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小孢子培养技术,从一颗花粉到一个新品种的梦想
【日期:2016-04-25】

不知大家的生物学得怎么样,对“小孢子”这个词是否还有印象?通俗来说,小孢子相当于植物的雄性生殖细胞,也就是植物的精子,未成熟的花粉,它们的功能是与植物卵细胞结合为受精卵,发育成种子。所以在植物的“传宗接代”过程中,小孢子意义重大。

 

 


本期好技术栏目为您介绍的“芸薹属植物小孢子培养技术”,通过优化改良多项关键技术,提高了芸薹属植物小孢子培养效率,实现了花椰菜、青花菜等多种芸薹属蔬菜的高效育种。下面就让我们一起来看看这项“猴赛雷”的技术究竟厉害在哪儿吧。

 

 

 

 

1. 所属单位

本项技术成果来自浙江省农业科学院的蔬菜研究所,该单位主要从事蔬菜新品种选育、蔬菜高效栽培技术、新品种新技术示范推广工作,且集育、引、繁、推于一体,是浙江省最大的蔬菜专业研究机构。

2. 技术难点

小孢子培养是基于植物细胞全能性原理,将植物的小孢子在特定条件下进行组织培养,从而获得再生植株的一项细胞工程技术。其优势是可快速获得染色体纯合的二倍体材料(双单倍体),大幅度缩短研究年限,在植物遗传育种研究中非常实用。

 

 

但是许多芸薹属作物,如花椰菜、青花菜、甘蓝等,小孢子培养的效率较低,很大程度上限制了该项技术的广泛应用。

 

 

 

 

  小孢子的选择与检测(单核靠边期)

3. 技术突破

我们通过花蕾选择与预处理、胚状体高效萌发ZIB培养基、高加倍率及倍性检测、再生植株高成活率等关键技术环节的优化和改良,实现了高效小孢子培养技术的突破,供体诱导成功率达84.6%。同时,以小孢子培养为技术核心,建立了配套的花椰菜、青花菜高效育种技术,育成品种6个。

 

胚状体

小孢子再生植株

4.  实际案例

浙江省农业科学院蔬菜研究所花椰菜青花菜育种团队利用该技术,建立了以小孢子培养为核心的花椰菜、青花菜高效育种技术,近年来育成一批花椰菜、青花菜新品种。

 

 

包括花椰菜新品种‘浙801’(浙(非)审蔬20090015)、‘浙017’(浙(非)审蔬2011003)、‘浙091’(浙(非)审蔬2012006)、‘浙农松花50天’(浙(非)审蔬2015014);青花菜新品种‘海绿’(浙(非)审蔬2012007)、‘浙青95’(浙(非)审蔬2014003)。

 

 

  

花椰菜小孢子培养细胞工程新品种‘浙农松花50天’

青花菜小孢子培养细胞工程新品种‘浙青95

5.  意义影响

大幅缩短育种年限,提高育种效率,保证杂交品种纯度;

快速创建永久分离群体,缩短遗传学研究中群体构建所需时间;

创制的双单倍体是优良的外源基因转化受体材料。

 

获得的双单倍体系(DH系)

6.  应用领域

芸薹属作物品种选育、遗传学研究。

 

 

7. 荣誉及专利

核心技术获浙江省科技进步三等奖、中华农业科技奖三等奖、大北农科技奖创意奖各1项,国家发明专利授权4项,发表SCI论文20余篇。

 

 

 

①浙江省科技进步三等奖,松花菜小孢子培养高效育种技术创建及其应用,2014。
②中华农业科技奖三等奖,松花菜小孢子培养高效育种技术创建及其应用,2015。
③大北农科技奖创意奖,花椰菜青花菜种质创新技术研究及其应用,2015。
④国家发明专利“花椰菜菜高二倍体率小孢子再生植株的培养方法(ZL 200910101723.X)”,2011。
⑤国家发明专利 “青花菜高二倍体率小孢子再生植株的培养方法(ZL 200910101722.5)”, 2011。

 

 

 

 

 

⑥国家发明专利 “以花椰菜小孢子胚为外植体建立高效再生体系的方法(ZL201310013922.1)”,2014。

⑦国家发明专利 “一种黑芥小孢子培养获得再生植株的方法(ZL 201310013923)”,2014。

 

来源:浙江省农业科学院

 


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