张金凤教授杂种枫香体细胞胚胎发生技术及其航天育种应用前景
枫香是重要的观赏、用材和药用等多功能树种,其中北美枫香生长速度快,中国枫香适应性强,其杂种兼具二者特性,杂种优势明显,对其进行杂交育种研究有极其重要价值。
北京林业大学生物科学与技术学院 张金凤教授 |《杂种枫香体细胞胚胎发生技术及其航天育种应用前景》主题报告
枫香种子繁殖和扦插繁殖存在生长周期长,大小年明显,种子后代遗传变异大,扦插繁殖效率低等问题,而体细胞胚胎发生是目前最高效的繁殖手段,有必要开展杂种枫香的体胚发生技术研究。
研究从中国枫香天然林中选出优树作为父本采集花粉,从我国成功引进的北美枫香中挑选健壮的成年大树作为母本,建立亲本园保存种质资源并进行控制授粉。
利用杂种枫香(北美枫香×中国枫香)的未成熟胚作为外植体,研究杂种枫香体胚发生体系中未成熟胚的不同采种日期、培养基中不同激素浓度组合对杂种枫香胚性愈伤组织诱导、增殖的影响。
对比分析杂种枫香细胞悬浮培养与固体培养体系,进行胚性愈伤组织的成熟培养,体胚的萌发和体胚苗的移栽驯化。并对枫香体胚体系用于航天育种进行分析展望。
取得的主要研究结果:
1. 成功建立了北美枫香的亲本园,包括30株成年大树和800余株幼树;从河南、湖北和山东等地选出了120多株中国枫香优树,用于花粉采集。
2. 通过连续5年控制授粉,选出了11株结实优良的母本树,获得了11个家系近8000粒种子和一批杂种枫香苗。
3. 成功建立了杂种枫香体细胞胚胎发生体系,获得增殖培养细胞系155个, 其中8个细胞系已经过成熟和萌发阶段验证。
4. 将枫香等树种的胚性材料用于航天诱变,一方面有助于解析航天诱变机理;另一方面可将航天诱变获得的优质高产高抗新种质,结合体胚发生技术进行高效繁殖,实现优良种质的产业化生产,这将成为我国未来农林业航天育种发展的新方向。