铜离子和烯效唑配比对粳稻成熟胚培养及生理生化的影响

摘要

组织培养能力的高低是影响水稻遗传转化发展的重要因素，在培养基中单独添加适宜浓度的铜离子和烯效唑均可以改善愈伤组织的生理生化特性，从而提高愈伤组织的再生能力。本试验在前人研究基础上，以黑龙江省主栽粳稻空育131、龙粳24和东农425的成熟胚为试验材料，研究不同浓度铜离子和烯效唑以及两者配比对粳稻成熟胚离体培养的影响，并对不同浓度铜离子和烯效唑配比处理下的愈伤组织及再生苗生理生化特性进行研究，探讨出最适宜铜离子和烯效唑的浓度配比，阐明粳稻愈伤组织诱导再分化的影响因子，以期提高粳稻成熟胚组织培养的诱导和分化能力，优化粳稻组织培养体系，进一步为粳稻遗传转化研究奠定基础。本研究结果如下: 1.在一定范围内，随着铜离子浓度升高，愈伤组织诱导率和绿苗分化率呈上升趋势，达到一定浓度后促进作用减弱。3个品种在铜离子浓度为15.0μmol/L时，愈伤组织诱导率达到最高;空育131和东农425在铜离子浓度为15.0μmol/L，龙粳24在浓度为10.0μmol/L时的绿苗分化率达到最高。 2.在一定范围内，随着烯效唑浓度升高，愈伤组织诱导率和绿苗分化率呈上升趋势，达到一定浓度后促进作用减弱。空育131和东农425在烯效唑浓度为0.50 mg/L、龙粳24在浓度为1.00 mg/L时，愈伤组织的诱导率和绿苗分化率最高。 3.不同浓度铜离子和烯效唑配比处理下，3个品种的愈伤组织诱导率和绿苗分化率均高于对照。空育131在铜离子浓度为20.0μmol/L且烯效唑浓度为1.0 mg/L（K6处理）时，愈伤组织的诱导率和绿苗分化率达到最高;龙粳24在铜离子浓度为20μmol/L且烯效唑浓度为1.0 mg/L（L6处理）时，愈伤组织诱导率达到最高，在铜离子浓度为15.0μmol/L且烯效唑浓度为1.0 mg/L（L4处理）时绿苗分化率达到最高;东农425在铜离子浓度为10.0μmol/L且烯效唑浓度为1.0 mg/L（D2处理）时愈伤组织诱导率达到最高，在铜离子浓度为15.0μmol/L且烯效唑浓度为0.5 mg/L（D3处理）时愈伤组织的绿苗分化率达到最高。 4.不同浓度铜离子和烯效唑配比处理下，3个品种的愈伤组织褐化率和相对生长量极显著低于对照。在试验浓度范围内，整体表现为:随着铜离子和烯效唑浓度的增加，褐化率和相对生长量分别呈下降趋势。在铜离子浓度为20.0μmol/L且烯效唑浓度为1.0 mg/L时，褐化率最低，同时相对生长量最小。 5.3个品种在不同浓度铜离子和烯效唑配比处理下愈伤组织的超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量在整个培养过程中高于对照，多酚氧化酶(PPO)活性在继代培养时低于对照、在分化培养时高于对照。 在继代培养中，3个品种的愈伤组织SOD活性呈“W”型的变化曲线;PPO活性、可溶性蛋白含量呈“低-高-低”的变化趋势;CAT活性呈先上升后下降的单峰曲线变化;POD活性呈现“高-低-高”的变化趋势;可溶性糖含量呈下降的趋势;东农425愈伤组织的MDA含量和空育131，龙粳24在K0、K1、L0、L1处理下的MDA含量呈“高-低-高”的变化趋势，其余处理下均呈双峰曲线变化趋势。3个品种愈伤组织分别在K6，L4和D3处理时，愈伤组织在继代初期的SOD、CAT活性和可溶性糖、可溶性蛋白含量最高，POD、PPO活性和MDA含量最低，且在继代时期愈伤组织中SOD、CAT活性和MDA、可溶性蛋白含量的变化量最大，POD、PPO活性和可溶性糖含量的变化量最小。 分化培养中，3个品种的愈伤组织SOD和PPO活性呈现先上升后降低的单峰曲线变化;POD活性呈“高-低-高”的变化趋势;CAT活性和可溶性糖含量呈双峰曲线的变化趋势;可溶性蛋白含量呈“低-高-低”的变化趋势;空育131和龙粳24愈伤组织的MDA含量呈双峰曲线的变化趋势，东农425呈先上升后下降的单峰曲线变化。3个品种的愈伤组织在K6、L4和D3处理时，愈伤组织在分化时期SOD活性和MDA含量的变化量最小，POD、CAT、PPO活性和可溶性糖、可溶性蛋白含量的变化量最大。 通过相关性分析发现，3个品种的愈伤组织诱导率分别与继代初期愈伤组织的POD和PPO活性显著或极显著负相关，与其他指标正相关。愈伤组织的褐化率与继代培养中POD、PPO活性和可溶性糖含量的变化量负相关，与其他指标的变化量正相关。愈伤组织绿苗分化率与分化培养中SOD活性和MDA含量的变化量显著或极显著负相关，与其他指标正相关。 6.3个品种在不同浓度铜离子和和烯效唑配比处理下的再生苗叶绿素a、b含量和根系活力均高于对照。在试验浓度范围内，3个品种的叶绿素含量在铜离子浓度为20.0μmol/L且烯效唑浓度为1.00 mg/L时达到最高;再生苗根系活力在铜离子浓度为20.0μmol/L且烯效唑浓度为0.50 mg/L时达到最高。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 研究的目的意义

1．2 金属元素在组织培养中的研究进展

1．2．1 金属元素对组织培养的影响

1．2．2 铜离子对组织培养的影响

1．3 植物激素在组织培养中的研究进展

1．3．1 植物激素及其生理作用

1．3．2 内外源激素对组织培养的影响

1．3．3 烯效唑对组织培养的影响

1．4 组织培养中愈伤组织生理生化特性变化的研究进展

1．4．1 抗氧化酶在组织培养中的特性变化

1．4．2 多酚氧化酶在组织培养中的特性变化

1．4．3 丙二醛在组织培养中的特性变化

1．4．4 渗透调节物质的在组织培养中的特性变化

2 材料与方法

2．1 供试材料

2．1．1 外植体材料

2．1．2 分析材料

2．2 试验设计

2．2．1 铜离子和烯效唑最适浓度的筛选

2．2．2 铜离子和烯效唑浓度配比对水稻成熟胚培养的影响

2．3 试验方法

2．3．1 水稻愈伤组织的诱导和继代

2．3．2 水稻愈伤组织的分化

2．3．3 培养基成分

2．4 生理指标的测定及计算方法

2．4．1 酶活性及可溶性蛋白、丙二醛含量的测定

2．4．2 可溶性糖含量的测定

2．4．3 再生苗叶绿素含量的测定

2．4．4 再生苗的根系活力测定

2．5 数据处理与分析

3 结果与分析

3．1 铜离子和烯效唑最适浓度的筛选

3．1．1 铜离子浓度对愈伤组织培养的影响

3．1．2 烯效唑浓度对愈伤组织培养的影响

3．2 铜离子和烯效唑配比对愈伤组织培养的影响

3．2．1 铜离子和烯效唑配比对愈伤组织诱导和分化的影响

3．2．2 铜离子和烯效唑配比对愈伤组织相对生长量的影响

3．3 铜离子和烯效唑配比对愈伤组织生理生化特性的影响

3．3．1 铜离子和烯效唑配比对愈伤组织抗氧化酶活性的影响

3．3．2 铜离子和烯效唑配比对愈伤组织多酚氧化酶活性的影响

3．3．3 铜离子和烯效唑配比对愈伤组织丙二醛含量的影响

3．3．4 铜离子和烯效唑配比对愈伤组织可溶性糖含量的影响

3．3．5 铜离子和烯效唑配比对愈伤组织可溶性蛋白含量的影响

3．4 愈伤组织诱导率、褐化率和绿苗分化率与生理生化指标的相关性分析

3．5 铜离子和烯效唑配比对再生幼苗的影响

3．5．1 铜离子和烯效唑配比对再生幼苗叶绿素含量的影响

3．5．2 铜离子和烯效唑配比对再生幼苗根系活力含量的影响

4 讨论

4．1 铜离子和烯效唑对粳稻成熟胚组织培养的影响

4．1．1 铜离子浓度对粳稻成熟胚组织培养的影响

4．1．2 烯效唑浓度对粳稻成熟胚组织培养的影响

4．1．3 铜离子和烯效唑配比对粳稻成熟胚组织培养的影响

4．2 铜离子和烯效唑配比对粳稻成熟胚愈伤组织生理生化特性的影响

4．2．1 铜离子和烯效唑配比对愈伤组织培养过程中几种酶活性的影响

4．2．2 铜离子和烯效唑配比对愈伤组织丙二醛含量的影响

4．2．3 铜离子和烯效唑配比对愈伤组织可溶性糖和可溶性蛋白含量的影响

4．3 铜离子和烯效唑配比对粳稻成熟胚愈伤组织再生植株的影响

5 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文