胚胎苹果雪豹

ll8文章编号:1000—8551(2004)02—1l8.
03核农学报2004,18(2):118—120ActaAgriculturaeNttdeataeS/n/ca苹果离体叶片培养直接体细胞胚胎发生的形态学研究达克东张松臧运祥.
吴禄平束怀瑞(1.
山东农业大学园艺学院,山东泰安271018;2.
沈阳农业大学园艺学院,辽宁沈阳110161)摘要:研究了苹果离体叶片直接体细胞胚胎发生体系和外植体直接体细胞胚胎发生过程中的形态学特征.
结果显示,苹果直接体细胞胚胎发生过程经历原胚、球形胚、心形胚、子叶形胚、成熟胚等阶段;子叶形胚以前的阶段没有观察到形态学多样性,发育至子叶形胚期的直接体细胞胚胎表现出形态学多样性,分别观察到一子叶胚、两子叶胚、三子叶胚、杯状胚、多子叶胚、畸形胚等,这些类型的胚最终都能发育成正常的成熟胚进而发育成小植株.
关键词:苹果;离体叶片;直接体细胞胚胎;形态学MoRPHoLoGICALSTUDYoFDIRECTSoM_ATICEM_BRYo.
GENESESFRoMINWZRDLEAVESoFAPPLE(MalusdomesticaBorkh.
)DAKe-dongZHANGSongZANGYun.
xiangSHUHuai—rui(1.
CollegeofHorticulture,ShanclongAgriculturalUnizersit),Taian,Shandong,271018;2.
CollegeofHorticulture,ShenyangAgricultural[nizersitShenyang,Liaoning,110161)Abstract:DirectsomaticembryogenesisfrominvitroleavesofapplecultivarGala(MalusdomesticaBorkh.
)wasestablished.
Morphologicalcharactersofthedevelopingdirectsomaticembryoontheexplantwerestudied.
Theresultsshowedthatappledirectsomaticembryoundergopre—embryo,ball—embryo,heart-embryo,cotyledon-embryoandmature-embryotobecomeplantlet.
Nopolymorphismwasobservedinthedevelopingstagebeforecotyledon—embryo,butembryosincotyledon—embryostageshowedpolymorphiccharacters,monocotyledon-embryo,dicotyledon—embryo,tricot-embryo,muhicotyledon—embryo,cup-embryo,clavated-embryo,radial—embryoandealabashy-embryowereobserved.
Allthesekindsofembryoscoulddevelopintonormalmature—embryoandbecomeplandet.
Keywords:apple;leafinvitro;directsomaticembryo;morphology体细胞胚胎发生在高等植物上是一个普遍现象.
但不同作物又有其特殊性,在体细胞胚胎发生的形态学上表现为形态学多样性:板栗杂种胚的体细胞胚胎是多子叶类型为主;胡萝卜的体细胞胚胎是多种类型子叶的…;棉花的体细胞胚胎是多种类型子叶的.
形态学上的多样性是物种特性还是环境条件造成尚没有详细研究.
本文报导苹果叶片直接体细胞胚胎发生过程的形态学特征观察.
1材料与方法试验材料是苹果栽培品种嘎拉(MalusdomesticaBorkh.
)试管苗.
胚性细胞诱导培养基为MS加BA1.
0mCL、NAA5n~dL和2.
4一D0.
5mg/L;胚胎发生诱导培养基为Ms+BA1mg/L.
具体方法见参考文,收稿日期:2003—01-01基金项目:山东省"三零"工程资助项目作者简介:达克东(1967),男,甘肃兰州人,博士,副教授,主要从事园艺植物生物技术及其产业化研究.
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com2期苹果离体叶片培养直接体细胞胚胎发生的形态学研究ll9献….
体细胞胚胎发生诱导培养7~35d,每隔3d取材一次,在奥林巴斯体视显微镜下观察形态.
2结果与分析2.
1苹果叶片直接体细胞胚胎发生过程创伤叶片经过7d胚性细胞诱导后大部分叶片基本形态无明显变化,个别叶片形态发生扭曲,但伤口处无愈伤组织发生,伤口细胞呈淡褐色,伤口附近细胞呈淡黄色,整个叶片形态显示为一种活力旺盛的状态.
转接到体细胞胚胎发生培养基后刺伤后的伤口部位微微隆起,至第7d个别叶片上面发生发育阶段为原胚期的直接类型体细胞胚胎,至第15d达到体细胞胚胎发生高峰.
直接类型体细胞胚胎发生依次经过原胚、球形胚、心形胚和子叶形胚诸阶段而形成一个新个体(图l一4、8).
苹果叶片直接体细胞胚胎发生发育是不同步的,在体细胞胚胎发生高峰期,同一块外植体上可观察到不同发育阶段的体细胞胚胎(图1.
8).
2.
2苹果离体叶片培养直接体细胞胚胎发生模式在苹果离体叶片直接体细胞胚胎发生过程中,外植体在发生正常体细胞胚胎的同时,还发生一些不同于正常类型的体细胞胚胎,依据其子叶的形态特征可分为5类:(1)单子叶胚(图1.
10),这类胚发育至心形胚后只有1个子叶生长迅速,另外的子叶基本不长,至速生子叶发育至一定大小时,在速生子叶基部发生另外的子叶,继而胚萌发成熟;(2)三子叶胚(图l—l1),此种类型胚发育至心形胚以后,进入子叶发生期时有3个子叶同时发育,当这3个子叶发育至一定阶段,在胚的中心部位发生一生长点,胚萌发成熟;(3)杯状胚(图1.
13),杯状胚是一类当胚发育至心形胚以后,在子叶发生期,子叶不是单独发生而是蹼状连接在一起成杯状,发育至一定阶段在连体子叶的基础上沿杯的边沿不同部位发生单生子叶,子叶发生至一定时期,在杯底中心部位发生一生长点,胚萌发成熟;(4)多子叶胚(图l—l2),该类胚在发育至心形胚以后,发生3个以上呈莲座状的子叶,是可萌发胚;(5)畸形胚,包括棒槌状胚、放射状子叶胚(畸形胚)和葫芦状胚等(图l—l4、l5、l6).
无论子叶期形态差别如何,各种类型的体细胞胚胎最终都能经过成熟胚阶段发育为小植株.
图lFig.
11~4:直接体细胞胚胎发生的一般过程(1.
原胚;2.
球形胚;3.
心形胚;4.
子叶形胚;)*40;5~7:直接根发生的形态学特征(5.
无毛根;6.
绒状根毛根;7絮状根毛根:)*40:8:同一外植体上的心形胚和成熟胚;9~16:直接体细胞胚胎发生的形态学多样性(9.
双子叶胚;10.
单子叶胚;11三子叶胚;12多子叶胚;13.
杯状胚;14.
棒状胚;15.
放射状胚畸形胚:16.
葫芦状胚)*401~4:normalstageofdirectsomaticembryogenesis(1.
pre—embryo;2.
ball—embr30:3heart—embryo;4.
cotyledon—embryo)*40:5~7:morpholgiealcharaclersofdirectrootfomlation(5.
rootwithnohair:6.
rootwithvelvethair;7.
rootwithfluflyhair)*40:8:heart—embryoandmature—embryoinoneexplant*40;9~16:polymorphismofdirectsomaticembryogenesis(9.
dicot—embryo;10.
fllOtlOCOl—embryo;11.
tricot—embryo;12.
multicot—embryo;13.
cup-embryo;14.
claxaled—embryo;15.
radial—embryo;16.
eallbashy.
embryo)*402.
3苹果离体叶片培养中的直接根发生苹果离体叶片直接体细胞胚胎发生过程中,除了发生不同类型直接体细胞胚胎,还有直接根发生现象,发生部位是主脉、侧脉和分支脉.
这些再生根依据其有无根毛及其根毛的形态特征可分为有毛根和一维普资讯http://www.
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com120ActaAgriculturaeNudeataeS/a/ca2004,18(2):118~120无毛根.
无毛根表面无根毛,根尖为一角质化组织(图l一5);有毛根表面被有绒毛,根尖端为一段类似无根毛区的区段,有毛根依据其根毛形态可分为绒状根毛根(图l一6)和絮状根毛根(图1—7).
各种类型再生根在无菌空气中只有有限生长,当接触到培养基时有一定的加长生长.
3讨论3.
1体细胞胚胎发生与物种抗逆性的获得植物组织培养植株再生有两条途径,另一条是不定芽发生途径,一条是胚状体发生途径.
不定芽发生在植物界是一个普遍现象,因为大部分植物可以通过不定芽途径再生植株.
随着研究的深入胚状体发生也在大部分植物上获得成功.
研究显示,植物组织培养胚状体发生,在再生上更具基本性和普遍性,由于培养环境对于细胞是一种逆境,按照进化伦的观点,适者生存,胚状体发生是对逆境的最高级适应,首先,单细胞起源使适应性细胞表达胚性而再生植株,其次,发育良好的根端和芽端使胚状体存活的机会大于不定芽,因为不定芽总是成簇发生,不具根端,在逆境中处于不利地位.
3.
2形态学多样性与体细胞无性系变异苹果离体叶片培养直接体细胞胚胎发生过程在子叶形态上表现出多种形态,但不论何种形态,最终都能发育为正常植株,DNA多态性分析显示个体间没有遗传性差异,说明体细胞胚胎子叶形态的多形性不能作为衡量体细胞无性系变异的指标,这是因为离体培养的植物组织和细胞所面临的是一个与整体植株明显不同的生长环境和条件,尽管实验尽可能地为离体植物细胞创造了一个接近于活体状况下的营养、激素、大气和各种物理因素的生长条件,但对这些细胞来说,培养容器依然是一个相当异端的生活环境,起源于表皮的胚性细胞和周围细胞之间在空间上和几何学上的关系,同在完整植物中的也截然不同,这些都能极大的影响胚性细胞的生长、发育和分化,所以培养细胞发育形态的异常性,反应了它们对特定的生长环境和外界因素的反应.
培养细胞的这种生理性变异的特征和它们的出现是暂时的、可逆的,一旦恢复到正常的条件下,这些异常性即会消失.
.
已发现胡萝卜体细胞胚子叶数目的变化受所用品种的基因型影响,而与染色体数目变异不相关.
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