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沙地云杉体细胞胚胎不同发育时期生理生化特性研究

娜苏勒玛  
【摘要】:沙地云杉(Picea mongolica)是稀有珍贵树种,是我国特有新种。因自然因素和人为因素导致沙地云杉的资源越来越少,生态系统严重受损。利用胚性愈伤组织可以有效地保护沙地云杉的种质资源。体细胞胚胎发生是植物细胞全能性的表达,是一种快速繁殖的新途径。体细胞胚胎发生的机制、调控和胚性愈伤的维持是体细胞胚胎发生的重要研究课题。以成熟胚为外植体诱导的不同发育阶段的沙地云杉胚性愈伤组织及体细胞胚胎发生为材料,分别从形态学、组织细胞学、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、可溶性淀粉含量及POD活性、SOD活性和CAT活性等多方面对沙地云杉体细胞胚胎发生的机理进行了研究。研究结果如下:(1)根据沙地云杉体细胞胚胎的发育过程和形态特征,将其分为:分化5~15 d时为球形胚发育时期,分化15~25 d时为心形胚发育时期,分化25~35 d时为子叶胚早期发育时期,分化35 d之后进入子叶胚成熟期,其中35~45 d时为子叶胚中期,45~55 d时为子叶胚后期。(2)通过沙地云杉体细胞胚胎组织结构表明,胚性愈伤组织由胚性细胞和分裂产生的胚性细胞团组成。胚性细胞团细胞核较大、细胞质较厚。体细胞胚胎发育经过原胚、球形胚、心形胚、子叶胚四个阶段,与形态学观察结果一致。(3)沙地云杉体细胞胚胎发生过程中可溶性蛋白含量的变化反映了不同发育阶段体细胞胚胎发生的生理生化和代谢特异性,与不同发育阶段体细胞胚胎发生的生理状态密切相关,并且对胚性细胞的分化和体细胞胚胎的发育、萌发提供了物质和能量基础。(4)可溶性糖和可溶性淀粉含量的变化与胚性细胞的分化能力密切相关,也反映了沙地云杉体细胞胚胎在不同发育阶段的生理活性,对体细胞胚胎的分化和发育提供了物质和能量基础,并且有着重要的促进作用。(5)沙地云杉体细胞胚胎发育过程中,POD、SOD、CAT等三种酶相互协同作用,对体细胞内氧代谢所产生的H2O2进行分解,使胚性细胞内的活性氧的产生和清除达到平衡状态,并调控和促进体细胞胚胎的分化和发育。


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