论文摘要
盾叶薯蓣（Dioscorea zingberensis C.H.Wright）作为我国特有的植物,具有悠久的药用历史,其薯蓣皂甙元含量最高达16.15%,是目前世界上单株皂甙元含量最高的薯蓣种。自20世纪70年代,在盾叶薯蓣品种改良、皂素提取与快速繁殖等方面取得了重要进展,并且形成了较完善的快速繁殖技术体系。本研究建立了较稳定的盾叶薯蓣离体成花实验体系,比较了影响离体成花的多种因素,并较系统地观察了盾叶薯蓣的离体成花过程。主要研究结果如下:1.盾叶薯蓣离体成花的主要影响因素1)外植体的影响。为了比较盾叶薯蓣各种外植体离体成花的差异,以田间编号为4-73的盾叶薯蓣的成熟花序、花蕾、幼嫩花序、带幼嫩花序的茎段、营养茎段为外植体,进行离体成花的诱导培养。结果表明:不同外植体离体成花能力不同,成熟花序离体成花率最高,达71.67%;营养茎段不具备离体成花的能力。其他具备离体成花能力的外植体为:幼嫩花序,离体成花率为58.34%;单个花蕾,离体成花率为45.00%;带幼嫩花序的腋芽,离体成花率为30.00%。2)不同居群离体成花的差异。为了比较盾叶薯蓣不同居群离体成花能力的差异,以田间编号为323,4-73,5-88,185,31等五个居群为实验材料,比较其成熟花序离体成花率的差异。其中323离体成花率最高（90.00%）,31号最低（33.33%）。结果表明:五种居群离体成花能力的差异具有统计学意义。3)培养基成分对盾叶薯蓣离体成花的影响。以编号为323的盾叶薯蓣成熟花序为外植体,研究培养基中激素种类及其配比、铁盐浓度、蔗糖浓度和培养基pH值对离体成花的影响:①激素:单独使用BA能够诱导盾叶薯蓣离体开花,当BA浓度为2.0 mg/L时离体成花率最高,为88.67%,当单独使用KT、IAA、IBA、NAA、2,4-D时不能诱导其离体成花。适当浓度的IAA、IBA、NAA与细胞分裂素组合时,离体成花率无显著变化,但再生花生长发育状况得到明显改善,最佳激素组合为2.0 mg/L BA+0.2mg/LNAA,离体成花率为91.67%。在培养基MS+6.0mg/L KT+0.6mg/L NAA中,离体成花率最高为38.34%。在培养基MS+2.0mg/L BA+0.2mg/L NAA中加入一定浓度的GA,可使盾叶薯蓣的离体成花率由86.67%降低到55%左右。实验中观察到GA可使再生花提前开放,并使花序轴节间延长。②铁盐浓度:当培养基中铁盐浓度为正常MS铁盐浓度1/4和1/2时,离体成花率分别为86.67%和83.33%,正常MS铁盐浓度时离体成花率为83.33%,当铁盐浓度为正常MS铁盐浓度的二倍和四倍时,诱导率分别为50.00%和43.33%;随铁盐浓度的升高,再生花序出现的时间推迟且数量减少;当培养基中铁盐浓度低于正常MS铁盐浓度时,再生花序不能形成小花。③培养基pH值:盾叶薯蓣的离体成花率随培养基的pH值的升高而降低,最佳pH值为5.8-6.0。④蔗糖浓度:盾叶薯蓣的离体成花率随蔗糖浓度的升高而降低,适宜的蔗糖浓度为1.5%-4.5%。2.离体再生花序的继代培养。盾叶薯蓣的四种外植体（成熟花序、幼嫩花序、带幼嫩花序的茎段和单个花蕾）经离体成花诱导后均产生密愈伤组织,这些愈伤组织上有些只有花序,有些包含花序和营养芽。将愈伤组织上的花芽和营养芽去掉,经继代培养后,其上只有营养芽产生。而离体诱导再生的花序经过同样的培养可以再次产生致密愈伤组织及新的花序,再生花序的诱导率与原成熟花序的诱导率无显著差异。3.盾叶薯蓣离体再生花序的发生及发育1)再生花序的起源:取培养0d、1d、3d、5d、7d、14d、25d和30d时的外植体及各发育时期的花序,切片观察表明,盾叶薯蓣离体花序主要起源于花序上着生小花的苞片和花被片的表层细胞。培养7天左右,花蕾及花蕾与花序轴交界处发生膨胀,20天左右在膨胀处形成小的突起,30天左右形成致密愈伤组织,并在其表面长出丛生状花序,培养100天左右多数小花在试管里正常开放。2)再生雄花的发育:试管雄花的花药具有4个花粉囊,花粉囊内的小孢子母细胞经过减数分裂形成小孢子四分体,随后小孢子发育形成二细胞型成熟花粉粒。表明离体再生的盾叶薯蓣雄花具有和自然花相同的发育过程,并能够在离体状态下正常发育形成成熟花粉粒。