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花烛体细胞胚胎发生及相关生理生化研究

作　者: 辛伟杰
导　师: 王广东；郭维明
学　校: 南京农业大学
专　业: 园林植物与观赏园艺
关键词: 花烛(Anthurium andraeanum Lind.) 体细胞胚胎发生植株再生组织学超微结构生理生化
分类号: S682.14
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

花烛（Anthurium andraeanum Lind.）以其特有的绚丽多彩的佛焰苞，配以艳丽的肉穗花序，加之花期较长，已成为天南星科较受欢迎的观赏植物。花烛繁殖最早主要利用实生繁殖和分株繁殖，但由于种子数量少，且需随采随播，目前主要用于育种工作；而分株法繁殖速度较慢，已远不能满足市场对花烛种苗的大量需求，因此种苗生产受到一定限制。而组织培养已成为种苗生产的主要方式。通过器官发生途径获得再生植株并进行快速繁殖已成为一种较有效的繁殖方式，但仍存在外植体诱导愈伤组织周期较长，获得无菌苗速度较慢，且无菌苗长期连续增殖极易发生退化和变异等缺点。而通过体细胞胚胎发生途径再生植株在繁殖率、遗传稳定性等方面均具有许多优势，如体胚数量多，繁殖速度快，遗传性稳定等。目前国内外关于花烛体细胞胚胎发生研究的仅有零星报道，且报道仅限于体胚诱导技术的研究，未对体胚发育及萌发进行系统研究。本研究在前人报道的基础上，对影响花烛体细胞胚胎发生的内外因素、组织结构、超微结构以及相关生理生化进行了研究，研究结果如下：1．花烛胚性愈伤组织及胚性结构诱导适宜培养基为改良MS+2，4-D2.0-3.0mg·L^-1+KT 0.5 mg·L^-1+蔗糖2％+葡萄糖1％，pH值5.5，暗培养40d，诱导率可达90.3％；体胚发育适宜培养基为改良MS+6-BA 0.5 mg·L^-1+蔗糖3％，光强20μmol·m^-2·s^-1，培养20d后体胚萌发率达62.9％；萌发的体胚在发育培养基上继续培养30d后均能发育成完整植株。将外植体接种于含有TDZ的培养基上预培养，可以有效的抑制外植体的黄化；TDZ浓度为0.4 mg·L^-1时，叶片和叶柄的胚性愈伤组织诱导率均高于其他处理。体胚发育过程中，液体培养发育较慢且体胚萌发率较低，因此固体培养较液体培养更适宜花烛体胚的发育。2．花烛不同外植体的体胚发生也存在显著差异，叶片较适宜作为花烛体细胞胚胎发生的外植体。5个花烛品种体细胞胚胎发生的基因型差异比较表明，花烛胚性愈伤组织诱导的基因型差异较大。3．对花烛体胚发生不同阶段培养物的切片观察表明，胚性愈伤组织是从外植体的表层或近表层产生，胚性细胞团核大、细胞质浓厚、染色深，胚性细胞团分裂形成多细胞原胚，随后逐渐出现两端分化的球形胚，球形胚进行横向与纵向分裂并逐渐与母体分离形成盾形胚，最后发育成熟形成完整植株。扫描电镜观察表明非胚性愈伤组织和胚性愈伤组织在表面结构上存在着明显的差异。胚性愈伤组织细胞体积较小，大小均一，多以细胞团形式存在，呈球形；非胚性愈伤组织细胞体积较大，不易成团，细胞之间孔隙较多。其中一些细胞形成体胚的原始细胞，依次经历球形胚、盾形胚和成熟胚发育成完整植株。组织结构及扫描电镜的观察表明了花烛体胚发育过程类似于单子叶植物合子胚的发育过程。4在花烛体胚发生过程中，SOD、POD和CAT的三种抗氧化酶活性变化与胚性愈伤组织的诱导及体胚的发育密切相关。在胚性细胞形成及发育前期，SOD、POD这两种酶相互配合促进胚性细胞的发育；在体胚发育的后期，即球形胚以后，CAT活性逐渐升高，促进了体胚的后期发育。可溶性糖和可溶性蛋白质累积变化为花烛体胚发生提供物质和能量保证。

全文目录

摘要  7-9
ABSTRACT  9-11
第一部分文献综述  11-26
  1 花烛的形态特征及生物学特性  12
  2 通过器官发生途径的花烛组织培养研究概况  12-13
  3 植物体细胞胚胎发生的特点、意义及发生途径  13-14
  4 植物体细胞胚胎发生机理及相关研究进展  14-21
    4.1 影响植物体细胞胚胎发生的因素  15-19
      4.1.1 供体植物的基因型  15
      4.1.2 外植体的发育和生理状态  15
      4.1.3 植物激素及生长调节剂  15-17
      4.1.4 培养基成分  17-18
      4.1.5 其他影响因素  18-19
    4.2 体细胞胚胎发生的细胞学研究  19-20
      4.2.1 体细胞胚胎发生的细胞学过程  19
      4.2.2 体细胞胚胎发生的超微结构变化  19-20
    4.3 体细胞胚胎发生的生理生化研究  20-21
      4.3.1 体细胞胚胎发生中的酶代谢动态  20-21
      4.3.2 体细胞胚胎发生中蛋白质代谢动态  21
  5 花烛属植物体细胞胚胎发生的研究现状  21-26
    5.1 影响花烛体胚发生的因素  22-23
      5.1.1 基因型及外植体的类型  22
      5.1.2 激素及生长调节剂种类及浓度  22-23
      5.1.3 碳源  23
    5.2 花烛属植物体细胞胚胎发生的形态学和组织学研究  23-24
      5.2.1 花烛属植物体细胞胚胎发生的形态学研究  23
      5.2.2 花烛体细胞胚胎发生的组织学研究  23-24
    5.3 花烛体细胞胚胎发生的应用前景  24-26
      5.3.1 制成人工种子  24
      5.3.2 遗传转化和种质保存  24-26
第二部分试验研究  26-53
  第一章花烛体细胞胚胎发生及植株再生研究  26-39
    1 材料与方法  27-28
      1.1 试验材料  27
      1.2 试验方法  27-28
        1.2.1 胚性愈伤组织及胚性结构诱导  27
        1.2.2 花烛体胚发育及成熟萌发的研究  27-28
    2 结果与分析  28-34
      2.1 胚性愈伤组织及胚性结构诱导  28-31
        2.1.1 不同外植体胚性愈伤组织及胚性结构诱导的差异比较  28-29
        2.1.2 不同植物生长调节剂处理对花烛叶片胚性愈伤组织诱导的影响  29-30
        2.1.3 不同基因型叶片胚性愈伤组织诱导的差异  30
        2.1.4 TDZ预培养对胚性愈伤组织诱导的影响  30-31
      2.2 花烛体胚发育及成熟萌发的研究  31-34
        2.2.1 不同植物生长调节剂对体胚发育及萌发的影响  31-32
        2.2.2 不同碳源对体胚发育及萌发的影响  32-33
        2.2.3 液体培养对体胚发育及萌发的影响  33-34
    3 讨论  34-37
    4 结论  37-38
    图版  38-39
  第二章花烛体细胞胚胎发生过程中的组织结构及超微结构研究  39-47
    1 材料与方法  39-40
      1.1 试验材料  39-40
      1.2 试验方法  40
    2 结果与分析  40-41
      2.1 花烛体细胞胚胎发生的组织学研究  40-41
        2.1.1 花烛愈伤组织的形态学变化  40
        2.1.2 花烛体细胞胚胎发生和发育过程的组织学观察  40-41
      2.2 花烛体细胞胚胎发生的超微结构观察  41
    3 讨论  41-43
    4 结论  43-44
    图版  44-47
  第三章花烛体细胞胚胎发生的生理生化初步研究  47-53
    1 材料与方法  48
      1.1 试验材料  48
      1.2 试验方法  48
        1.2.1 酶液制备及酶活性测定  48
        1.2.2 可溶性蛋白提取及含量测定  48
        1.2.3 可溶性糖提取及含量测定  48
    2 结果与分析  48-51
      2.1 花烛体胚发生过程中三种抗氧化酶(SOD、CAT、POD)活性变化  48-50
      2.2 花烛体细胞胚胎发生过程中的可溶性蛋白质含量变化  50
      2.3 花烛体细胞胚胎发生过程中的可溶性糖含量变化  50-51
    3 讨论  51-52
    4 结论  52-53
全文结论  53-54
参考文献  54-63
致谢  63

花烛体细胞胚胎发生及相关生理生化研究

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