究领域得以成功应用。单收稿日期:2011-04-25接受日期:2011-05-20国家林业公益性项目(No.201004009)和国家“863计划”(No.2009倍体自发产生的频率很低,远远满足不了科研工作AA10Z107)资助项目者对单倍体材料的需求。为此,人们开始尝试通过*通讯作者。Tel/Fax:010-62336248,E-mail:xinminan@163.com李英等:植物单倍体技术及其应用的研究进展1009表1花药培养的最新进展
7、于双方亲本的着丝粒互作,使得来自突变体的染色Table1Recentadvancesinantherculture体组在合子的有丝分裂中丢失,经发育得到只含有种类参考文献野生型亲本一套染色体的种子,单倍体的最高诱导SpeciesReferencesAnemonecoronaria[3-4]率达50%。技术路线如图1所示。另外,通过交换亲Cucumissativus[5]本获得了父系和母系两种拟南芥单倍体植株,除了Lycopersicon[6-7]创造GFP-tailswap突变体以外,利用以GFP标记的全Cocosn
8、ucifera[8]长CENH3转基因植物材料也获得了拟南芥单倍体Eriobotryajaponica[9][26]Musabalbisiana[10]植株,只是诱导率较前者低很多。上述办法依赖Phloxdrummondii[11]于CENH3基因的改造,除了此类方法外,基因沉默Capsicumannuum[12-13]例如RNAi的方法很可能
