刺五加体细胞胚的重复发生和抗氧化酶活性研究

论文摘要

刺五加（Eleutherococcus senticosus Maxim）为五加科多年生落叶灌木，主要分布于我国东北，俄罗斯远东、朝鲜、日本，多生于海拔400～1，600m的针阔混交林下。刺五加历来为我国医药珍品，根、茎、叶均可入药，其产品在国内外享有盛誉。本研究在组织培养的基础上首次从不添加任何植物激素的培养基中诱导出刺五加胚性愈伤组织，并通过生物反应器培养出刺五加幼植物体；从完整刺五加植株上直接诱导得到刺五加胚性愈伤组织；研究两种方法下通过诱导胚性细胞形成体细胞胚的过程中抗氧化酶活性的变化，为选择刺五加快速优良繁殖条件的研究提供了基础资料。本论文得出的主要结果如下：以悬浮培养韩国刺五加体细胞胚发育而来的再生植株作为实验材料，在进行胚性愈伤组织的诱导条件选择中得出：添加1.0mg9L-1GA3的固体培养基比不加任何植物生长调节物质固体培养基中的胚性愈伤组织诱导率高；添加1.0mg·L-12，4-D的固体和液体培养基均适于胚性愈伤组织的增殖，胚性愈伤组织转到不加植物激素的培养基后，液体培养基中形成的体胚数量、胚性愈伤组织诱导率和次生胚发生率比固体培养基要高，而后期的植株再生率及土壤移栽成活率都是固体培养基高于液体培养基。以中国刺五加种子为实验材料，通过胁迫处理在不添加任何植物激素的培养里诱导刺五加体胚的形成。研究结果表明：低温胁迫处理刺五加种子可以打破种子的形态休眠和生理休眠，促使种子发芽：在不添加任何植物激素的培养基中诱导刺五加体胚形成，其中，1／3MS+3％蔗糖的培养基搭配有利于液体培养的刺五加体胚增值，1／3MS+1.0％蔗糖的培养基搭配有利于固体培养的刺五加体胚增值；在进行体细胞胚增殖时，体细胞胚继代三周后表面开始形成很多次生胚，对刺五加次生胚进行细胞学观察，发现刺五加次生胚与母体只是粘贴在一起；刺五加体胚需在液体培养基中培养一段时间形成幼植物体，实验表明可以通过生物反应器培养大量的刺五加幼植物体，然后转入固体培养基中形成完整植株，因此可以通过生物反应器培养进行规模化生产。以中国刺五加和韩国刺五加的体细胞胚为材料诱导次生胚重复发生，在两种次生胚发生培养过程中的每周取样，共取四周，分别测定SOD、POD和CAT3种抗氧化酶活性的变化情况，以探讨次生胚发生过程中氧自由基代谢水平的变化，对测定结果进行比较，表明：在两种刺五加次生胚发生过程中，SOD活性变化趋势与POD和CAT活性的变化趋势正好相反，从而使次生胚发生过程中的活性氧处于动态平衡状态。两种刺五加次生胚发生过程中，中国刺五加次生胚发生中的3种抗氧化酶活性普遍高于韩国刺五加的，这说明中国刺五加体胚在生物反应器培养中受到剪切力的作用，从而使3种抗氧化酶活性升高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 体细胞胚发生
• 1.1.1 植物体细胞胚发生的定义及特点
• 1.1.2 体细胞胚的发生途径
• 1.1.3 次生胚发生
• 1.1.4 连体胚现象
• 1.1.5 体细胞胚的研究进展及应用
• 1.2 体细胞胚发生的影响因子
• 1.2.1 内源激素
• 1.2.2 生长素
• 1.2.3 赤霉素
• 1.2.4 胁迫
• 1.3 体细胞胚的生物反应器培养
• 1.3.1 生物反应器的基本概念
• 1.3.2 生物反应器繁殖体细胞胚的原理
• 1.3.3 药用植物生物反应器的特殊意义
• 1.3.4 生物反应器的研究进展及应用
• 1.4 体细胞胚发生过程中抗氧化酶活性的变化
• 1.4.1 活性氧的概念
• 1.4.2 体细胞胚发生中抗氧化酶系统活力变化
• 1.4.3 抗氧化酶活性与植物体细胞胚发生
• 1.5 刺五加的研究进展
• 1.5.1 刺五加体细胞胚的研究现状
• 1.5.2 本研究的目的及意义
• 2 刺五加体细胞胚间接诱导和次生胚重复发生
• 2.1 实验器具与试剂
• 2.1.1 实验器具
• 2.1.2 实验试剂
• 2.2 实验材料
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 胚性愈伤组织的诱导
• 2.3.2 胚性愈伤组织的增殖
• 2.3.3 体细胞胚的形成和次生胚重复发生
• 2.3.4 植株再生和土壤移栽
• 2.4 结果与分析
• 2.4.1 胚性愈伤组织的诱导与增殖
• 2.4.2 体细胞胚的形成和次生胚重复发生
• 2.4.3 植株再生和土壤移栽
• 2.5 讨论
• 2.6 本章小结
• 3 刺五加体细胞胚直接诱导和次生胚重复发生
• 3.1 实验器具与试剂
• 3.1.1 实验器具
• 3.1.2 实验试剂
• 3.2 实验材料
• 3.3 实验步骤
• 3.3.1 体细胞胚的诱导
• 3.3.2 体细胞胚的增殖
• 3.3.3 次生胚的重复发生
• 3.3.4 体细胞胚的发芽和成熟
• 3.3.5 体细胞胚生物反应器培养
• 3.3.6 培养条件和数据统计
• 3.3.7 次生胚的细胞学观察
• 3.4 结果与分析
• 3.4.1 胁迫处理对刺五加体胚形成的影响
• 3.4.2 含不同培养基成分的固、液培养基对刺五加体胚增殖的影响
• 3.4.3 不添加任何植物激素的培养基对次生胚诱导的影响
• 3.4.4 次生胚的细胞学观察
• 3.4.5 体细胞胚的发芽和成熟
• 3.4.6 体细胞胚生物反应器培养
• 3.5 讨论
• 3.6 本章小结
• 4 两种刺五加体细胞胚的抗氧化酶活性比较
• 4.1 实验器具与试剂
• 4.1.1 实验器具
• 4.1.2 实验试剂
• 4.2 实验材料
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 超氧化物歧化酶（SOD）活性测定
• 4.3.2 过氧化物酶（POD）活性测定
• 4.3.3 过氧化氢酶（CAT）活性测定
• 4.3.4 培养条件和数据统计
• 4.4 结果与分析
• 4.4.1 两种刺五加次生胚发生过程中SOD活性的变化
• 4.4.2 两种刺五加次生胚发生过程中POD活性的变化
• 4.4.3 两种刺五加次生胚发生过程中CAT活性的变化
• 4.5 讨论
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 图版
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢