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《湖南农业大学》 2004年
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石刁柏UC800体细胞胚发生系统的建立及其生理生化机理研究

鲁旭东  
【摘要】:石刁柏是一种品味兼优的名贵蔬菜,具有丰富的营养和较高的药用价值,深受消费者的欢迎,被誉为世界十大名菜之一。UC800是目前我国广泛栽种的优良品种,具有很多优良的性状,是我国出口创汇的主要蔬菜。本研究以石刁柏UC800嫩茎为材料,建立了高效稳定的体细胞胚发生系统,并对其体细胞胚发生的生理生化特性进行了较全面的研究。研究结果如下: 1.对石刁柏UC800体细胞胚发生系统的条件进行了优化。5、6月份抽生的嫩茎是诱导初始愈伤组织最理想的外植体;直径为0.2~0.5cm、距顶端10cm左右的茎段初始愈伤组织诱导频率高,愈伤组织生长势好。诱导初始愈伤组织的最佳培养基为MS+NAA 1mg·L~(-1)+BA 0.5mg·L~(-1);诱导胚性愈伤组织的最佳培养基为MS+2,4-D10mg·L~(-1)NAA 0.5mg·L~(-1)。初始愈伤组织诱导周期为30天左右,25天左右需要继代,初始愈伤组织绿色,表面光滑,质地致密坚硬。胚性愈伤组织诱导周期为60天,50天左右需继代扩繁,胚性愈伤组织黄色,细颗粒状,松散。2,4-D是诱导胚性愈伤组织的关键物质,UC800胚性愈伤组织的诱导需要高浓度的2,4-D;BA能促进愈伤组织的生长,但对胚性愈伤组织的诱导有抑制作用。体细胞胚诱导培养基为MS无激素培养基和MS+NAA0.3mg·L~(-1)+KT0.2mg·L~(-1),他们都能有效的诱导UC800体细胞胚的发生;体细胞胚在诱导培养基上不能萌发成小植株,萌发培养基为1/2MS,成熟体细胞胚先生根,后长苗,发育为小植株,移栽后可成活。 2.组织细胞学研究表明,石刁柏胚性愈伤组织细胞规则,细胞核大,细胞质浓,非胚性愈伤组织细胞体积大,细胞核小,细胞质稀薄。体细胞胚发生经历了2细胞、4细胞、胚性细胞团、多细胞原胚、早期球形胚、球形胚、梨形胚、棒状胚、香蕉胚等发育阶段。5天时形成多细胞原胚,10天时形成球形胚,20天时形成梨形胚和棒状胚,30天时发育为香蕉胚。胚性愈伤组织、胚性细胞团和球形胚都有大量淀粉积累,为细胞的进一步分裂和分化提供能量。 3.扫描电镜观察表明,石刁柏初始愈伤组织表面较光滑,细胞之间排列紧 密,没有空隙,表面有丝状物存在;胚性愈伤组织表面粗糙,细胞形成团粒结构, 形成团粒的细胞之间结合紧密,团粒与团粒之间结合松散,可观察到大的空隙, 细胞形状规则,有的地方可见细胞暴露在愈伤组织的表面;非胚性愈伤组织表面 形状不规则,有较多的覆盖物,呈片状和雪花状,细胞形状不规则,体积较大。 透射电镜观察显示,初始愈伤组织细胞有非常明显的中央大液泡,细胞质被中央 大液泡挤压成一薄层分布于细胞的边缘,有叶绿体和脂体分布于细胞质中。胚性 愈伤组织细胞有浓厚的细胞质,充满整个细胞,细胞核大,核仁明显,有较多的 淀粉粒、脂体和含有淀粉粒的叶绿体分布在靠近细胞膜的区域。非胚性愈伤组织 细胞几乎完全为中央大液泡所占据,细胞质被挤压在四周,很难观察到细胞核和 其它细胞器。 4.可溶性蛋白含量和组分的变化以及抗氧化酶活性与体细胞胚的发生密 切相关。愈伤组织和球形胚时期可溶性蛋白含量较高,与胚性的维持和细胞的旺 盛分裂分化有关;褐化愈伤组织的蛋白含量极低,可能是导致愈伤组织褐化的原 因之一。SDS.RAGE结果显示,胚性愈伤组织和非胚性愈伤组织有6条蛋白主带 相同,但表达量存在差异,并增加了一条分子量约为“.2KD的蛋白;体细胞胚 发生的不同时期,蛋白质组分无明显的变化,仅在表达量上存在明显的差异。胚 性愈伤组织三种抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT)维持在适当水平可能是愈伤 组织保持胚性所必需,体细胞胚发生过程中抗氧化酶活性发生有规律的变化,表 明他们与体细胞胚的发生发育密切相关。脂酶同工酶电泳结果显示,ES和E6带 是体细胞胚发生的标志性酶带,可以作为体细胞胚发生的生化标记。 5.内源激素水平和激素间的平衡对石刁柏体细胞胚发生发育具有重要的 调节作用.胚性愈伤组织4种内源激素含量(IAA、Z、GA3、ABA)显著高于 非胚性愈伤组织,这与愈伤组织胚性的维持和旺盛的细胞分裂有关。褐化愈伤组 织内源激素水平低,可能是导致愈伤组织褐化的另一原因。球形胚形成时期,4 种内源激素含量达到峰值,促进了细胞的分裂和分化,有利于球形胚的发生。 L入A、Z、GA3、ABA之间的平衡是维持愈伤组织胚性所必需的。体细胞胚发生 的前期,高水平的IAA/Z有利于胚性能力的表达,体细胞胚发生的后期, 少 ABAjIAA、ABAjZ、ABA/GA3和AB刀(IAA+Z+G与)比值的升高有利于体细 胞胚的发育和成熟。 6.内源多胺水平与石刁柏体细胞胚发生密切相关。胚性愈伤组织三种内源 多胺(P吐、SPd、S,由)含量明显高于非胚性愈伤组织,褐化愈伤组织内源多胺含 量很低,可能是愈伤组织发生褐化的又一原因。体细胞胚发生前期,Put含量较 高,促进细胞的分裂和分化,有利于球形胚的形成。10天时,SPd达到峰值,表 明它与球形胚的形成有关:30天时,sPm达到最大值,推测与体细胞胚的进一 步分化和发育有关。 关键词:体细胞胚发生;石刁柏;内源激素;内源多胺;可溶性蛋白; 抗氧化酶活性 玄
【学位授予单位】:湖南农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:S644.6

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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【参考文献】
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【共引文献】
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10 王翠艳;何莉莉;王普;;香菇酯酶同工酶不同凝胶浓度比较[J];安徽农业科学;2006年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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7 张燕;吴国良;丁春刚;;核桃生物技术研究进展[A];第三届全国干果生产与科研进展学术研讨会论文集[C];2003年
8 吴锦程;;我国枇杷生物技术研究进展[A];中国园艺学会第六届青年学术讨论会论文集[C];2004年
9 梁东;马锋旺;夏惠;;果树基因工程研究进展[A];中国园艺学会第六届青年学术讨论会论文集[C];2004年
10 夏广清;何启伟;赵双宜;王翠花;;转dsRNA-LFY对大白菜开花的诱导效应[A];中国园艺学会第十届会员代表大会暨学术讨论会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王庆莲;苹果多胺和脯氨酸合成代谢相关基因的功能鉴定[D];山东农业大学;2009年
2 王延秀;浓缩单宁合成的分子调控及紫花苜蓿遗传转化研究[D];甘肃农业大学;2010年
3 李惠华;龙眼体胚发生过程中激素代谢和信号转导相关基因的克隆与表达[D];福建农林大学;2010年
4 李秉玲;芍药属植物超低温保存花粉的差异表达蛋白质研究及花粉库的建立[D];北京林业大学;2010年
5 王俊峰;川西獐牙菜体细胞杂交及其环烯醚萜类化合物合成相关基因香叶醇-10羟化酶的克隆和功能验证[D];山东大学;2010年
6 唐丽;湖南南天竹遗传多样性及园林利用评价体系研究[D];中南林业科技大学;2007年
7 马英姿;药用植物蚬壳花椒化学成分分析及繁殖技术研究[D];中南林业科技大学;2010年
8 李俊;拟南芥阿拉伯半乳糖蛋白基因AtFLA3生物学功能研究[D];武汉大学;2010年
9 王飞娟;汞胁迫下水稻根蛋白质组学及抗性相关基因功能分析[D];浙江大学;2010年
10 陈少瑜;丽江云杉体胚发生体系优化及体胚发育过程蛋白质组分析[D];云南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张庆福;枳精氨酸脱羧酶基因(PtADC)转化烟草提高抗脱水研究[D];华中农业大学;2010年
2 孙源蔚;中国李‘Nubiana’愈伤组织诱导、保存及植株再生研究[D];华中农业大学;2010年
3 阳超男;小麦颖果韧皮部筛分子分化过程中微管及多糖的变化[D];华中农业大学;2010年
4 金占宝;赤拟谷盗不同地理种群差异性比较研究[D];华中农业大学;2010年
5 秦华伟;黄瓜再生体系的建立及耐热材料的筛选[D];华中农业大学;2010年
6 蒋淑磊;丹红杨和巨尾桉组织培养技术的研究[D];中南林业科技大学;2009年
7 柴凌燕;植物角质膜蜡质转录因子基因SHN1/WIN1的表达载体构建[D];郑州大学;2010年
8 李晓东;茶树体细胞胚发生的影响因素及超微结构和几种内含物质变化的研究[D];山东农业大学;2010年
9 单洪涛;野生平菇[D];山东农业大学;2009年
10 解玉丽;丹参新品系的评价与花药培养技术的研究[D];山东农业大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曹帮华,蔡春菊;银杏种子生理研究进展[J];山东农业科学;2001年01期
2 李芳;张元国;包艳存;刘宁;魏秀华;;芦笋全雄系同质型父本“超雄株”的选育[J];山东农业科学;2006年02期
3 鲁国武;张霞;王雪芬;岳庆妮;齐妍婷;;植物体细胞胚胎研究进展及研究基础[J];安徽农学通报;2007年08期
4 郭祖宝;王成增;孙培良;;植物体细胞胚胎发生过程中的生理生化变化[J];安徽农学通报;2007年14期
5 郭祖宝;闫留华;李学红;杜连彩;;胡萝卜和玉米体胚发生过程中蛋白质表达的比较研究[J];安徽农学通报;2007年19期
6 许晓岗;童丽丽;;垂丝海棠插穗扦插生根过程解剖学研究[J];安徽农业科学;2006年19期
7 鲁旭东;萧浪涛;刘素纯;刘华英;陈小飞;;2,4-D对石刁柏愈伤组织诱导的影响[J];安徽农业科学;2006年21期
8 朱河水;刘记强;杨国宇;仝千秋;张代;;原生质体融合技术的应用[J];安徽农业科学;2007年05期
9 刘国勇;彭丽娟;陈发菊;;香果树种子萌发过程中淀粉酶和超氧化物歧化酶同工酶分析[J];安徽农业科学;2009年18期
10 魏云潇;何良兴;谢灵燕;;植酸对芦笋采后贮藏过程中生理变化及酶类的影响[J];安徽农业科学;2011年25期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 车建美;赖钟雄;;荔枝胚性愈伤组织早期体胚发生的同步化调控及其高频率体胚发生[A];全国作物细胞工程与分子技术育种学术研讨会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 熊兴耀;苎麻体细胞杂交研究[D];湖南农业大学;2000年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈春玲;龙眼体细胞胚胎发生机理的初步研究[D];福建农林大学;2001年
2 黄素华;荔枝体细胞胚胎发生过程中遗传变异的研究[D];福建农林大学;2002年
3 冯莉;石刁柏雄株离体再生体系的建立及生理生化研究[D];浙江大学;2003年
4 李丹;龙芽楤木体细胞胚发生过程中特异性蛋白表达差异的研究[D];东北师范大学;2003年
5 姜璐琰;洋葱胚状体诱导及再生体系的建立[D];山东农业大学;2003年
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8 梅新;荔枝体细胞胚胎发生及原生质体培养的研究[D];华中农业大学;2004年
9 霍云谦;甘草愈伤组织诱导及体细胞胚的发生[D];河北农业大学;2005年
10 邓朝军;荔枝高频率体细胞胚胎发生及植株再生研究[D];湖南农业大学;2005年
【二级引证文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前6条
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4 林鹤延;转基因兰花培养物继代保持及文心兰ACO基因克隆与表达分析[D];福建农林大学;2012年
5 王秋芬;外源性谷胱甘肽对丽江云杉体胚发生成熟期生理生化的影响[D];中国林业科学研究院;2012年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 崔凯荣,王君健,邢更妹,王亚馥;枸杞胚性细胞分化的超微结构和ATP酶的细胞化学定位研究[J];西北植物学报;1997年06期
7 杨金玲,桂耀林,郭仲琛;白木千胚性愈伤组织长期继代培养中的分化能力及染色体稳定性研究[J];西北植物学报;2000年01期
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10 陆敏;黄静;;绵枣胚状体发生的扫描电镜观察[J];电子显微学报;1990年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 陈春玲;龙眼体细胞胚胎发生机理的初步研究[D];福建农林大学;2001年
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3 孔冬梅;沈海龙;冯丹丹;张莉杰;;水曲柳体细胞胚与合子胚发生的细胞学研究[J];林业科学;2006年12期
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3 朱向涛;王雁;彭镇华;律春燕;郑宝强;;‘凤丹'体细胞胚发生技术研究[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
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5 王亚馥;崔凯荣;;小麦幼胚培养体细胞胚发生的超微结构研究[A];中国细胞生物学学会第五次会议论文摘要汇编[C];1992年
6 鲁旭东;萧浪涛;张雪芹;童建华;;内源激素与石刁柏体细胞胚发生的关系[A];2005年全国植物生长物质研讨会论文摘要汇编[C];2005年
7 何业华;马均;胡中沂;许文天;林顺权;曹莉;郭翠红;伍成厚;;菠萝体细胞胚发生相关类受体蛋白激酶基因的克隆[A];中国的遗传学研究——遗传学进步推动中国西部经济与社会发展——2011年中国遗传学会大会论文摘要汇编[C];2011年
8 鲁旭东;萧浪涛;刘华英;陈小飞;;石刁柏UC800体细胞胚发生及植株再生研究[A];中国植物生理学会第九次全国会议论文摘要汇编[C];2004年
9 李惠华;安娜;赖钟雄;;植物体细胞胚胎发生——Ⅱ.生理生化[A];第二届全国植物组织培养、脱毒快繁及工厂化生产学术研讨会论文集[C];2004年
10 魏丕伟;施季森;赵振州;;利用植物外源激素调控七叶树体细胞胚发生进程的研究[A];江苏省遗传学会植物分子育种学术研讨会论文摘要汇编[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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8 杨玲;花楸种子生物学和体细胞胚发生体系研究[D];东北林业大学;2007年
9 魏丕伟;杂交鹅掌楸体细胞胚胎发生标志基因克隆及表达分析[D];南京林业大学;2009年
10 张启香;观赏型铁线莲的引种及生物学研究[D];南京林业大学;2007年
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1 李晓东;茶树体细胞胚发生的影响因素及超微结构和几种内含物质变化的研究[D];山东农业大学;2010年
2 章鹏;南瓜染色体加倍和体细胞胚发生的细胞学及生理生化变化研究[D];河南农业大学;2011年
3 张荷芃;桃体细胞胚发生的观察和农杆菌介导法遗传转化体系的筛选[D];西北农林科技大学;2012年
4 张恒涛;无籽西瓜体细胞胚发生及其细胞学观察[D];河南农业大学;2004年
5 蒋菁;四个花生优良品种再生体系的构建[D];广西大学;2012年
6 张建瑛;花楸体胚发生的外植体和培养基效应及生化物质变化研究[D];东北林业大学;2007年
7 吕秀立;欧洲七叶树体细胞胚发生和植株再生研究[D];南京林业大学;2004年
8 敖清艳;新疆白鲜体细胞胚发生及其蛋白表达研究[D];石河子大学;2005年
9 冯丹丹;外植体的母树来源对水曲柳体细胞胚胎发生的影响[D];东北林业大学;2006年
10 鲁国武;拟南芥新疆生态型体细胞胚胎发育的细胞学及理化特性研究[D];石河子大学;2008年
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