小麦植株再生系统优化及与硝态氮代谢关系的研究

论文摘要

提高小麦成熟胚愈伤组织的诱导效果,对小麦高效遗传转化体系的建立具有十分重要的作用。因而,为了研究不同培养基和不同处理方式对小麦成熟胚愈伤组织诱导和分化的其生理特性,以豫农202、中国春、豫麦18、矮抗58、豫农201、豫麦21、郑麦9023、周麦16、豫农949、豫麦49等10种不同基因型的小麦成熟胚为材料,研究了不同培养基和不同处理方式对小麦成熟胚愈伤组织诱导和分化的影响;为了研究小麦成熟胚诱导和分化的生理特性,我们并对其愈伤组织诱导和分化有关的硝酸还原酶和亚硝酸还原酶的活性进行了分析。为了进一步对小麦成熟胚再生机理进行研究;我们进行了愈伤组织长期继代与生长、分化过程中硝态氮代谢机理的分析,旨在进一步研究小麦成熟胚脱分化和分化的效果,为小麦成熟胚高效再生体系机理的分析提供一定基础。结果表明:（1）在小麦愈伤组织诱导效果上MS+麦草畏基本培养基优于MS+2,4-D为基本培养基;低激素浓度出愈率和胚性愈伤率低,高激素浓度可以提高出愈率,但降低胚性愈伤率,2 mg/L的浓度是小麦愈伤组织诱导的适宜激素浓度,平均出愈率和平均胚性愈伤组织分别为83.89%和15.83%。（2）变温处理对愈伤组织诱导有一定影响。对愈伤组织诱导前进行4℃低温处理、诱导的前48h进行34℃高温培养,而后26℃常温培养的变温处理方法普遍提高了出愈率。经变温处理成熟胚平均出愈率、胚性愈伤率比不进行变温处理成熟胚分别提高了3.22%和1.56%。（3）继代模式对愈伤组织质量也有影响:愈伤组织质量的维护以I-IV交替继代模式（即以基础培养基I转接到把基础培养基2,4-D和硝态氮浓度均减半的培养基IV）循环交替继代)效果最好。（4）不同分化前处理以震荡洗脱48h+稀释干燥48h对愈伤组织再生率的提高影响最明显。10种基因型的愈伤组织在分化前进行震荡洗脱+吸湿干燥的平均植株再生率分别为16.20%,是愈伤组织直接诱导分化10.33%的1.56倍。（5）硝态氮及其酶活性对愈伤组织诱导效应的影响表现在Ⅱ型愈伤组织细胞NO2-含量、亚硝酸还原酶活性在长期继代过程中相对稳定,其生长量、胚性愈伤组织比率、再生频率也表现稳定;而Ⅰ型愈伤组织在长期继代培养时亚硝酸还原酶活性降低,细胞NO2-含量增高;其生长量、胚性愈伤组织比率、再生频率下降。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• 1. 文献综述
• 1.1 植物组织培养
• 1.2 植物组织培养的发展概况
• 1.2.1 理论基础和科学实践
• 1.2.2 植物组织培养的意义
• 1.2.3 植物组织培养的应用
• 1.3 小麦组织培养
• 1.3.1 影响小麦组织培养的因素
• 1.3.2 小麦愈伤组织的类型和植株再生途径
• 1.4 植物氮代谢的研究进展
• 1.4.1 植物对氮的同化
• 1.4.2 硝态氮的生理作用
• 1.4.3 硝态氮代谢与植物组织培养
• 2 引言
• 3 材料和方法
• 3.1 小麦成熟胚
• 3.2 培养基
• 3.3 方法
• 3.3.1 胚性愈伤组织的诱导与筛选
• 3.3.1.1 愈伤组织诱导
• 3.3.1.2 不同培养基的诱导效果试验
• 3.3.1.3 基因型筛选试验
• 3.3.1.4 愈伤组织诱导的变温处理方法
• 3.3.2 胚性愈伤组织继代维护方法研究
• 3.3.3 分化诱导前的愈伤组织处理方法
• 3.3.3.1 滤纸吸湿干燥处理
• 3.3.3.2 震荡洗脱培养+吸湿干燥处理
• 3.3.3.3 直接分化处理（CK）
• 3.3.4 小麦成熟胚脱分化过程中硝态氮的测定
• 3.3.4.1 酶提取液和硝态氮含量测定提取液制备
• 3.3.4.2 亚硝酸还原酶活性（Nitrite Redactase Activity，NiRA）测定
• 3.3.4.3 硝酸还原酶活性（Nitrate Redactase Activity，NRA）测定
• 3^-、NO₂^-含量测定'>3.3.4.4 NO₃^-、NO₂^-含量测定
• 3.3.5 愈伤组织长期继代与生长、分化及硝态氮测定
• 3.3.5.1 长期继代愈伤组织生长和分化
• 3.3.5.2 长期继代愈伤组织硝态氮代谢特性测定
• 4 结果与分析
• 4.1 胚性愈伤组织的诱导与筛选
• 4.1.1 培养基对小麦成熟胚愈伤组织的诱导效应
• 4.1.2 基因型的筛选
• 4.1.3 变温处理对愈伤组织诱导的影响
• 4.2 胚性愈伤组织继代维护方法研究
• 4.2.1 不同培养基交替继代模式对愈伤组织生长量的影响
• 4.2.2 不同交替继代培养模式对胚性愈伤率的影响
• 4.2.3 不同交替继代培养模式对再生率的影响
• 4.3 植株高效再生方法研究
• 4.3.1 不同分化前处理对愈伤组织再生率的影响
• 4.3.2 吸湿干燥对植株再生进程的影响
• 4.3.3 不同处理对愈伤组织生根的影响
• 4.4 硝态氮代谢对小麦成熟胚脱分化的影响
• 4.4.1 小麦成熟胚诱导愈伤组织的诱导反应
• 3^-盐含量和硝酸还原酶活性（NRA）'>4.4.2 细胞NO₃^-盐含量和硝酸还原酶活性（NRA）
• 2^-含量和亚硝酸还原酶活性（NiRA）'>4.4.3 细胞NO₂^-含量和亚硝酸还原酶活性（NiRA）
• 4.5 愈伤组织长期继代与生长、分化及硝态氮代谢
• 4.5.1 长期继代培养对胚性愈伤率的
• 4.5.2 长期继代培养对愈伤组织幼苗再生率的影响
• 3^-含量和硝酸还原酶活性（NRA）'>4.5.3 长期继代培养细胞中 NO₃^-含量和硝酸还原酶活性（NRA）
• 2^-含量和亚硝酸还原酶活性（NiRA）'>4.5.4 长期继代培养细胞中 NO₂^-含量和亚硝酸还原酶活性（NiRA）
• 5 结论与讨论
• 5.1 关于培养基成分对诱导效果的影响
• 5.2 关于温度对诱导效果的影响
• 5.3 基因型对愈伤组织脱分化和分化的影响
• 5.4 继代模式对愈伤组织质量的影响
• 5.5 干燥促进愈伤组织植株再生的机理
• 5.6 硝态氮对小麦成熟胚愈伤组织诱导效应的影响
• 5.7 硝态氮及其酶活性在继代培养过程中的变化
• 参考文献
• 英文摘要
• 附图