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银杏组织、细胞培养及其生产黄酮的代谢调控研究

陈颖  
【摘要】:银杏(Ginkgo biloba L.)是原产我国古老的孑遗植物,集药用、食用、观赏、材用于一体,特别是银杏叶中存在两类重要的生理活性物质——黄酮类化合物(flavonoids)和萜内酯(银杏内酯ginkgolides),这两种物质均为银杏所特有。为早日实现细胞培养生产两类活性物质的工业化,我们以银杏的成熟胚培养的无菌幼苗和实生苗的雌雄植株幼茎为原始材料,对银杏的组织培养技术进行了研究;并利用无菌苗的幼叶和雌雄株的叶片建立了愈伤组织和悬浮培养体系,进而利用稀土和水杨酸两种诱导子对银杏黄酮的生产进行代谢调控,初步研究了两种诱导子的作用机制,为银杏细胞培养大量合成次生代谢物提供技术平台。主要研究结果如下: 1.对5 个不同优良银杏品种成熟胚培养的条件了筛选,发现品种之间差异不大,3种培养基中DCR 培养基最适宜于成熟胚的培养。 2 . 对不同外植体进行器官分化研究, 发现10d 龄的子叶在MS+NAA0.2mg/L+BA0.5mg/L 和MS+NAA0.2mg/L+KT0.5~1.0mg/L上培养有不定根的发生;在MS+NAA1.0 mg/L +KT2.0 mg/L 培养基上诱导出了子叶的2 个不定芽,频率只有5%左右。另外在幼叶,未成熟的雄花粉也有不定根的发发生。  3.以银杏幼苗茎段为外植体进行快繁研究发现,各段存在位置效应,顶芽段(上段)一般只长高,展叶;而中段先诱导出腋芽或不定芽,再长高;而下段一般诱导出2~3 个子叶腋芽或产生不定芽。  通过添加生长调节剂对幼苗的顶芽、中段、下段分别培养,发现最适宜的培养基为N6 和改良MS,适宜激素配比为NAA0.1~0.5 mg/L,6-BA0.5~1.0mg/L。 生长调节剂可以诱导多个叶片的产生,继代后,叶片数,叶面积远大于对照。  稀土处理后对顶芽的高度无显著差异,但能促进腋芽诱导率和叶片的面积,为细胞培养生产次生代谢物提供原料基础。  对一个月龄无菌苗的各部位进行激素测定,发现顶芽中主要含生长素,在中段、下段和子叶含有分裂素,叶片中含有的激素较低,这些结果可以为银杏的组培快繁中激素调控提供基础。  4.银杏的芽苗生根在附加在1/2MS+0.5mg/L IBA 的条件下,最高生根率44 号品种,只有33.3%,而附加稀土后各品种的生根率在0.5~5mg/L 范围内生根率大大的提高,其中79 号品种在1mg/L 的稀土条件下生根率达66.7%,提高了40 个百分点,效果极显著,而且生根比对照提前7 天,生根数也远多于对照。而高浓度10~20mg/L 抑制不定根的发生。  5. 通过筛选银杏愈伤组织诱导的最佳培养基为MS+NAA1.0 mg/L +BA0.5 mg/L,继代培养基为MS+NAA1.0 mg/L +KT0.5 mg/L;叶片、子叶、根诱导的愈伤组织中黄酮含量高。


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