金发草(Pogonatherum paniceum)体细胞胚发生与器官发生的激素调控

金发草(Pogonatherum paniceum)体细胞胚发生与器官发生的激素调控

论文摘要

金发草[Pogonatherum paniceum(Lam.)Hack]是一种我国本土栖息的多年生岩生草本植物,其耐旱耐瘠的特性及株型优美的外观,使其在生态恢复和生态景观建设中极具开发应用价值。然而,金发草种子很小,幼苗抗逆性较差,不易成苗,影响了其在生态工程上的应用。本研究通过组织培养技术获得金发草植株高频再生,并建立了人工种子包裹体系,成功地解决了这一问题。在组织培养体系建立的基础上,对激素对金发草体外再生途径的调控进行了研究。并研究了金发草愈伤组织对PEG胁迫的耐受能力,为利用体细胞无性系突变进行育种奠定了基础。在含有1 mg·L-1 2,4-D,2 mg·L-1NAA和0.2mg·L-1 BAP的MS培养基上,以金发草的成熟种子、小苗、幼叶和茎段为外植体诱导获得愈伤组织。其中以成熟种子的愈伤组织诱导率和再生率为最高。金发草不同的外植体在诱导培养基上诱导产生愈伤组织,转移到分化培养基上后,所有愈伤组织块均可产生大量植株。一颗种子作为外植体,一年内可获得近70,000棵小苗。由愈伤组织再生的芽可以用3%的海藻酸钠和1%活性炭的混合物进行包裹形成人工种子,在无菌条件和有菌条件下都获得了很高的转换成活率。不同类型和不同浓度的生长素诱导了四种不同的愈伤组织类型。高浓度的2,4-D诱导了胚性愈伤组织(类型Ⅰ),而低浓度的2,4-D和所有浓度的NAA诱导了器官性愈伤组织(类型Ⅳ)并直接在原培养基上发育成从生芽。中间浓度的2,4-D或2,4-D与NAA的混合物诱导了一种中间型的愈伤组织(类型Ⅲ),这种愈伤组织既含有体胚发生也含有器官发生。在诱导类型Ⅰ、Ⅲ的过程中会获的无任何再生能力的愈伤组织(类型Ⅱ)。类型Ⅰ、Ⅲ能在没有激素的MS培养基上直接再生。细胞分裂素BAP诱导直接的器官发生。由2,4-D、NAA、BAP诱导的不定芽在含有0.5 mg·L-1 NAA的培养基上生根。在静置液体培养和振荡液体培养方式下,研究了聚乙二醇(PEG)胁迫对金发草愈伤组织的再生能力和游离脯氨酸(F-Pro)积累的影响。发现金发草愈伤组织具有一定的耐PEG胁迫能力,培养方式与PEG胁迫对其再生抑制上存在时间与程度两个方面的表现。振荡培养方式主要表现为延迟再生时间,而PEG胁迫则主要表现为降低再生频率。两种培养方式都能使愈伤组织在PEG胁迫下发生F-Pro积累,F-Pro含量随PEG浓度的增加和培养时间的增长而升高。去胁迫后,大部分愈伤组织都能够恢复再生能力,F-Pro可能在抑制和恢复过程中作用较复杂。因此,在利用愈伤组织筛选抗旱植株时,PEG浓度应在300 g·L-1以上,处理时间3周以上,静置培养更有利于抗旱突变体的筛选。

论文目录

  • 摘要
  • 英文摘要
  • 第一章 金发草组织培养体系的建立与人工种子的研制
  • 摘要
  • 前言
  • 1 材料与方法
  • 1.1 无菌材料获得和外植体选择
  • 1.2 培养基与培养条件
  • 1.3 人工种子的包裹
  • 1.4 数据统计
  • 2 结果
  • 2.1 无菌苗的培养
  • 2.2 愈伤组织的诱导与继代
  • 2.3 愈伤组织的分化与再生
  • 2.4 繁殖能力分析
  • 2.5 离体快速繁殖
  • 2.6 人工种子的芽萌发与转化成苗
  • 3 讨论
  • 4 小结
  • 参考文献
  • 第二章 金发草体细胞胚发生与器官发生的激素调控
  • 摘要
  • 前言
  • 1 材料与方法
  • 1.1 植物材料
  • 1.2 培养基和诱导
  • 1.3 植株再生
  • 1.4 培养条件
  • 1.5 组织学观察
  • 1.6 数据分析
  • 2 结果
  • 2.1 愈伤组织诱导和增殖
  • 2.2 2,4-D对体外发生途径和愈伤组织类型的影响
  • 2.3 NAA对间接丛生芽形成的影响
  • 2.4 2,4-D和NAA的混合物对体外发生途径的影响
  • 2.5 BAP对直接器官发生的影响
  • 2.6 植株再生和生根
  • 3 讨论
  • 4 小结
  • 参考文献
  • 第三章 PEG胁迫对不同培养方式下金发草愈伤组织再生能力的影响
  • 摘要
  • 前言
  • 1 材料与方法
  • 1.1 愈伤组织的诱导与增殖培养
  • 1.2 两种分化培养方式
  • 1.3 游离脯氨酸的测定
  • 1.4 数据处理
  • 2 结果与分析
  • 2.1 不同培养方式下PEG胁迫对再生能力的影响
  • 2.2 F-Pro的积累
  • 2.3 F-Pro含量与再生频率的相关性分析
  • 3 讨论
  • 4 小结
  • 参考文献
  • 结论
  • 第四章 文献综述 禾本科植物组织培养中的体细胞胚发生与器官发生:应用与调控
  • 1 禾本科植物的器官发生与体细胞胚发生
  • 2 快速繁殖与植物脱毒
  • 3 种质保存与人工种子
  • 4 体细胞无性系变异育种
  • 5 遗传转化
  • 6 激素对两种发生方式的调控
  • 7 调控体细胞胚发生的基因
  • 8 与器官发生的有关基因
  • 参考文献
  • 在读期间科研成果简介
  • 致谢
  • 相关论文文献

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