石蒜离体再生体系优化及花器官愈伤组织诱导初探

摘要

石蒜属（Lycoris）植物是原产我国的多年生球根花卉资源。石蒜花色艳丽，花姿婀娜，具有极高的观赏价值。但由于石蒜鳞茎发育周期长、自然繁殖率低等限制因素，石蒜自然成球量无法满足产业化需求，而组织培养方式则是解决该问题一条有效途径。
　　 我国对石蒜属植物组织培养的研究已近20年，但研究成果仍未得到商业化运用，究其原因有三:褐化率、污染率高，鳞茎增殖率低。鉴于此，本研究认为有必要在前人研究的基础上对石蒜离体再生体系作进一步优化，同时探索不同外植体的再生效果，以丰富离体再生途径。
　　 本文通过比较石蒜鳞茎不同部位物理、化学方法的消毒效果，以确定降低石蒜初代污染率的材料及消毒方法;通过施用不同浓度的激素处理诱导不定芽，并促使芽增殖，以获得提高不定芽增殖的最佳激素浓度条件;为优化初代培养条件，试验研究了向培养基中添加防褐化剂后的鳞片褐化情况，并从生理、生化角度探讨了与褐化相关的物质、酶活性变化规律;同时，本试验首次以石蒜花器官为外植体，尝试通过愈伤组织途径实现离体再生，并通过SEM，TEM技术对诱导出的愈伤组织进行观察和分类。
　　 本试验优化了不定芽诱导和增殖培养条件，为石蒜离体再生体系的建立提供实验依据。并通过花器官诱导愈伤组织，为石蒜离体再生途径的拓展与转基因研究提供理论依据。主要研究结果如下:
　　 1、石蒜不定芽诱导条件
　　 采用石蒜鳞片不同部位作外植体，在MS+BA4.0mg/L，NAA2.0mg/L与BA8.0mg/L，NAA1.0mg/L的培养基组合中获不定芽最高诱导率为35％。
　　 2、石蒜不定芽增殖培养条件
　　 以丛生不定芽为外植体，在MS+BA8.0mg/L与NAA2.0mg/L的激素组合中不定芽增殖率最高，达550.00％。9种激素配比实验结果表明，NAA在0.2、1.0、2.0mg/L的浓度下，芽增殖率与BA浓度成正相关;而BA在2.0、4.0、8.0mg/L的浓度下，芽增殖率与NAA浓度成正相关。
　　 3、鳞茎外植体消毒方法
　　 比较采用化学、物理手段消毒石蒜鳞茎外植体的效果，75％酒精浸泡30秒，0.1％ HgCl2浸泡10分钟消毒效果最佳，最低污染率达16.67％。
　　 4、降低鳞片褐化发生研究
　　 比较试验所用的两种吸附剂的褐变控制效果，PVP添加浓度为3000mg/L的防褐化效果优于5000mg/L活性炭。比较3种褐变抑制剂的作用效果，中、高浓度的维生素C褐变控制效果好;柠檬酸不宜作褐变控制剂。
　　 5、鳞片褐化的生理生化变化
　　 研究褐变与总酚含量、酶活性的关系。总酚含量的变化与褐变不相关，但与SOD活性变化趋势相同，与POD活性变化趋势呈一定负相关。CAT活性与外植体褐变趋势相同，随褐变出现其活性增大。当总酚含量达最高值时，CAT活性表现为急剧下降，之后随着褐化程度加重，CAT活性增大。
　　 6、不同石蒜花器官愈伤组织诱导能力
　　 不同花器官及激素配比对石蒜愈伤诱导率影响不同:培养一个月，花丝愈伤诱导率最高，达39.49％;继代3个月后，花丝、花药、雌蕊褐变死亡;在BA浓度2mg/L及2，4-D浓度1.5，2.0 mg/L的培养基中，花梗、子房可产生3种类型愈伤组织，最高愈伤诱导率达88.89％。根据试验结果认为，石蒜花梗可作为诱导愈伤组织的外植体。
　　 7、愈伤组织形态结构观察
　　 对三种类型愈伤组织进行解剖镜及SEM，TEM观察试验，并根据愈伤组织的色泽、质地、细胞形态结构，认为黄色水渍状愈伤组织可能为石蒜胚性愈伤组织。

目录

声明

摘要

前言

1 石蒜属植物组织培养研究进展

1．1 石蒜属植物组培快繁研究意义及研究概况

1．2 石蒜属等球根植物组培褐变防治研究进展

1．2．1 褐变的定义

1．2．2 酶促褐变的反应机理

1．2．3 影响褐变的因素

1．2．4 褐变防治机理的研究

1．2．5 石蒜属植物褐变防治的研究

1．3 降低组织培养污染率的研究进展

1．3．1 球根植物组织培养消毒方法研究

1．3．2 石蒜属植物组织培养消毒方法研究

1．4 提高组培鳞茎诱导率的研究进展

1．4．1 不同外植体对鳞茎诱导的影响

1．4．2 不同外植体诱导愈伤组织的研究

1．4．3 激素种类及浓度对鳞茎生长的影响

1．4．4 其他因素对鳞茎生长的影响

1．5 鳞茎植物组织细胞学研究进展

1．5．1 鳞茎植物胚性细胞诱导研究

1．5．2 球根植物胚性细胞的组织细胞学研究

1．5．3 石蒜属植物愈伤组织诱导的研究

1．6 石蒜属植物组织培养亟待解决的问题

2 石蒜离体鳞茎再生体系构建与培养条件优化

2．1 外植体选择与消毒方法比较

2．1．1 试验材料

2．1．2 试验方法

2．1．3 结果与分析

2．1．4 讨论

2．2 不定芽诱导条件控制

2．2．1 试验材料

2．2．2 试验方法

2．2．3 结果与分析

2．2．4 讨论

2．3 不定芽增殖条件控制

2．3．1 试验材料

2．3．2 试验方法

2．3．3 结果与分析

2．3．4 讨论

3 石蒜外植体防褐化方法及相关酶活性变化研究

3．1 防褐化添加剂对鳞片褐变防治效果的研究

3．1．1 试验材料

3．1．2 试验方法

3．1．3 结果与分析

3．1．4 讨论

3．2 防褐化添加剂对石蒜外植体生理、生化性状的影响

3．2．1 试验材料

3．2．2 试验方法

3．2．3 防褐化添加物对石蒜鳞茎褐化的防治效果

3．2．4 鳞茎外植体总酚含量随培养时间的变化

3．2．5 防褐化添加剂对石蒜外植体过氧化酶活性的影响

3．2．6 讨论

4 石蒜花器官愈伤组织诱导及亚显微观察

4．1 花器官愈伤组织诱导

4．1．1 实验材料

4．1．2 实验方法

4．1．3 结果与分析

4．1．4 讨论

4．2 愈伤组织的显微观察

4．2．1 试验材料

4．2．2 试验方法

4．2．3 结果与分析

4．2．4 讨论

5 小结

5．1 主要实验结果

5．1．1 石蒜不定芽诱导最佳培养基

5．1．2 石蒜不定芽增殖培养激素条件

5．1．3 外植体消毒方法

5．1．4 褐变防治方法

5．1．5 总酚含量与褐变及保护酶的关系

5．1．6 不同石蒜花器官愈伤组织诱导能力

5．1．7 愈伤组织形态结构观察

5．2 本文的不足与研究展望

参考文献

致谢

作者简历