水稻愈伤组织的诱导及应用文献综述

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1、文献综述水稻愈伤组织的诱导及应用一前言部分1.1关于水稻愈伤组织的简介水稻是人们重要的食粮之一，由于其基因组小，通过组织培养易获得再生植株等特点而在基因克隆、基因功能验证以及遗传转化等研究方面成为模式植物．生长和分裂旺盛的胚性愈伤组织细胞培养是获得转基因植物的最好来源．因此，建立一个高效再生体系是实现基因转化的先决条件[1]．近年来，研究者先后从水稻各部位诱导出愈伤组织和再生植株．虽然，幼穗、幼胚、花粉粒、花药愈伤组织诱导率高，愈伤组织质量好而受到青睐被广泛用于水稻的遗传转化、品种培育中[2-3]．但上述材料多受季节限制，取材不便，阻碍了水稻组织培养的进一步

2、发展．1.2组织培养所谓的植物组织培养是指在无菌和人工控制的环境条件下，利用适当的培养基对离体的植物器官组织细胞及原生质体进行培养，使其再生细胞或完整植株的技术[4]。其研究的类型主要包括组织培养、器官培养、细胞培养、及原生质体培养。随着研究T作的深入进展，上述5个方面的研究理论和技术体系逐渐得到完善促使植物组织培养的应用范围日益广阔延伸。组织培养作为一种育种技术在水稻等重要粮食作物已广泛应用，并培育出一大批优良品种，自1965年我国开展水稻细胞培养研究后，研究者以水稻幼穗、幼胚、花粉粒和花药为材料进行组织培养研究，取得了较大的进展，尤其是建立起来的水稻胚性

3、悬浮细胞系可作为基闪枪的理想受体，在水稻的遗传转化，品种培育巾具有重要作用。再如细胞次生代谢物的生产，即通过细胞培养可得到大量合成的植物次生化合物，如生物碱、抗菌剂、利血平、橡胶、类同醇、糖类衍生物、天然色素等很多物质。远源杂种植物的产生，是指由受精后障碍导致远缘杂交的植物不孕，使得植物的种间和远缘杂交常难以成功。采用胚的早期离体培养可以使杂种胚正常发育，产生远缘杂交后代，从而育成新物种。植物的快速繁殖，是指利用植物组织培养技术对外植体进行离体培养，使其短期内获得遗传性一致的大量再生植株的方法。植物快速繁殖是植物组织培养技术在农业生产中应用最广泛，产生经济效

4、益最大的研究领域，涉及的植物种类繁多，技术日益成熟并程序化，繁殖速度突破了植物自然繁殖的界限，成就了工厂育苗的梦想。6植物种质资源的离体保存，即从20世纪60年代开始，人们利用细胞和组织培养再生植株的技术，进行了离体保存种质的研究。种质资源离体保存是指对离体培养的小植株、器官、组织、细胞或原生质体等材料，采用限制、延缓或停止其生长的处理使之保存，在需要时可重新恢复其生长，并再生植株的方法。为了创造新的种质资源，组织培养及基因工程技术被广泛用于水稻育种研究，并取得了显著成果，如现代生物技术育种过程中常作为外源基因的受体的愈伤组织，其质量的好坏及其分化植株能力的

5、高低直接影响着水稻基因工程的进展和水稻种质资源的创新。在改善愈伤组织质量和提高植株再生能力方面，科学工作者也进行了大量研究并得到了一定的成果[5]。目前水稻的组织培养已在单倍体育种、诱变育种、体细胞杂交及遗传转化等方面得到应用。二主题部分2.1愈伤组织的形成从一块外植体形成典型的愈伤组织，大致要经历三个时期：起动期、分裂期和形成期。起动期是指细胞准备进行分裂的时期。用于接种的外植体的细胞，通常都是成熟细胞，处在静止状态。起动期是通过一些刺激因素(如机械损伤、改变光照强度、增加氧等)和激素的诱导作用，使外植体细胞的合成代谢活动加强，迅速进行蛋白质和核酸的合成。

6、机械损伤能诱导植物体细胞开始分裂，如伤口上会出现愈伤组织。在植物组织培养中沿用了愈伤组织这一名词，但是植物组织培养中诱导外植体细胞分裂形成的愈伤组织，大都不是损伤的结果。外源的生长素类物质对诱导细胞开始分裂效果很好，因此生长素类物质在植物组织培养中得到广泛应用，常用的有2，4-二氯苯氧乙酸、萘乙酸、吲哚乙酸和细胞分裂素等。分裂期是指外植体细胞经过诱导以后脱分化，不断分裂、增生子细胞的过程。处于分裂期的愈伤组织的特点是：细胞分裂快，结构疏松，颜色浅而透明。外植体的脱分化因植物种类、器官来源及其生理状况的不同而有很大差别。例如，烟草、胡萝卜等植物的脱分化比较容易

7、，禾本科植物的脱分化比较难；花的脱分化比较容易，茎、叶的脱分化比较难；幼嫩组织的脱分化比较容易，成熟的老组织脱分化比较难。2.2水稻愈伤组织的诱导水稻成熟胚愈伤组织诱导中普遍采用的基本培养基主要有MS、N6和B5等培养基。培养温度一般为22~28℃，25℃左右最佳；光照强度为1500~2000Lx，可以选用日光灯或白炽灯，光照时间10~12h或全黑暗培养均可，10~30d可诱导出愈伤组织。6在水稻成熟胚的愈伤组织诱导过程中，为了保持愈伤组织的高速生长，常用到生长素类和细胞分裂素类物质。其中2,4-D是禾谷类作物愈伤组织诱导中唯一不可缺少的激素种类，其作用的适

8、宜浓度范围为0.5~5.0mg/L，也有例外。在附加