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宜昌百合(Lilium leucanthum)胚性愈伤组织诱导及ABA对其体胚发育的影响研究

张璐  
【摘要】:百合品种丰富,花型独特,在花卉市场上具有十分重要的价值。而我国百合长期依赖于从荷兰、日本等国家进口,导致其国际市场地位越来越低。我国是百合主要的原产地,种质资源丰富,但是随着城镇化的不断发展,许多野生百合资源因为得不到保护而日渐减少,甚至灭绝。因此,有效地对我国种质资源进行保存和利用成为亟待解决的关键问题。本文主要以原产于我国的野生百合品种宜昌百合(Lilium leucanthum)的鳞茎为试验材料,通过诱导其胚性愈伤组织,建立起它的体细胞胚再生体系;在此基础上,以长期继代的愈伤组织为材料,结合形态学、组织学观察,探讨添加ABA对其体胚发生发育过程中生理生化特性及内源激素的影响。为宜昌百合种质资源的保存及体胚发生机制的研究提供理论依据,研究结果表明:(1)在光照条件下诱导胚性愈伤组织的最佳培养基为MS+TDZ 0.5 mg/L+NAA1.0mg/L+2,4-D 0.05mg/L,诱导率为62.690%;黑暗条件下诱导胚性愈伤组织的最佳培养基为MS+TDZ 0.5 mg/L+NAA 1.5mg/L+2,4-D 0.1mg/L,诱导率为59.423%。体胚苗壮苗生根的最适宜培养基为1/2MS+NAA 0.2mg/L+AC 1g/L,培养60d后,幼苗移至草炭︰蛭石︰珍珠岩=1︰1︰1基质中,成活率为100%(2)形态学上胚性愈伤组织为黄绿色或深绿色,颗粒状明显;非胚性愈伤组织松散易碎、呈水渍状,经石蜡切片可观察到胚性愈伤组织细胞核大、胞质浓,且细胞内含丰富淀粉粒,细胞直径约为50~80um。非胚性愈伤组织细胞较大,未见明显细胞核,直径约为100~180um。(3)将宜昌百合愈伤组织转移到低浓度ABA的培养基中培养,能够逐渐转变为胚性愈伤组织,并进行体胚的正常发育,经历球形胚、心形胚、鱼雷胚和子叶胚的发育过程最终生长成为完整的植株。(4)ABA的添加提高了SOD活性,对细胞的分化和发育起着基础保障作用。在体胚发育后期,SOD活性升高、POD、CAT活性降低,MDA含量显著低于对照(CK)处理组,可见ABA在调节体胚正常发育过程中对其抗氧化酶系统产生了积极的影响。早期体胚发生时,ABA处理的愈伤组织体内脯氨酸升高对调节细胞渗透势,稳定蛋白结构具有重要作用。淀粉在鱼雷胚时期出现了积累高峰,为愈伤组织分化产生胚胎及进一步发育提供物质基础;早期胚阶段细胞代谢旺盛,宜昌百合体内的可溶性糖转化成RNA和蛋白质,引进蛋白质的积累,进一步促进细胞分裂和分化。(5)ABA的添加有效地避免了IAA激素积累到毒害水平;由于ABA的调节,使宜昌百合体胚形态建成阶段体内GA_3提高,从而促进了幼苗的正常生长;体胚的早期发育需要少量ZT,但在体胚发育后期,较高水平的ZT有助于体胚的分化和正常成熟。适度水平的ABA对体胚的分化和发育有明显的促进作用;体细胞胚发生的中后期,ABA/IAA比值升高,有利于体细胞胚不断发育成熟,高IAA/ZT比值能促进愈伤组织的形成,低IAA/ZT则更适合愈伤组织的分化。


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