克服杂交障碍的技术

出处：按学科分类—生物科学 农业出版社《植物细胞培养手册》第325页（3139字）

(一)桥梁种技术

当倍数性同或不同的种间难于或不可能杂交有时用桥梁种技术。在此条件下，用四倍体做桥梁，把二倍体野生种基因转给栽培的六倍体小麦。二倍体Haynaldia villosa难与六倍体小麦杂交，但四倍体二粒小麦与二者都亲和，可用做桥梁种，把H．villosa个别染色体转给小麦。同样Sears(1956)用小伞山羊草无论母或父本，与小麦杂交都不能产生有生存力种子，用双二倍体(二粒小麦×小伞山羊草)为桥梁把二者的基因组组合起来。又如偏凸山羊草与六倍体小麦直接杂交有困难，用T．turgidium为桥梁种，把偏凸山羊草抗眼斑病性转给了六倍体小麦。有许多情况，二倍体水平上难得远缘杂交成功，常用加倍一个亲本的染色体产生同源四倍体，再与不亲和的二倍体种杂交，以克服这种困难。Sanchez等(1982)用同源四倍体H．chilense与二倍体大麦产生大麦杂种。

(二)采用外源生长物质和免疫抑制剂

用GA₃和其它生长荷尔蒙，可相当大地改进远缘杂交成功机会。用GA₃75ppm处理授粉前或后1或2天的雌花，已成为大麦属和大麦属异种和异属杂交的常规方法。Larter等(1965)试图在授粉前用GA₃和IAA以取得大麦Herta品种与黑麦Prolific品种杂种。GA₃促进不亲和杂交中花粉管生长，和子房发育。1000ppmGA₃明显增高原胚频率。Bates等(1973)提出用立体专化抑制反应(SIR)(与动物免疫化学机制同功)为媒介克服远缘杂交障碍。SIR影响着受精和继后胚发育。用几种免疫抑制剂如E-氨基己酸(EACA)，氯霉素、吖啶黄、水杨酸曾取得不同程度成功。赖氨酸衍生物EACA最有效。Taira等(1977)用EACA于圆锥小麦×黑麦，用黑麦授粉后一天，注射EACA或赖氨酸圆锥小麦亲本，加强活体上胚发育。这种技术显然能部分克服杂种胚发育的生理障碍。

(三)识别花粉

已知花粉壁含有细胞外蛋白质，是授粉后柱头分泌的。它对花粉-柱头互作有重要作用。当用乙醇杀死亲和花粉，用以与不亲和花粉混合后授粉，杀死的亲和花粉壁放出的蛋白质识别因子，遮盖着受体柱头的排斥反应，由此外源花粉得以发芽。

(四)胚拯救

远缘杂交的特征之一，是胚在不同发育时期败育。Laibach(1925，1929)首次证实Lilum perenne×L．autriacum无生活力杂种种子取胚，培养在营养培养基上，生长成熟。这种技术已成产生杂种的常规方法，如小麦×大麦，小麦×黑麦，玉米×Tripsacum等。Sharma等(1983)用此法取得小麦与．Agropyron ciliare，Ag．trachycaulum，Ag．yezoense，和Ag．scirpeum杂种。取无菌幼胚培养在MS加IAA 1mg／L，KIN0．5-1mg／L。如果在发育较早期开始胚败育，可能需加椰乳或酵母浸出液或水解酪蛋白。

(五)活体和离体胚培养

这是上述胚拯救技术的改进。取杂种胚，放在母本裸胚乳上，后者接种在正常生长培养基上。Kruse(1974)用此技术产生大麦属×小麦属和大麦属×冰草属杂种。大麦属×黑麦属杂交成功率增高到30-40%，常规胚拯救技术只有1%。幼胚培养时更为适用。

(六)离体受精和胚培养

操作离体母和父本组织，以达到花粉管参入胚囊，以影响受精，叫离体受精。这是克服抑制花粉管生长和很早期胚败育障碍的重要技术。取受精胚珠培养成熟是有效方法，可用以无性或体细胞杂交。Steward(1981)精心研究了人工培养受精结合胚珠拯救技术的适用性。

玉米柱头授粉后培养成功率5%。Dhaliwal等(1978)除去胚珠花丝露出珠心，培养中加墨西哥玉米花粉，结实约5%。高粱授粉给玉米花柱后未见结籽。把高粱花粉直接授于玉米胚珠，胚珠组织很快大量生长，未见胚和胚乳发育。

(七)体细胞杂交

体细胞杂交是产生有性不亲种远缘杂种的重要方法。包括不同种原生质体融合，继之再生杂种植株。双子叶种已取得若干异属间杂种。如：拟南芥+油菜，马铃薯+番茄，南洋金花+颠茄等等。禾谷类作物成功很少，玉米叶肉原生质体+高粱细胞培养原生质体取得了可生存的异属融合产物，进行少数细胞分裂。最近珍珠粟(Pennisetum americanum)胚原细胞培养体分离原生质体形成胚原愈伤组织和再生植株。1984Couliraly等水稻原生质体培养和再生植株成功，还有羊草和紫狼尾草等禾本科作物原生质体分裂和再生植株。

禾谷类原生质体培养成功关键是建立胚原细胞悬浮体。这项技术用于产生有性不亲和种间远缘杂种，有待于建立广大范围禾谷类基因型的原生质体和杂种细胞植株再生的系统。

【参考文献】：

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