禾谷类作物小孢子脱分化的生理生化机制

戴 力，王学华

(湖南农业大学农学院，长沙 410128)



禾谷类作物小孢子脱分化的生理生化机制

戴 力，王学华*

(湖南农业大学农学院，长沙 410128)

禾谷类作物小孢子脱分化是小孢子细胞外环境变化导致内环境改变，从而诱导代谢酶活性、代谢途径以及调控基因表达的变化，最终脱离原有分化状态发生发育途径改变的过程。经各种胁迫预处理后，离体小孢子内发生了饥饿作用、内源激素变化和抗氧化胁迫等一系列生理过程，使得正常发育的结构和信息被破坏或消除，细胞质发生重组，营养核去抑制化，最终实现脱分化。这一过程牵涉到复杂的生理与遗传调控，其中起关键作用的酶和基因主要有：蛋白质水解酶、乙烯和生长素作用相关酶类、氧化还原系统或抗胁迫系统相关酶类、花粉特异蛋白和细胞分裂周期相关蛋白，以及它们的调控基因。对它们进行一定的人为调控可有效地促进禾谷类作物小孢子脱分化和胚胎诱导。

禾谷类作物；小孢子；脱分化；生理机制；遗传模式；生化机制

作为禾谷类作物新品种培育和种质资源改良创新的重要技术，禾谷类小孢子培养技术的研究在近年来取得了较大的进展，然而其仍无法大规模应用于科研和生产实践。究其原因，主要是因为禾谷类小孢子胚胎诱导过程生理生化机制的复杂性，从而使得影响其培养体系建成的因素呈现出多样性。当大部分影响因素的作用机理未能明确时，便难以对其诱导和培养过程进行有效的人为调控，因此也就无法根据人类的意愿去进行大规模应用。……