苎麻原生质体培养技术研究

论文摘要

苎麻（Boehmeria nivea L．Gaud．）是荨麻科（Urticaceae）苎麻属（Boehmeria）多年生宿根性草本植物，在我国有着悠久的栽培和加工历史。苎麻是重要的纺织材料之一，其纤维品质好，是良好的纺织材料，其叶、茎杆、根也可开展多种综合利用。农业和工业生产上对苎麻品质要求不断提高，目前苎麻育种中存在的主要问题有：常规育种周期长；栽培种种质资源相对贫乏；远缘杂交育种相对困难等。但我们可以利用原生质体培养再生体系为基础，把某些优良性状基因导入原来不具备这些性状的生物体内，从而在较短时间改良品种。本课题旨在通过研究影响苎麻原生质体培养的主要因素，建立一套原生质体培养直至得到再生植株的高效而完善的体系。主要研究内容和结果如下：1．原生质体分离与纯化影响因子苎麻子叶原生质体分离的最适渗透压调节剂（甘露醇）浓度因基因型不同而不同，“5041-3”为11％，“万载铜皮青”、“瑞昌细叶绿”、“广西黑皮蔸”、“印度苎麻”、“1690”等为9％；酶液组合纤维素酶3.0％+果胶酶0.5％酶解9 h和纤维素酶1.0％+半纤维素酶2.0％+离析酶1.0％酶解12 h酶解效果最好。对苎麻子叶暗处理和生长素预处理结果显示，材料经预处理后，酶解更加充分，原生质体产量提高，原生质体内含物相对减少。暗培养少于24 h产量和活力提高效果不明显，处理36h效果最好，超过72 h原生质体产量和活力急剧下降；生长素处理效果36h最理想。2．原生质体培养固液双层培养和海藻酸钠包埋培养效果较液体浅层培养理想，污染率低，更有利于原生质体的细胞壁再生和细胞分裂增殖。子叶原生质体在附加NAA（0.5 mg／L）、NAA（0.5 mg／L）+BA（1.0 mg／L）、2，4-D（0.5 mg／L）+KT（0.5 mg／L）、2，4-D（0.5 mg／L）+KT（1.0 mg／L）的KM8P培养基中，均发生了二次分裂，但没有进一步的分裂。3．苎麻体细胞胚胎发生研究本研究采用苎麻子叶为外植体，获得了类型丰富的愈伤组织，其中浅黄色或黄绿色、颗粒状疏松的愈伤组织有可能产生体细胞胚。实验发现，基因型和材料的生理状况影响体细胞胚胎发生能力；生长素是苎麻组织培养所必需的，且以浓度不超过1 mg／L的2，4-D和CPA为好；细胞分裂素以油菜素内酯效果最好。培养基中附加Gln、Asn、CH，可促进愈伤组织增殖，但是增殖速度过快也不利于体细胞胚胎发生。不同基因型在相同的诱导培养基中愈伤组织形态和分化能力差异很大。WZ愈伤组织增殖最快，最具胚胎发生潜力，而“广西黑皮蔸”愈伤组织增殖量少，速度慢，且易褐化死亡。4．苎麻器官发生研究以子叶为材料进行了苎麻器官发生研究实验，得到再生植株。结果表明，TDZ和NAA组合、BA和NAA组合对子叶再生植株起到了极为积极的促进作用，可以保证再生植株频率在60％～80％左右。再生能力以“5041-3”、WZ最强。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 苎麻相关研究概况及立题背景
• 1.1.1 苎麻研究概况
• 1.1.1.1 苎麻遗传资源的分布研究
• 1.1.1.2 苎麻系统育种研究
• 1.1.1.3 苎麻杂交育种研究
• 1.1.1.4 苎麻诱变育种研究
• 1.1.1.5 苎麻无融合生殖研究
• 1.1.1.6 苎麻生物技术研究
• 1.1.1.6.1 苎麻原生质体培养和细胞融合研究
• 1.1.1.6.2 苎麻体细胞胚胎发生与人工种子研究
• 1.1.1.6.3 苎麻花药培养与单倍体育种研究
• 1.1.1.6.4 苎麻多倍体诱导研究
• 1.1.1.6.5 苎麻体细胞无性系变异的利用
• 1.1.1.6.6 苎麻转基因技术研究
• 1.2 体细胞胚胎发生和原生质体培养研究概况
• 1.2.1 体细胞胚胎发生研究概况及意义
• 1.2.1.1 影响体细胞胚胎发生的因素
• 1.2.1.1.1 基因型与外植体发育状态
• 1.2.1.1.2 营养物质
• 1.2.1.1.3 植物激素
• 1.2.1.1.4 渗透胁迫
• 1.2.2 原生质体的分离与培养研究概况
• 1.2.2.1 原生质体的概念及意义
• 1.2.2.2 原生质体培养研究进展
• 1.2.2.3 原生质体培养影响因子的研究
• 1.2.2.3.1 原生质体的分离与纯化
• 1.2.2.3.1.1 材料的选择
• 1.2.2.3.1.2 酶
• 1.2.2.3.1.3 渗透压稳定剂
• 1.2.2.3.2 原生质体培养
• 1.2.2.3.2.1 基因型
• 1.2.2.3.2.2 培养基的成分和生长调节物质
• 1.2.2.3.2.3 渗透压调节剂
• 1.2.2.3.2.4 培养方法
• 1.2.2.3.2.5 培养密度
• 1.2.2.3.2.6 环境因素
• 1.2.2.3.3 原生质体的植株再生途径
• 1.3 本研究的目的与意义
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 材料
• 2.1.2 主要实验仪器设备
• 2.2 方法
• 2.2.1 原生质体培养
• 2.2.1.1 酶液组成
• 2.2.1.2 材料预处理
• 2.2.1.2.1 暗处理
• 2.2.1.2.2 生长素预处理
• 2.2.1.3 原生质体分离与纯化
• 2.2.1.4 原生质体计数
• 2.2.1.5 原生质体活力鉴定
• 2.2.1.6 原生质体培养
• 2.2.1.7 原生质体培养方式
• 2.2.1.7.1 固体平板培养
• 2.2.1.7.2 液体浅层培养
• 2.2.1.7.3 固液双层培养
• 2.2.1.7.4 海藻酸钠包埋培养
• 2.2.2 苎麻愈伤组织诱导及分化
• 2.2.2.1 培养基配置及培养条件
• 2.2.2.2 无菌发芽
• 2.2.2.3 愈伤组织诱导
• 2.2.2.4 愈伤组织的继代及分化
• 2.2.2.4.1 愈伤组织的继代
• 2.2.2.4.2 愈伤组织的分化
• 2.2.3 器官发生
• 3 结果与分析
• 3.1 原生质体培养
• 3.1.1 原生质体分离
• 3.1.1.1 酶液组合
• 3.1.1.2 渗透压稳定剂
• 3.1.1.3 酶解时间
• 3.1.1.4 材料预处理
• 3.1.1.4.1 暗处理
• 3.1.1.4.2 生长素预处理
• 3.1.2 原生质体培养
• 3.2 愈伤组织诱导与分化
• 3.2.1 愈伤组织诱导
• 3.2.2 愈伤组织的继代及分化
• 3.2.2.1 愈伤组织继代培养
• 3.2.2.2 愈伤组织分化培养
• 3.3 器官发生
• 4 讨论
• 4.1 原生质体培养的影响因素
• 4.1.1 酶液组合
• 4.1.2 酶解时间
• 4.1.3 碳源和渗透压调节剂浓度
• 4.1.4 材料的选择
• 4.1.4.1 材料的种类
• 4.1.4.2 材料预处理
• 4.1.5 培养方式及粘连现象
• 4.1.6 生长调节剂对原生质体培养的影响
• 4.2 影响体细胞胚胎发生的因素
• 4.2.1 外植体
• 4.2.2 愈伤组织状态
• 4.2.3 培养基
• 4.2.4 基因型
• 4.2.5 长期培养形态发生潜力丧失
• 4.3 苎麻器官发生研究
• 4.4 本实验有待改进的地方
• 参考文献
• 致谢