小麦组织培养的研究进展

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1、小麦组织培养的研究进展摘要：小麦组织培养体系的建立与完善是应用植物基因工程改良小麦品质的重要基础和保证。在小麦组织培养中，几乎各种器官、组织均曾被用作外植体进行离体培养，比如小麦根、幼叶、种子、顶端分生组织、花药、原生质体、幼穗、成熟胚以及幼胚等。其中重点的对小麦幼胚和成熟胚等外植体通过不同组培体系最终获得再生植株的研究进展进行了综述，以期为小麦组织发生学、胚胎学、细胞工程及遗传操作等方面提供参考。关键词：小麦；外植体；组织培养；研究进展小麦是世界上分布范围和栽培面积最广，在中国种植面积仅次于水稻，是中国人民的主要

2、粮食作物之一（奚亚军等，2002）。随着社会经济的发展及生活水平的提高，对其抗但在生产过程中，不断受到生物、非生物等因素的胁迫，严重影响其产量及品质。实践证明，利用植物基因工程（覃建兵等，2001）改良小麦品质是一行之有效的途径。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。本文重点对幼胚和成熟胚等小麦外植体的选择、处理方法、培养基的选择激素影响等方面作了扼要论述

3、。1外植体来源的选择外植体的来源即材料的来源，是细胞培养成功的关键之一。虽然植物体的所有细胞都含有相同的基因和具有全能性，但是由于细胞的分化结果在不同的组织、器官中基因的表达有所不同。1.1幼胚小麦幼胚转化体系的建立对促进小麦基因工程研究和功能基因组研究具有重要的意义。以幼胚为外植体进行小麦组织培养的方法被大多数学者认为是最有效的培养方式。有研究对小麦未成熟胚离体培养得到的再生植株，认为未成熟胚培养诱导和筛选无性系变异，可作为小麦品质改良的一种手段（胡尚连等，1998）。还有对3个品种(系)的研究，确立了小麦幼胚最

4、佳取材时期的种子形态指标,为取材节省了大量时间，并大大减缓了接种压力（刘少翔等，2003）。王常云等人对15个小麦品种进行离体培养，结果诱导率达到了100%，得出品种间分化率有明显的差异（王常云等，1999）。小麦幼胚愈伤组织诱导率很高，通过对愈伤组织的直接或间接筛选，可以发生定向变异，主要体现在农艺性状（如株高等），抗性和品质方面，故小麦幼胚培养主要体现在新品种的选育上（于相丽，2009）。51.2幼穗以小麦幼穗为外植体进行离体培养获得全苗的试验已有报道。与小麦幼胚相比较而言，幼穗具有取材范围大、利用率更高、周期

5、较短、出愈率高、愈伤块大、容易灭菌和操作简单等优点（郎明林等，2001）。除此之外，幼穗可不进行继代培养而直接转入试管进行分化培养，避免因继代培养造成污染而延长时间，从而缩短组培进程。因此，小麦幼穗也是良好的离体培养材料。1.3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（彭朝华等，1989）。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。如伍碧华等报道，用成熟胚作外植体易被感染，感染

6、率高达50%以上，且愈伤组织质量差，呈水浸状（伍碧华等，2001）。有等研究指出植物激素对于组织和细胞培养中的器官或胚状体形成具有重要的调节作用（贺杰等，2007）。而唐宗祥等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（唐宗祥等，2001）。1.4其他外植体选取花药时，应取花药处于单核中晚期（外部形态为幼穗麦芒露出旗叶叶鞘）的穗子，从旗叶节下剪取。以往的研究表明，小麦花药培养的出愈率和绿苗分化率的高低主要与预处理和培养温度、品种的基因型、外植体的生理状态、培养基的成分等有关（倪胜利等，2

7、004）。从叶片组织产生可再生的愈伤组织已在燕麦、黑麦、大麦等几种麦类作物中获得成功。麦类作物叶片细胞在离体培养条件下再生能力是很有限的，被认为是全能性很低的细胞。老的芽比幼嫩的芽难培养，休眠的芽几乎不能培养成功，老叶比幼嫩的叶子难培养。2000年，蔡润等用小麦根作外植体诱导愈伤组织并成功获得再生植株，填补了国内外小麦离体根培养再生植株研究的空白（蔡润等，2000）。由于小麦种子根生长快速，是最容易获得的外植体之一，所以利用离体根培养获得大量再生植株可为小麦育种提供广泛的遗传变异。2常用外植体处理方法2.1幼胚取开

8、花后14～20d的小麦幼穗，剥出种子，70%乙醇消毒1min，无菌水洗涤1次，再用0.3%的NaClO消毒5min，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。2.2幼穗在小麦生长锥处于小穗分化期(肉眼观察幼穗长度为1.0cm左右)前后，取生长一致的植株，剥去主茎外层、叶鞘，保留含嫩叶部分在内的幼穗，用纱布包好，在超净工作台上用0.3