金鱼草养分吸收积累规律及遗传转化体系初探

摘要

金鱼草(Antirrhinum majus L.)属于玄参科金鱼草属，具有花型奇特、花色丰富艳丽、生长周期短、易于栽培管理等特点，是花坛、花境及切花常用的草本花卉，金鱼草也是研究分子生物学和遗传学，特别是花器官形成、花色素、转座子等方面的重要模式植物。目前，金鱼草在新品种培育、组织培养、切花保鲜等方面的研究取得了一系列成果，但随着金鱼草应用范围扩大及新品种的不断研发和更新，有关营养元素及养分管理方面的研究报道较少，并且作为模式植物，对金鱼草的分子研究主要集中在花器官模型的建立，对于基因转化的研究并不深入。因此，本试验对金鱼草不同生长发育阶段养分吸收特性及不同器官的养分分配差异进行研究，为金鱼草生产栽培提供参考;并利用组织培养技术建立高效再生体系，在此基础上，利用根癌农杆菌介导法筛选出有利于金鱼草下胚轴转化的最适转化条件。试验结果如下:
　　(1)明确了金鱼草养分吸收特性和分配规律。金鱼草总干物质累积量在整个生长阶段呈上升趋势，单株干物质累积量变化范围是0.2～3.39g，累积最快时期是花期和果期。不同器官干物质累积量由大到小为叶＞茎＞花＞根＞蒴果;各个生育阶段累积率由大到小为盛花期＞末花期＞果期＞初花期＞蕾期＞花芽分化期＞苗期。通过对金鱼草养分吸收特性研究，结果表明金鱼草植株中全C、全K含量随生物期推进总体含量呈增加趋势，全N、全P含量呈波动趋势，植株对全C、全N、全P和全K养分含量变化范围分别为113.30～2127.27 g/kg,86.73～118.81 g/kg,13.45～28.10 g/kg,62.97～104.76 g/kg，累积量大小顺序为C＞K＞N＞P。金鱼草不同器官对元素吸收量及最大吸收时期也有所不同，苗期到初花期，茎、叶中各种营养元素含量都逐渐升高，开花后，随着蒴果的形成，全C、全N含量略有下降，养分逐渐向生殖器官转移，养分累积率主要集中在蕾期和花芽分化期，其中蕾期，C、P最大累积率分别是26.41％和33.26％;花芽分化期N最大累积率是27.32％;盛花期K最大累积率为26％，因此说明蕾期是金鱼草生长及养分调控管理的关键时期。
　　(2)建立了金鱼草组织培养再生体系。以金鱼草种子为试验材料，探究了种子最佳消毒时间，下胚轴、子叶分化的最适宜培养基，以及不同激素配比对叶片分化、茎段再生和不定芽生根诱导的影响，结果表明:利用2％NaClO对金鱼草种子消毒6min效果较好，诱导下胚轴分化的最适宜培养基是MS+6-BA2.0 mg·L-1+NAA0.2 mg·L-1，分化率和出芽数分别为96.67％和2.61;子叶的分化能力低于下胚轴，在MS+6-BA1.0 mg·L-1+NAA0.1 mg·L-1培养基中，分化率仅为0.08％;茎段在MS+ZT1.0 mg/L+NAA0.01mg/L培养基中分化率达到最大(93.33％)，出芽数为5.13;叶片在诱导分化时最适宜培养基是MS+6-BA7.0 mg·L-1+NAA0.2 mg·L-1，分化率、出芽数分别为12.22、1.61;1/2MS培养基添加NAA0.05 mg·L-1最有利于无菌苗生根，移栽后植株生长状况良好，成活率100％。
　　(3)初步建立了金鱼草遗传转化体系。结果表明，Hyg4 mg·L-1、2 mg·L-1分别是下胚轴分化和植株生根的最适筛选浓度，Cef400 mg·L-1是抑制农杆菌生长的最适浓度。农杆菌介导的金鱼草转化程序为:下胚轴预培养2d，将活化的农杆菌(OD600为0.5～0.6)离心后，用等体积无菌水悬浮稀释，侵染下胚轴5min，共培养40h后，接种到MS+6-BA2.0 mg·L-1+NAA0.2 mg·L-1+Hyg4 mg·L-1+Cef400 mg·L-1分化筛选培养基中，待分化出不定芽后接种到1/2MS+NAA0.05 mg·L-1+Hyg2 mg·L-1培养基中进行生根筛选。

目录

摘要

1 绪论

1．1 金鱼草概述

1．1．1 金鱼草植物学特性

1．1．2 金鱼草生物学特性

1．1．3 金鱼草分布与种类

1．1．4 金鱼草应用价值

1．2 观赏花卉营养元素研究概述

1．2．1 营养元素对生长发育的影响

1．2．2 营养元素对花芽分化的影响

1．3 金鱼草基因工程研究进展

1．3．1 金鱼草再生体系建立

1．3．2 金鱼草遗传转化体系的研究

1．4 IPT基因研究进展

1．5 本研究的目的和意义

2 金鱼草养分吸收积累规律的比较研究

2．1 材料与方法

2．1．1 试验材料

2．1．2 试验方法

2．1．3 数据处理

2．2 结果与分析

2．2．1 温度和光照对金鱼草种子萌发的影响

2．2．2 不同生育阶段金鱼草养分吸收积累规律的测定与分析

2．3 本章小结

3 金鱼草组织培养再生体系的优化

3．1 材料与方法

3．1．1 试验材料

3．1．2 试验方法

3．2 数据分析方法

3．3 结果与分析

3．3．1 不同消毒时间对种子消毒及萌发状况的影响

3．3．2 不同激素浓度对下胚轴和子叶分化的影响

3．3．3 不同激素浓度对茎段和叶片分化的影响

3．3．4 壮苗培养

3．3．5 不同培养基对生根的影响

3．3．6 炼苗和移栽

3．4 本章小结

4 金鱼草遗传转化技术的探讨

4．1 材料与方法

4．1．1 试验材料

4．1．2 遗传转化体系建立的方法

4．2 结果与分析

4．2．1 潮霉素对下胚轴分化率的影响

4．2．2 潮霉素对金鱼草组培苗生根的影响

4．2．3 不同浓度头孢霉素对下胚轴脱菌的影响

4．2．4 预培养时间的确定

4．2．5 农杆菌侵染时间的确定

4．2．6 共培养时间的确定

4．3 本章小结

5 讨论

5．1 金鱼草生育期内养分含量

5．2 金鱼草组培再生体系的建立

5．2．1 不同消毒剂对种子消毒的影响

5．2．2 选取不同的外植体对分化诱导的影响

5．2．3 ZT对外植体离体培养的影响

5．2．4 生根培养基的筛选

5．3 金鱼草遗传转化体系的建立

5．3．1 预培养对遗传转化的影响

5．3．2 菌液浓度及侵染时间对遗传转化的影响

5．3．3 抗生素对遗传转化的影响

结论

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

声明