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芸芥（Eruca Sativa Mill）发状根愈伤组织诱导及发状根次生代谢物的分析

作　者: 蒲帆
导　师: 王新宇
学　校: 兰州大学
专　业: 细胞生物学
关键词: 芸芥发状根次生代谢物硫苷
分类号: S565.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

芸芥（Eruca Sativa Mill）是十字花科芝麻菜属的一个种,是迄今为止人们发现的最为抗旱、耐瘠薄的十字花科油料作物。与其它十字花科植物一样,芸芥中含有一种叫做硫苷（glucosinolate）的次生代谢物,该物质在芥子酶等（myrosinase）的作用下,会发生降解并生成具有抗癌作用的异硫氰酸盐（isothiocyanates,简称ITCs）,因此,芸芥不仅是十字花科油料作物进行硫苷和遗传育种研究的重要基因资源,而且还可被作为研究植物抗旱、抗病等机理的模式作物。发状根（hairy roots）是植物受伤部位受发根农杆菌感染（Agrobateriumrhizogenes）后被诱导产生的一种根状器官。在体外培养的条件下,发状根可以被诱导产生愈伤组织,进而分化形成完整的植株。可能得到一些具有优良性状的新植物。本研究的目的就是利用我师兄武振华硕士已建立起的芸芥发状根培养系,建立一个植物再生系统。同时,研究了包括培养基,氯化镉和水杨酸等的多种因素对发状根系生物量和硫苷含量的影响。主要研究结果如下:1)对5个不同芸芥发状根系（C1-C5）进行形态学观察发现,在1/2MS固体或液体培养条件下,C1系的生物量积累、主根长、一级分枝数和二级分枝数均为最大值。2)在1/2MS液体培养基中培养15天后的,C1的生物量（0.3478g.FW/瓶）高于C5的生物量（0.2348g.FW/瓶）;在Roser Tolra（2006）的液体培养基中培养15天后,C1的生物量（0.1852g.FW/瓶）略低于C5的生物量（0.1895g.FW/瓶）。在Roser Tolra的液体培养基中添加氯化镉或水杨酸后,C1和C5系的生物量随氯化镉或水杨酸浓度升高呈降低的趋势。而在1/2MS液体培养基添加水杨酸后,随着添加水杨酸浓度的升高,C1和C5系的生物量呈降低的趋势。3)硫脲紫外法测得,在1/2 MS液体培养基中培养15天后,C1和C5系中硫苷含量分别为3.853 mg/g.FW和1.902 mg/g.FW,分别约为野生根硫苷含量（4.706 mg/g.FW）的81.8%和40.4%,分别为野生叶中硫苷含量（4.536mg/g.FW）的84.9%和41.9%。在Roser Tolra液体培养基中培养相同时间后,C1和C5系中硫苷含量分别为3.799 mg/g.FW和1.773 mg/g.FW,明显地低于在1/2 MS液体培养基中的硫苷含量。在添加了CdCl₂（50、100μm）的Roser Tolra液体培养基中培养15天后,C1系中的硫苷含量（4.177mg/g.FW和6.851mg/g.FW）均高于C5系中的硫苷含量（2.812 mg/g.FW和4.261mg/g.FW）,且当CdCl₂浓度为100μm时,C1中的硫苷含量为最高（6.851mg/g.FW）。在添加了水杨酸（0.5、2和4μM）的Roser Tolra液体培养基中培养15天后,C1系中的硫苷含量为2.178、1.216和0.304 mg/g.FW;C5系中的硫苷含量为4.710、2.330和0.557 mg/g.FW。在添加了水杨酸（0.5、2和4μM）的1/2MS培养基中培养15天后,C1系中的硫苷含量为2.182、1.236和0.312mg/g.FW;C5系中的硫苷含量为4.710、2.331和0.569 mg/g.FW。C1和C5系在含水杨酸的1/2MS培养基中比在含水杨酸的Roser Tolra培养基中的硫苷含量略高,且硫苷含量随着水杨酸浓度的升高而呈下降趋势。当培养基为1/2MS培养基,水杨酸浓度为0.5μM时,C1、C5系中的硫苷含量最高（4.710 mg/g.FW）。4)芸芥发状根在含1.0-2.0 ml/1 NAA+0.1-0.5 ml/1 6-BA的MS培养基上都能形成愈伤组织,诱导率均为100%.在含0.1-1.5ml/l 2,4-D的MS培养基上可形成颗粒状的胚性愈伤组织,且随2,4-D浓度升高,愈伤组织颜色由淡黄色逐渐加深为黄色,愈伤组织块逐渐增大。

全文目录

中文摘要  4-6
Abstract  6-9
目录  9-11
前言  11-24
  一、发状根的研究现状  11-19
    1.发根农杆菌的生理学基础  11-12
    2.发根农杆菌的转染方法  12
    3.植物次生代谢产物工业化生产的研究现状  12-13
    4.物理化学条件对发状根中次生代谢产物含量的影响  13-19
  二、药用植物组织及细胞培养的研究概况  19-24
材料与方法  24-27
  一.实验材料  24-25
    1.植物材料  24
    2.化学试剂  24
    3.各种溶液的配制  24
    4.粗芥子酶的制备  24-25
    5.仪器设备  25
  二.实验方法  25-27
    1.芸芥发状根形态学观察  25
    2.芸芥发状根中硫苷含量的测定  25-26
    3.芸芥发状根愈伤组织的诱导  26-27
结果与讨论  27-42
  一.芸芥发状根形态学观察  27-30
  二.芸芥发状根中硫苷含量的测定  30-39
    1.不同浓度的粗芥子酶对酶解反应的影响  30-31
    2.芸芥种子、野生根、野生叶和发状根中硫苷含量的测定及比较  31-32
    3.不同培养基组分对芸芥发状根生物量积累和硫苷含量的影响  32-33
    4.不同浓度CdCl_2对芸芥发根生物量积累和硫苷含量的影响  33-36
    5.不同浓度水杨酸对芸芥发根生物量积累和硫苷含量的影响  36-39
  三.发状根愈伤组织的诱导  39-42
结论  42-43
参考文献  43-49
致谢  49

芸芥（Eruca Sativa Mill）发状根愈伤组织诱导及发状根次生代谢物的分析

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