紫花苜蓿与百脉根原生质体培养及不对称体细胞杂交

本研究拟通过原生体培养和不对称细胞杂交实现白脉根与苜蓿种间基因重组,为改良苜蓿饲用品质提供新的技术手段,用酶解法分离清水紫花苜蓿(Medicago sativa L.cv.‘Qingshui’)及里奥百脉根(Lotus corniculatus L.cv.‘Leon’)愈伤组织来源的原生质体,研究了酶解时间、酶液组合、甘露醇浓度、预处理条件、继代时间及培养方法等对原生质体分离和培养效果的影响。采用改良的PEG-高Ca2+-高p H法进行了不对称体细胞杂交,通过荧光染色鉴别异核体并测定融合率。结果表明,采用继代培养第8~12天的苜蓿和百脉根愈伤组织,0.55 mol·L-1CPW溶液中预处理1h或预暗培养24 h,甘露醇浓度为0.55~0.6 mol·L-1时,清水紫花苜蓿在2%纤维素酶+0.5%果胶酶+0.3%崩溃酶的酶液中酶解10 h,里奥百脉根在2%纤维素酶+0.5%果胶酶+0.3%半纤维素酶的酶液中酶解12 h,经2~3个月的固液+固体培养模式可分别获得较好的原生质体分离效果及愈伤组织再生植株。清水紫花苜蓿原生质体经3 mmol·L-1IOA处理10 min,里奥百脉根经50μg·m L-1R-6G处理10 min后融合,PEG(6000)最适浓度为35%,异源融合率为3.1%,最终获得了苜蓿与百脉根的杂种愈伤组织,为进一步培育抗臌胀病型苜蓿种质提供了新的材料。     

L.fendleri与B.napus原生质体融合改良野生优质工业用油植物研究

为了把野生优质工业用油植物基因导入到普通栽培油菜品种中 ,本文报道了野生优质工业用油植物L .fendleri的原生质体培养及其原生质体与普通栽培油菜品种原生质体融合。结果表明 :L .fendleri原生质体及两种植物融合原生质体在P8培养基上诱导出愈率高 ;来源于下胚轴的原生质体出愈率高于子叶原生质体 ;低剂量γ射线辐照处理更有利于促进原生质体融合 ;子叶原生质体间细胞融合频率高于下胚轴原生质体间细胞融合频率 ;B5培养基 +2mgZT L对提高融合原生质体细胞愈伤组织再分化最适宜 ;原生质体融合细胞再生植株高度 60～ 70cm ,叶片形状偏向L .fendleri,叶片大小、茎秆粗细、花药大小介于双亲之间 ,花型、花色偏于B .napus,花药空瘪 ,无花粉粒 ,自交不能结实     

苹果单倍体原生质体培养再生植株

以富士单倍体试管苗幼叶和幼叶诱导的愈伤组织为材料制备原生质体 ,采用不同培养方法获得原生质体愈伤组织 ,在分化培养基上成功地诱导原生质体来源的愈伤组织再生不定芽。试验结果显示试管苗幼叶诱导的愈伤组织是制备高质量原生质体的良好材料 ,每g愈伤组织可制备原生质体 4 3× 1 0 6个 ;海藻酸钠球培养法是苹果原生质体培养的适宜方法 ,最终植板率达 1 5 % ;在分化培养基中添加精氨酸能有效提高愈伤组织不定芽分化能力 ,原生质体来源的愈伤组织分化频率高达 8 8%。     

草地早熟禾愈伤组织诱导及柠檬酸对其褐化的抑制效应

本研究以草地早熟禾新歌莱德、午夜、纳苏3个品种的成熟种子为材料,研究了浸泡、研磨和接种方式等因素对愈伤组织诱导率和出愈时间的影响以及不同浓度的柠檬酸对其愈伤组织褐化的抑制效果。结果显示,浸泡48h处理有利于种子愈伤组织诱导,随着浸泡时间延长愈伤组织平均诱导率逐渐下降,且3个品种的出愈时间均推迟;在浸泡48h处理下,无论采取机械接种或随机接种方式接种,研磨处理与未经研磨处理所得到的3个品种种子愈伤组织诱导率均无明显差异;在种子浸泡48h,未经研磨处理条件下,分别采用随机接种与机械接种方式所得到的3个品种种子愈伤组织诱导率差异极显著。此外,研究表明在愈伤组织的继代培养中对愈伤组织褐化抑制效果较好的浓度是2mg·L-1,培养2周未见有褐化现象,而随柠檬酸浓度升高褐化率逐渐增加,且对照的褐化率达到25%~37.5%。经试验观察发现2 mg·L-1柠檬酸浓度对愈伤组织的增殖和分化再生无明显影响,新歌莱德、午夜、纳苏的胚性愈伤组织分化率分别为75%、50%、70%,生根率分别为85%、70%、80%。本研究初步探讨了影响草地早熟禾愈伤组织诱导的因素,解决了草地早熟禾愈伤组织继代培养中的褐化现象,完善了草地早熟禾愈伤组织诱导和再生体系建立,为利用愈伤组织再生体系进行基因工程改造研究奠定了重要的技术基础。     

海岛棉突变系体细胞培养及植株再生研究

采用埃及海岛棉辐射突变系226、188、197和埃及棉吉扎69的下胚轴为外植体,接种子改良的 MS 培养基(MS 无机盐+B_5有机元素)上,补加不同外源激素诱导愈伤组织和分化,然后经过悬浮培养,获得大量胚状体。经过重复实验,226、197能够产生大量胚状体,胚状体的发生频率分别为90%和70%左右,发生指数3.0和2.0。最适诱导培养基为改良 MS+2,4-D 0.05mg/L+KT 0.1mg/L,最适继代次数3～5次,其中需要在 IAA 1mg/L+ZT 0.1mg/L 培养基中继代2次。分化培养基为 MS+KT 1mg/L+NAA 4mg/L。然后选择淡黄或灰白松散的愈伤组织接种到悬浮培养基MS+KT 0.05mg/L 中,培养15～20d,即产生大量胚状体和胚性细胞团。在不加激素的培养基上,胚状体萌发成苗生根。对不同状态愈伤组织的过氧化物酶和酯酶同工酶进行分析表明,其酶活性和谱带差异较明显。     

中华结缕草成熟胚再生影响因素研究

以中华结缕草(Zoysia sinica Hance)成熟胚为外植体,研究了培养基、水解酪蛋白(CH)、水解乳蛋白(LH)、植物生长调节剂等对愈伤组织诱导及其生长的影响,以及不同继代周期对愈伤组织分化及植株再生的影响。结果表明:2,4-D是影响愈伤组织诱导的关键因素;MS无机成分及有机成分含量对愈伤组织生长影响不显著,附加CH 500mg/L利于愈伤组织生长;继代培养次数直接影响胚性愈伤组织的诱导及植株再生;不经继代培养转入分化培养基的愈伤组织植株再生率最高达34.2%,随继代次数的增加,再生率明显下降,继代培养3次的愈伤组织再生率低于10%。     

红花小孢子培养与胚状体诱导研究

小孢子培养是创造单倍体和双单倍体的重要途径,对提高红花的育种效率具有重要意义。为了研究红花游离小孢子的高效培养体系,用20份红花材料研究花药及小孢子培养中影响愈伤组织生长和胚发生的关键因素。结果表明,小孢子发育时期、红花品种、基本培养基和激素浓度是影响红花诱导愈伤组织的关键因素。花药培养的愈伤及胚诱导率高于游离小孢子,且受基因型影响。单核靠边期管状花长度为 0.45～0.50 cm时,诱导成功率达到68.32%。供试的20份红花材料中,有11份诱导出了愈伤组织,有1份分化出了胚状愈伤,诱导成功率为15.79%。分化培养最适培养基组合为1/2 MS+B5+ 6-BA 1.0 mg/L + NAA 1.0 mg/L;小孢子悬浮培养最适培养基激素浓度以添加6-BA 4.0 mg/L 和NAA 0.5 mg/L效果最好,诱导愈伤率为22.5%。     

胡萝卜悬浮细胞原生质体的培养研究

继代培养 4～ 5d后的胡萝卜悬浮细胞 ,经酶解获得大量原生质体 ,并在不同的培养基上培养 ,探讨了影响原生质体培养的多种因素。实验表明 :①原生质体的培养密度在 5× 1 0 4 mL～ 5× 1 0 5 mL范围内均可 ,以 2 5× 1 0 5 mL为佳 ;②对于细胞的分裂、细胞团的生长 ,以改良的B5培养最好 ,N6培养其次 ,MS较差 ;③适当降低原生质体培养基中的甘露醇浓度 ,有利于细胞的分裂和生长 ;④在本实验所涉及的培养方法之中 ,以液体浅层培养为优。     

甘蔗愈伤组织和胚性细胞团的诱导与分化因素的研究

甘蔗愈伤组织和胚性细胞团的形成与分化,主要受以下因素的影响: 材料生理状态对愈伤组织或胚性细胞团形成的数质有明显差异。夏秋两季取材培养的愈伤组织质量好,诱导频率高;同一季节取材因叶龄和部位不同,诱导频率也有很大差异,以蔗尾梢生长点以上0～5厘米,-1～-4叶龄的外植体要比10厘米以上的同叶龄材料高3倍以上,诱导频率可高达100％。试验表明在N_6和MS培养基上形成的愈伤组织生长较好,色泽鲜艳,不易衰老,增殖速度快,分化频率高;在附加有2,4—D的各种培养基上,都能诱导甘蔗嫩叶产生愈伤组织,在0.5～3毫克/升可诱范围内,愈伤组织的诱导频率,随2,4—D浓度增加而提高,但继代能力表现为负相关的下降趋势,超过4毫克/升时尤其明显。在2～3毫克/升的高浓度2,4—D培养基上形成的愈伤组织质量好,色泽鲜黄,形态结构松散呈颗粒状,生长旺盛,增殖很快,在继代过程中容易产生具有胚性结构的细胞团,这些细胞团的继代和分化能力都较强。而外形结构紧密是淡灰色半透明状的愈伤组织,其继代和分化能力都较差。不同激素配比对愈伤组织或细胞团的分化频率和根芽生长是否协调有明显影响,试验表明以K1毫克/升:NAA0.5毫克/升:IBA0.5毫克/升的配比较为理想,细胞团增殖快,形成的绿苗多,分化频率高达90％以上,而且根芽分化比差小,生长较协调。愈伤组织或细胞团的年龄与分化有明显相关性,其分化频率随年龄增长而降低,并随着继代时间愈长,分化能力也渐趋下降以至不能分化。     

海蓬子愈伤组织的诱导及植株再生

本试验研究了培养基成分对海蓬子愈伤组织诱导、继代培养、植株分化和生根的影响。结果表明:愈伤组织诱导的最适培养基是MS+Thidiazuron(TDZ)1.0mg/L+NAA1.0mg/L+蔗糖30.0g/L+琼脂7.0g/L;继代培养的最适培养基为MS+NAA1.0mg/L+TDZ0.1mg/L+蔗糖30.0g/L+Gelrite3.0g/L,愈伤组织快速生长;愈伤组织分化的培养基为MS+NAA1.0mg/L+TDZ0.1mg/L+BA2.0mg/L+蔗糖30.0g/L+琼脂7.0g/L+NaCl8g/L,愈伤组织分化频率可达62.2%。生根培养基中添加0.5mg/L的麦芽提取物(maltextract,ME)可显著增加每株的平均根数。NaCl促进海蓬子愈伤组织的分化,麦芽提取物可促进幼苗侧根的发生,但NaCl和麦芽提取物均不利于愈伤组织的诱导。本试验建立了较高频率的海蓬子愈伤组织诱导及植株再生体系。     

代谢互补抑制剂碘乙酰胺和罗丹明对3种豆科牧草原生质体活力和再长的影响

研究了不同浓度代谢互补抑制剂碘乙酰胺(IOA)和罗丹明6G(R-6G)处理与里奥百脉根(Lotuscorniculatus L.cv.Leon)、扁蓿豆(Melilotoides ruthenica(L.)Sojak)及清水紫花苜蓿(Medicago sativa L.cv.Qingshui)3种豆科牧草愈伤组织原生质体活力和再生力之间的相关性。结果表明,3～10mmol/L的IOA和40～70μg/ml的R-6G分别处理10min,可使3种豆科牧草原生质体的活力及植板率明显下降,各处理浓度与原生质体活力和植板率之间均存在极显著的负相关(p<0.01)。培养第7天,所有处理均可见再生的小细胞团;培养30～40d,抑制剂临界浓度下原生质体丧失形成愈伤组织的能力。IOA对原生质活力的抑制作用更明显,R-6G对植板率的影响更显著,并可使原生质体发出红色荧光,有利于细胞融合时亲本原生质体的标识。适宜3种豆科牧草的抑制剂及临界浓度分别是:百脉根5mmol/L IOA或50μg/ml R-6G;扁蓿豆7mmol/L IOA或70μg/ml R-6G;清水紫花苜蓿3mmol/L IOA或40μg/mL R-6G。     

旅游景观园林早熟禾合理施肥试验研究

大庆市草坪建植4年后会出现明显的退化现象,土壤施肥可以改善早熟禾营养状况,有效延缓草坪退化进程。试验采取测土配方施肥的方法研究早熟禾生长变化规律,结果表明:试验末期施肥处理的有机质降低量少于对照,氮磷钾含量高于对照,pH值略低于对照;氮磷配合处理的分蘖密度7～10月显著高于其他处理;50%饼肥处理的叶片宽度最大,6～7月氮肥处理次之,8～10月氮磷处理次之;氮磷肥处理的叶绿素含量最高,对促进叶绿素含量增加效果最佳;氮磷配合处理生长季节内草坪盖度最高,极显著高于对照,50%饼肥氮处理次之;氮磷配合处理可以显著促进早熟禾生长,50%饼肥处理次之。分析认为,氮磷配合处理对促进早熟禾生长效果最佳,100%饼肥处理最差,发酵饼肥施用比例不宜超过50%。     

沙葱叶基愈伤组织原生质体再生体系的建立

沙葱是一种具有抗旱抗寒、抗病性和适应性强等生理特性的荒漠植物。为开发利用其固有的遗传资源,本研究利用细胞工程技术建立了沙葱（Allium mongolicum Regel）叶基愈伤组织原生质体的分离、培养和植株再生实验体系。研究结果表明,酶法分离原生质体的产率和分裂频率明显取决于用于制备原生质体的愈伤组织的状态。转代培养7-10d的松软愈伤组织可分离出大量有活性的。在附加2.0mg/L2,4-D、0.2mg/L激动素、500mg/L水解乳蛋白、0.4mol/L甘露醇和2%蔗糖的MS培养基中进行液体浅层培养,4~5d后出现第一次原生质体分裂;7~10d出现第二次分裂。结果显示原生质体的分裂频率大约为5%;4周后,可见到小愈伤组织。当将原生质体分裂形成的愈伤组织转移到附加2.0mg/L6-苄氨基嘌呤（或激动素）和0.4mg/L萘乙酸（NAA）的MS固体培养基上,并在低光照条件下培养后,从愈伤组织上分化出了不定芽,进而发展成小植株,并移栽成活。本研究对沙葱抗逆遗传品质用于经济植物遗传改良的研究奠定了可行的实验基础。     

叶面喷施有机硅对草地早熟禾幼苗生长的影响

为明确有机硅对草地早熟禾幼苗生长的影响,以草地早熟禾(Poa pratensis L.)品种"午夜"为参试材料,设置7个有机硅肥梯度(0、1、2、2.5、3、4、5 mmol·L~(-1))进行叶面喷施,研究了不同浓度的有机硅对草地早熟禾苗长、苗干重、根长、根干重、根系总长、根系总表面积、根头数、叶片相对电导率及地上部硅含量的影响。结果表明,添加一定浓度的有机硅可以增加草地早熟禾的苗长、苗干重、根长、根干重、根系总长、根系总表面积和根头数,其中施有机硅2.5 mmol·L~(-1)处理表现最佳,显著高于对照,对根系平均直径有促进作用,但不显著;干旱胁迫下喷施有机硅能够减少叶片细胞电解质的渗漏,保持叶片细胞膜的完整性,提高草地早熟禾抗逆性;喷施不同浓度的有机硅均能显著提高草地早熟禾地上部含硅量,其中喷施3 mmol·L~(-1)有机硅制剂含硅量最高。可见,适宜浓度的有机硅显著促进了草地早熟禾的生长。     

棉花肉桂醇脱氢酶基因GhCAD3的克隆及原核表达

肉桂醇脱氢酶(CAD)是木质素生物合成过程中的一个关键酶类。本研究从棉花中克隆了一个CAD基因,命名为GhCAD3(GenBank登录号为FJ376601)。GhCAD3全长1573 bp,具有1个1080 bp的开放阅读框,5′非编码区为35 bp,3′非编码区为458 bp,编码359个氨基酸,预测分子量约为39.116kD,等电点为7.48。氨基酸同源性分析发现,GhCAD3与其他CAD一致性为64.13%。为了进一步研究GhCAD3基因的功能,构建了该基因的原核表达载体pET-28a-CAD3,经酶切鉴定后转化到大肠杆菌BL21(DE3)中。SDS-PAGE电泳分析表明,最佳诱导表达条件为0.5 mmol/L IPTG在37℃下诱导7 h。     

草地植被覆盖度坡度及雨强对坡面径流含沙量影响试验研究

为研究植被修复状态下径流含沙量变化。该试验运用人工模拟降雨试验方法,分析了径流含沙量草被调控效益变化。结果:1)不同降雨强度或坡度下,平均径流含沙量随草被盖度的增大而减小,草被盖度从30%~70%,含沙量分别降低约10或5 kg/m3,可用线性方程显著描述。草被消减雨强对径流含沙量影响大于草被消减坡度的。平均径流含沙量随降雨强度或坡度的增大而增大,分别可用幂函数或指数函数方程显著描述,决定系数在0.5或0.8以上。2)基于单位水流功率建立幂函数模型决定系数为0.940,模型有效系数为0.986,说明模型模拟精度都较高。3)基于坡度、雨强和盖度建立指数函数模型决定系数为0.937,模型有效系数为0.894,说明模型模拟精度都较高。该研究可以预测草地坡面含沙量,为生态建设和流域管理提供指导。     

电晕电场对细枝岩黄芪种子愈伤组织诱导与分化的影响

研究了不同电场剂量处理细枝岩黄芪种子对其愈伤组织诱导率和分化率的影响。结果表明,电场处理可以明显提高愈伤组织诱导率和分化率。电场强度为7kV/m,处理时间为100min,诱导培养基为MS+2,4-D 2.0mg/L+6-BA 1.0mg/L时出愈率可达91.0%,且生长情况较好,褐变程度轻。在MS+2,4-D 2.0mg/L+6-BA1.0mg/L诱导培养基上继代培养后的各愈伤组织分别转移到分化培养基上进行分化培养,当电场强度为7kV/m,时间为100min时分化率最高,达到78.3%。     

修剪留茬高度对北京地区草坪草耗水量的影响

水资源短缺，城市用水紧张，使得草坪灌溉用水管理受到极大关注。为了研究草坪修剪管理的节水效果，采用小型排水式蒸渗仪，通过田间实验研究了充分供水条件下3种草坪草(早熟禾、高羊茅、黑麦)不同修剪高度(留茬高度：5、10、15 cm和不修剪)处理对耗水量的影响，并根据水量平衡原理计算得到了3种草坪草的耗水量。研究结果表明：草坪草的耗水量均随修剪留茬高度增加而增加，不同草种间存在差异。3种草坪草修剪留茬高度为5 cm时较不修剪耗水量减少36.78%(早熟禾)、34.02%(高羊茅)、33.54%(黑麦)，平均减少耗水量34.78%。所得参数可以为类似地区3种草坪草灌溉系统的规划设计和节水管理提供基础理论依据。