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研究外界條件的改變對(duì)紅花離體培養(yǎng)的影響

時(shí)間:2024-07-06 06:07:42 藥學(xué)畢業(yè)論文 我要投稿
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研究外界條件的改變對(duì)紅花離體培養(yǎng)的影響

摘要:目的研究外界培養(yǎng)條件的變化對(duì)紅花離體培養(yǎng)過(guò)程中不同發(fā)育階段培養(yǎng)物的影響。方法以紅花種子誘導(dǎo)的無(wú)菌苗子葉為外植體,分別接種至含有不同碳氮源、不同PH值、不同溫度、不同濕度和不同光照的培養(yǎng)基中,觀察其生長(zhǎng)情況。結(jié)果通過(guò)實(shí)驗(yàn)篩選出蔗糖濃度為3%,KNO3濃度為MS培養(yǎng)基中KNO3濃度的2倍,最佳pH為6.2,紅花離體培養(yǎng)體系在24℃,30%的相對(duì)濕度,16 h光照,8 h黑暗交替培養(yǎng)的條件下,最利于紅花的分化。結(jié)論3%的蔗糖作為碳源,最適合愈傷組織的生長(zhǎng);2倍于MS培養(yǎng)基中的KNO3含量有利于愈傷組織的生長(zhǎng)和不定芽的分化;pH值為6.2時(shí),最適宜紅花不同階段培養(yǎng)物的生長(zhǎng);24℃為紅花離體培養(yǎng)的最適溫度,生根時(shí)的溫度為21℃較好;濕度為50%時(shí),適于愈傷組織鮮重積累,30%的濕度適于不定芽分化和生根;黑暗培養(yǎng)利于鮮重積累,16 h光照,8 h黑暗交替培養(yǎng)有利于不定芽的分化,8 h光照,16 h黑暗交替培養(yǎng)有利于生根。


關(guān)鍵詞: 紅花愈傷組織; 不定芽; 蔗糖 ; 氮源; pH值; 溫度; 濕度; 光照

  紅花為菊科一年或二年生雙子葉草本植物,喜溫暖、干燥氣候,抗寒性強(qiáng),耐鹽堿。紅花全身是寶,花、籽粒、莖葉、秸稈等均可綜合利用,是一種集藥材、油料、染料為一體的特種經(jīng)濟(jì)作物[1]。由于紅花無(wú)性快繁體系很難建立,并且目前國(guó)內(nèi)對(duì)紅花離體培養(yǎng)的研究很少,因此本文通過(guò)改變不同的培養(yǎng)條件來(lái)研究紅花無(wú)性快繁體系的建立,以期有利于紅花的資源保護(hù)、擴(kuò)大繁殖和進(jìn)一步推廣應(yīng)用。
  1 材料與方法
  1.1 材料紅花種子由新疆塔城種子公司提供; 實(shí)驗(yàn)以采收后1年后的紅花種子不同日齡無(wú)菌苗子葉作為外植體。
  1.2 方法紅花種子,經(jīng)70%酒精清洗30 s, 0.1 %升汞表面滅菌10 min, 無(wú)菌水洗4~5次,接種到種子萌發(fā)培養(yǎng)基: 1/2MS 1.5%蔗糖 1 mg·L-1GA中,取接種7日齡的紅花無(wú)菌苗子葉作為外植體, 分別接種至含有不同碳氮源、不同pH值、不同溫度、不同濕度和不同光照的愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基和中;培養(yǎng)一段時(shí)間后,測(cè)定愈傷組織的鮮重增長(zhǎng)量。
  子葉完全愈傷化以后,將其轉(zhuǎn)入不同pH值的分化培養(yǎng)基中,誘導(dǎo)不定芽的產(chǎn)生。設(shè)置不同的溫度梯度和不同光照強(qiáng)度的條件,培養(yǎng)25 d后,觀察不定芽的形成情況,觀察分化情況,待不定芽形成以后,將其移至生根培養(yǎng)基中,每20 d繼代1次,觀察生根情況。
  2 結(jié)果
  2.1 碳源在紅花愈傷組織生長(zhǎng)過(guò)程中的作用碳源既是重要的能源物質(zhì),也是一種重要的滲透壓調(diào)節(jié)物質(zhì),對(duì)植物離體形態(tài)發(fā)生起著非常重要的作用。而碳源的主要提供形式是糖類物質(zhì),其中以蔗糖最為普遍,蔗糖是植物體內(nèi)糖類運(yùn)輸?shù)闹饕问,也是某些植物貯藏的主要化合物。有研究認(rèn)為,蔗糖的濃度對(duì)于組織培養(yǎng)很重要,適當(dāng)?shù)臐舛葘?duì)于維持培養(yǎng)基滲透勢(shì),提高植物組培再生頻率具有重要意義。因此,本實(shí)驗(yàn)探討了不同的蔗糖濃度在紅花脫分化過(guò)程中起的作用,分別取1%~7%的蔗糖添加到培養(yǎng)基中,結(jié)果見圖1,以紅花愈傷組織鮮重增長(zhǎng)量計(jì)算,培養(yǎng)基中加入的蔗糖含量在1%~3%范圍內(nèi),鮮重增長(zhǎng)量呈上升狀態(tài),蔗糖含量在3%~7%范圍內(nèi),紅花愈傷組織的鮮重增長(zhǎng)量呈下降趨勢(shì),蔗糖含量在3%時(shí),愈傷組織鮮重增長(zhǎng)量出現(xiàn)峰值,達(dá)到6.8 g,蔗糖含量低于3%時(shí),在培養(yǎng)初期,鮮重增長(zhǎng)迅速,培養(yǎng)后期,鮮重增長(zhǎng)緩慢,以致收獲時(shí),生物積累量不高,蔗糖含量高于3%時(shí),鮮重增長(zhǎng)量明顯下降,說(shuō)明蔗糖含量過(guò)高,不利于細(xì)胞生物量的積累。
  圖1 碳源對(duì)紅花愈傷組織生長(zhǎng)的影響
  2.2 氮源對(duì)紅花愈傷組織生長(zhǎng)的影響培養(yǎng)基成分影響植物離體形態(tài)發(fā)生的效果,在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中,KNO3和NH4NO3是兩個(gè)重要的氮素來(lái)源,其含量高低可影響愈傷組織生長(zhǎng)、離體形態(tài)發(fā)生,且不同植物、不同的離體培養(yǎng)時(shí)期對(duì)KNO3和NH4NO3的需求亦不同。在紅花愈傷組織培養(yǎng)基中添加了不同濃度的KNO3和NH4NO3,觀察二者對(duì)紅花愈傷組織、不定芽和生根情況的影響。由表1可知,NO-3和NH4 均有利于細(xì)胞生長(zhǎng),當(dāng)MS培養(yǎng)基中去除NH4NO3,僅加入KNO3時(shí),細(xì)胞生長(zhǎng)緩慢,不定芽分化率極低,但分化出的不定芽伸長(zhǎng)略有伸長(zhǎng);當(dāng)MS培養(yǎng)基中僅加入NH4NO3,去除KNO3時(shí),細(xì)胞生長(zhǎng)極其緩慢,對(duì)不定芽的分化及生根沒(méi)有促進(jìn)作用;在MS培養(yǎng)基中加入2倍KNO3時(shí),細(xì)胞生長(zhǎng)快速,比正常高出4.6%,不定芽分化效果較好,對(duì)不定芽伸長(zhǎng)起到明顯的促進(jìn)作用,生根情況與正常接近;在MS培養(yǎng)基中加入2倍NH4NO3時(shí),細(xì)胞生長(zhǎng)一般,比正常低出6.2%,不定芽分化效果與正常MS接近,對(duì)不定芽伸長(zhǎng)起抑制作用,生根情況與正常MS接近。因此說(shuō)明,①細(xì)胞生長(zhǎng)量的積累和不定芽的分化、伸長(zhǎng)所需的氮源均不是單一形式的,既需要硝態(tài)氮又需要氨態(tài)氮,只有二者配合使用才能達(dá)到理想效果;② KNO3的含量加倍有利于細(xì)胞生長(zhǎng)量的積累,同時(shí)還利于紅花不定芽的分化,對(duì)不定芽的伸長(zhǎng)起到明顯的促進(jìn)作用;③NH4NO3的含量加倍,對(duì)不定芽的伸長(zhǎng)起到抑制作用。表1 氮源對(duì)紅花愈傷組織生長(zhǎng)的影響“-”表示無(wú) ; “ ”表示生長(zhǎng)緩慢 ; “ ”越多表示效果越好
 2.3 紅花培養(yǎng)物在不同酸堿性培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)情況基質(zhì)初始pH 值是植物組織和細(xì)胞培養(yǎng)的主要影響因子,它直接影響培養(yǎng)物的生長(zhǎng)、分化和物質(zhì)積累;|(zhì)最適初始pH值一般為5.0~6.0,但因植物培養(yǎng)的不同種類、不同部位及不同生理狀態(tài)而異。本實(shí)驗(yàn)將培養(yǎng)基的pH值設(shè)置5個(gè)梯度,分別為5.4,5.8,6.0,6.5,7.0觀察其對(duì)紅花培養(yǎng)物的影響。結(jié)果見表2,pH值的變化對(duì)愈傷組織的鮮重、不定芽的分化和生根均有一定影響。在一定范圍內(nèi),鮮重增長(zhǎng)量隨pH值的上升而上升,pH值為6.2時(shí),達(dá)到峰值,之后又隨之下降。當(dāng)培養(yǎng)基偏酸性即pH值為5.4時(shí),不定芽的分化率低,葉片為淺綠色、水分含量高;pH值為6.2時(shí),不定芽分化數(shù)量相對(duì)較多,且葉片顏色深綠,水分含量少,抗逆性強(qiáng);當(dāng)培養(yǎng)基為中性即pH值為7.0時(shí),不定芽分化極少,可能是由于中性環(huán)境的培養(yǎng)基過(guò)硬,不利于生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)在胞內(nèi)的運(yùn)輸,以致愈傷組織難以吸收養(yǎng)分,難以分化形成不定芽。
  2.4 溫度對(duì)紅花培養(yǎng)物的影響紅花分為春播和復(fù)播,春播紅花適宜期在4月上旬; 春播紅花在5月份處于出苗、分枝期,溫度較適宜。復(fù)播在6月左右,復(fù)播紅花7、8月處于苗期和花期生長(zhǎng)階段, 出苗期間氣溫偏高,出苗速度加快,花期是紅花開花授精、籽粒開始形成的關(guān)鍵時(shí)期,故生長(zhǎng)期間需要有較好的光熱及水肥條件,要求日平均氣溫保持在25~27℃。本實(shí)驗(yàn)將培養(yǎng)物分別置于18℃,21℃,24℃,27℃,30℃下培養(yǎng),比較不同溫度對(duì)培養(yǎng)物的培養(yǎng)效果,結(jié)果見表3,24℃是愈傷組織培養(yǎng)的最佳溫度,24~27℃形成的不定芽狀態(tài)都較好,但21℃生根效果較好。這證明了較高的氣溫利于出苗。表2 pH值對(duì)紅花生長(zhǎng)的影響“-”表示無(wú) ; “ ”表示生長(zhǎng)緩慢 ; “ ”越多表示效果越好
  2.5 濕度對(duì)紅花培養(yǎng)物的影響紅花有強(qiáng)大的直根(根深達(dá)213 c

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