马来甜龙竹种胚培养增殖芽芽尖再生体系建立

为建立马来甜龙竹高效稳定的再生体系,本研究以马来甜龙竹种胚培养增殖芽的芽尖为试验材料,研究不同植物激素、有机添加物以及弱光处理对其再生体系建立的影响。结果表明,马来甜龙竹芽尖愈伤组织诱导较适宜培养基为添加0.5~1.0 mg·L^-1 NAA和3 mg·L^-1 2,4-D的MS培养基,致密颗粒状愈伤组织诱导率达61.7%;较适宜的分化培养基为添加1 mg·L^-1 6-BA、1 mg·L^-1 KT和0.25 mg·L^-1 NAA的MS培养基,10 μmol·m^-2·s^-1弱光处理6 d,分化率达46.67%,再生苗伸长生长良好;较适宜的生根培养基为添加3 mg·L^-1 IBA的1/2 MS培养基,生根率为55%,根较粗,其中部分根长有侧根。试管苗移植到混合基质中,成活率为83.33%。本研究初步建立了马来甜龙竹种胚培养增殖芽芽尖再生体系,为马来甜龙竹遗传转化体系的研究和应用奠定了基础。     

浙江省广西越桔组织培养及遗传多样性分析

为了保育浙江省广西越桔,以凤阳山的广西越桔未成熟果实为材料,开展了未成熟种子培养、离体快繁体系建立、种群增强与回归和遗传多样性分析等研究。结果表明,接种至发育培养基(WPM+活性炭2.0 g·L^-1+谷氨酰胺0.4 g·L^-1+酶水解酪蛋白0.5 g·L^-1)后,85.19%未成熟种子发育完全,接种至萌发培养基(WPM+6-BA 1.0 mg·L^-1+GA₃ 1.5 mg·L^-1)后,30.43%发育完全的种子萌发,总萌发率为25.92%。最适增殖培养基为6号增殖培养基(WPM+ZT 0.2 mg·L^-1+NAA 0.5 mg·L^-1),增殖系数达106.67%,在生根培养基(WPM+IBA 1.0 mg·L^-1)上培养45 d后生根率为100%。种群增强与回归过程中植株长势良好,株高及株幅明显增加,部分植株与原生株及其他回归植株相比出现明显表型差异。遗传多样性分析结果显示,原生株与后代群体间的遗传相似系数在0.727 1~0.977 8之间,平均相似系数为0.841 0,极差为0.250 7。本研究成果可为浙江省广西越桔及相近处境珍稀植物的保育和利用提供理论与实践依据。     

锶对菠菜幼苗生长、光合和抗氧化酶活性的影响

为探究锶对植物生长生理的影响,以菠菜幼苗为试验材料,研究不同浓度(0、0.1、0.5和2.5 mmol·L^-1)锶处理对菠菜幼苗的叶片鲜重、叶片锶浓度、光合指标和抗氧化酶活性的影响。结果表明,0.1 mmol·L^-1 SrCl₂处理对菠菜幼苗生长和各项生理指标均未产生明显影响,叶片锶浓度在35 mg·kg^-1左右。0.5 mmol·L^-1 SrCl₂处理对菠菜幼苗生长表现为先促进后抑制;处理20 d后,抗氧化酶活性明显上升,丙二醛(MDA)、净光合速率(Pn)和叶片鲜重相较于对照组分别增加了24%和降低了15%、10%,叶片锶浓度达到318.33 mg·kg^-1。2.5 mmol·L^-1 SrCl₂处理下,植株生长受到明显抑制,抗氧化酶系统的响应更为强烈,处理20 d后MDA增加了68%,Pn和叶片鲜重分别降低了30%和48%,叶片锶浓度达到857.51 mg·kg^-1。综上,低浓度锶处理对菠菜生长未产生明显影响,但随着锶处理浓度的增加和胁迫时间的延长,植物生长受到的胁迫作用加剧。本研究为明确锶对菠菜生长生理的调控机理提供了理论依据。     

离子液体[C3mim]BF4对小白菜幼苗抗氧化特性的影响

为探讨离子液体1-丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸([C₃mim]BF₄)对植物种子萌发、幼苗生长及生理生化的影响,采用水培法检测不同浓度(0、100、200、300、400、500 mg·L^-1)[C₃mim]BF₄条件下小白菜幼苗的生长状况、活性氧水平、抗氧化酶活性及相关抗氧化酶基因表达。结果表明,浓度高于400 mg·L^-1的[C₃mim]BF₄显著抑制种子萌发;500 mg·L^-1 [C₃mim]BF₄显著抑制幼苗生长。[C₃mim]BF₄处理使小白菜叶片活性氧$\mathop{{O}}_{2}^{{\mathop{}_{\ ·}^{-}}}$、H₂O₂)水平及丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)含量升高,且随着[C₃mim]BF₄浓度的增加均呈逐渐升高的趋势。[C₃mim]BF₄使小白菜叶片谷胱甘肽还原酶(GR)活性显著升高;浓度≤300 mg·L^-1的[C₃mim]BF₄对过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)生成有一定的促进作用,而浓度高于400 mg·L^-1 [C₃mim]BF₄处理显著抑制小白菜 APX活性,高于500 mg·L^-1 [C₃mim]BF₄处理显著抑制小白菜 CAT活性;100~500 mg·L^-1[C₃mim]BF₄处理显著抑制小白菜叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性,且各处理组的SOD活性均显著低于对照。400 mg·L^-1 [C₃mim]BF₄处理0~3 h,小白菜Gu/Zn-SOD和APX基因表达量升高,处理13 d时其SOD和APX基因表达量均显著低于对照;处理0~12 h时 CAT基因表达上调,处理24 h处理后CAT表达下调。本研究结果为揭示咪唑类离子液体毒性机理提供了理论依据。     

匍匐型地被菊再生及遗传转化体系的建立

为构建有效的地被菊再生和遗传转化体系,本研究以匍匐型地被菊雨花落英叶片为外植体,研究不同苗龄和激素配比对叶盘再生的影响;通过农杆菌介导法将外源基因导入野生型植株中,研究预培养、延迟培养、抗生素浓度等遗传转化条件对转化效率的影响。结果表明,雨花落英叶盘转基因最适再生条件为,以苗龄为30 d的组培苗幼嫩叶片为外植体,设置再生培养基配方为MS+6-BA 1.5 mg·L^-1+NAA 0.8 mg·L^-1,此时再生率高达91.11%,平均芽数为5.90;最优遗传转化组合为预培养2 d,侵染5 min,共培养2 d,延迟培养5 d,之后进行选择培养。羧苄青霉素在延迟培养阶段最适抑菌浓度为400 mg·L^-1;潮霉素叶盘筛选的最适选择压为8~10 mg·L^-1,生根筛选最适浓度为11 mg·L^-1;培养后期加入6-KT可以有效提高抗性芽的再生率;调节6-BA浓度为1.0 mg·L^-1,蔗糖浓度为40 g·L^-1,可以将得到的玻璃化苗转化为正常苗。分子鉴定结果表明,15株抗性苗中有10株阳性苗,阳性苗概率为67%;与野生型植株相比,9个株系的CmERF12基因均受到了明显的抑制表达。本研究建立了地被菊雨花落英再生和遗传转化体系,为进一步进行基因功能研究和遗传改良奠定了一定的理论基础。     

60Co-γ辐照结合1-MCP处理对蓝莓贮藏品质的影响

为研究⁶⁰Co-γ辐照结合1-甲基环丙烯(1-MCP)处理对蓝莓贮藏品质的影响,以粉蓝蓝莓为试验材料,对采后蓝莓生理指标、营养指标及相关酶活性进行测定,研究0±0.5℃条件下6种处理(1.5 kGy辐照处理记为A、2.5 kGy辐照处理记为B、1.5 kGy辐照+1 μL·L^-1 1-MCP 处理记为C、2.5 kGy辐照+1 μL·L^-1 1-MCP处理记为D、1 μL·L^-1 1-MCP处理记为E,不进行任何处理记为F)对蓝莓贮藏品质的影响。结果表明,与对照(F)比较,4种处理(A、C、D、E)均能够抑制果实腐烂率的上升和风味指数的下降,延缓果实的生理代谢,更好地保持果实的营养品质和酶活性,而2.5 kGy辐照处理(B)降低了果实的硬度、L^*值、可溶性固形物含量和花色苷含量,加快了果实多聚半乳糖醛酸酶活性的上升。其中,在贮藏80 d时,A、B、C、D、E、F组蓝莓的腐烂率分别为24.94%、38.36%、13.87%、30.78%、22.96%和48.38%。因此,1.5 kGy ⁶⁰Co-γ辐照结合1 μL·L^-1 1-MCP处理蓝莓对果实的贮藏效果最好。本研究结果为蓝莓的贮藏保鲜提供了新思路。     

几种环境因子对微拟球藻营养物质积累的影响

为探究光强、光质、氮、磷四种环境因子对微拟球藻营养物质积累的影响,设计以下试验:光强试验设置光强梯度为20、80、140和200 μmol photons·m^-2·s^-1;光质试验依照RGB原理,调节红、蓝、绿光比例分别为100%、50%、0%;氮浓度试验设置氮浓度梯度为55.40、13.85、3.46、1.73 mg·L^-1;磷浓度试验设置磷浓度梯度为8.96、2.24、0.56、0.28 mg·L^-1,统一初始接种密度并测定25 d时脂肪酸及色素组成、蛋白及可溶性糖浓度。结果显示,蛋白和可溶性糖浓度随着光强的增大而增大;200 μmol photons·m^-2·s^-1 光强下微拟球藻生长速率最快、生物量最高,且蛋白(5.17 mg·mL^-1)和可溶性糖(2.40 mg·mL^-1) 浓度最大;20 μmol photons·m^-2·s^-1光强下叶绿素a比例最大。光质试验表明,红光对于微拟球藻可溶性糖积累和生长有一定促进作用,其余光质比例对其生长无显著影响,绿光有利于β-胡萝卜素积累,但纯绿光显著抑制蛋白合成。氮浓度为55.40 mg·L^-1时微拟球藻不饱和脂肪酸和二十碳五烯酸占比均达到最大,分别为68.23%和20.50%,且随着氮浓度降低,微拟球藻生长速率、蛋白及还原糖含量均显著降低。同样,随着磷浓度降低,微拟球藻生长速率和蛋白含量均显著下降,磷浓度为2.24 mg·L^-1时更适宜积累可溶性糖。本研究可为微拟球藻在不同环境因子下的营养优化培养提供理论支撑,具有一定的应用意义和经济价值。     

欧洲缬草不定根悬浮培养及其有效成分的测定

为高效生产欧洲缬草有效成分,通过分析培养基pH值、碳源、糖浓度、盐浓度、总氮(N)浓度、总磷(P)浓度等因素对其不定根悬浮培养生长的影响,确定欧洲缬草不定根悬浮培养的适宜条件,并测定在该培养条件下不定根的生长状况,同时比较正常不定根、褐化不定根、无菌苗根中缬草三酯、乙酰缬草三酯和缬草烯酸3种有效成分的含量。结果表明,欧洲缬草不定根的最佳培养条件为2倍大量元素浓度、48.46 mmol·L^-1总N浓度、1.5 mmol·L^-1总P浓度的RCM培养基,添加40 g·L^-1蔗糖、0.5 mg·L^-1 萘乙酸(NAA),pH值5.7,温度25±2℃,转速100 r·min^-1暗培养,28 d后收获。最佳培养条件下的欧洲缬草正常不定根中缬草三酯、乙酰缬草三酯、缬草烯酸的含量均最高,分别为7.222、0.355、4.016 mg·g^-1,褐化不定根中成分含量显著降低,无菌苗根中成分含量最低。本研究结果可为欧洲缬草不定根及其有效成分的规模化生产提供参考。     

风兰丛芽高效诱导及植株再生研究

为了建立高效、稳定的风兰(Neofinetia falcata)丛芽诱导体系,以非共生性萌发所获得的风兰愈伤组织和原球茎(PLB)混合物为材料,改良的MS为基本培养基,附加不同植物激素及天然附加产物,进行单因素试验,选取适宜风兰生长的各因素种类和质量浓度范围,进而通过正交及完全组合试验,研究不同植物激素种类及其质量浓度和天然附加产物对其愈伤组织诱导和增殖、丛芽发生及植株再生的影响。结果表明,较适宜的非共生性萌发培养基为改良的MS+活性炭(AC)0.5 g·L^-1,在该培养基中种子培养75 d即可获得大量原球茎;原球茎在改良的MS+6-苄氨基嘌呤(6-BA) 0.5 mg·L^-1 +萘乙酸(NAA) 0.5 mg·L^-1 + 苹果泥30 g·L^-1 + AC 0.5 g·L^-1中培养70 d,诱导出的愈伤组织大量增殖,随后由原球茎产生大量丛芽,愈伤增殖系数6.84,丛芽发生率98.96%;将诱导出的丛芽转接至相同培养基中,以“芽繁芽”方式增殖,其增殖系数可达4.36。无菌苗生根则在改良的MS + NAA 1.0 mg·L^-1 + AC 0.5 g·L^-1 + 苹果泥70 g·L^-1 中进行,生根率100%。生根苗移栽至消毒后的碎松树皮中,保温保湿培养90 d后,成活率100%。本研究建立了风兰体外高效快速繁殖体系,为进一步开展其人工繁育和栽培提供了技术支持和理论基础,同时也为其他兰科植物的离体快繁提供了技术参考。     

谷子高效离体再生基因型和培养基的筛选

谷子离体再生和遗传转化困难,极大地限制了其作为模式植物在功能基因组学研究和品种遗传改良中的应用。为筛选高效离体再生的谷子基因型,选取90份国内外的谷子种质资源,利用其成熟胚作为外植体进行离体再生培养。结果表明,不同基因型谷子出愈率、芽分化率和再生率差异较大;不同基因型的谷子出愈率在17.67%~93.67%之间,芽分化率在0%~78.89%之间,再生率在0%~40.00%之间。从中筛选出3份高效离体再生种质资源,分别为Y41、Y176和Y145,其离体再生效率分别为40.00%、37.33%和36.00%。3份种质资源在CIM3培养基上的出愈率最高,且愈伤质量较好,CIM3培养基配方为4.43 g·L^-1MS + 30 g·L^-1蔗糖 + 4 g·L^-1phytagel + 2 mg·L^-12,4-D + 0.5 mg·L^-1KT。本研究结果为谷子离体再生和遗传转化,以及推动谷子作为C₄禾谷类模式植物的进程奠定了一定的理论基础。     

川东獐牙菜体外高效再生体系的建立

为了构建川东獐牙菜(Swertia davidii Franch.)高效稳定的再生体系,以川东獐牙菜带叶茎尖、带芽茎段和叶片为材料,在单因素试验的基础上,通过完全组合及L₉(3⁴)正交试验,探究不同激素对其离体培养的影响。结果表明,川东獐牙菜3种外植体中,叶片适宜作为间接器官发生材料,在MS+2.0 mg·L^-1 6-BA+1.5 mg·L^-1 KT培养条件下,培养7 d便可见愈伤组织从切口处产生,培养30 d后即可分化出大量丛芽;不定芽在相同培养基中培养30 d后,增殖系数可达8.75。带芽茎段则适宜直接器官发生途径,其在MS +2.0 mg·L^-1 6-BA+1.0 mg·L^-1 NAA中培养7 d后,节上腋芽开始萌动,培养30 d后腋芽发生系数可达4.06;试管苗适宜的生根培养基为MS + NAA 0.05 mg·L^-1,培养30 d后即可获得再生植株,生根率为100%;生根苗经过炼苗,移栽30 d后成活率达90%以上。在川东獐牙菜的离体培养中,间接器官发生途径较直接器官发生途径效率更高。本研究通过叶愈伤组织-不定丛芽途径建立了川东獐牙菜高效再生体系,为保护其野生资源和种苗繁育提供了技术支撑,也为其遗传转化奠定了试验基础。     

黑果枸杞高效植株再生与遗传转化体系的建立

为建立高效的黑果枸杞组织培养与遗传转化体系,本研究以黑果枸杞叶片、茎节、茎段为外植体,在含有不同浓度组合的NAA和BAP培养基上进行愈伤组织和不定芽诱导比较;选择黑果枸杞叶片为材料,采用农杆菌介导法,将带有绿色荧光蛋白基因(sGFP)的双元表达载体导入黑果枸杞,探讨侵染时间和抗生素浓度对遗传转化效果的影响。结果表明,黑果枸杞的最适植株再生体系为:以叶片为外植体,MS基本培养基中添加0.5 mg·L^-1NAA和0.3 mg·L^-1BAP,愈伤组织诱导率为88.56%,不定芽诱导率为54.54%,将不定芽置于1/2MS培养基中进行生根诱导,生根率为95%;稳定高效的遗传转化体系为:农杆菌侵染液OD₆₀₀为0.25,共培养3 d,卡那霉素(kanamycin)和羧苄西林(carbenicillin)浓度分别为25和250 mg·L^-1。愈伤组织和不定芽诱导时经卡那霉素和荧光标记双重选拔,愈伤组织阳性率为85.47%,出芽生根后经PCR鉴定,阳性转化率为29%;利用实时荧光定量PCR检测转基因植株,导入的外源sGFP基因均有较高的表达水平。本研究为利用基因工程技术对黑果枸杞进行品种改良提供了技术支撑。     

解淀粉芽孢杆菌NS2降解玉米赤霉烯酮的研究

为了丰富玉米赤霉烯酮(ZEN)解毒菌种库,通过采集湖南省邵阳市等7个省市粮食样品,筛选获得1株能够高效降解ZEN的解淀粉芽孢杆菌NS2。采用高效液相色谱法检测降解前后ZEN的含量发现,液态发酵72 h,该菌对5 mg·L^-1 ZEN标准品的降解率高达96.0%,固态发酵72 h,菌株对玉米粉中2.5 mg·L^-1 ZEN标准品的降解率高达88.2%。采用高效液相色谱与四级杆飞行时间质谱联用技术检测该菌处理后的ZEN降解产物,未检测出具有毒性作用的α-玉米赤霉烯醇(α-ZOL)、β-玉米赤霉烯醇(β-ZOL)等ZEN的类似物。此外,抗菌活性试验与木聚糖酶、纤维素酶和蛋白酶活性试验显示降解菌NS2还能通过产生具有抗菌作用的次生代谢产物,抑制病原微生物大肠杆菌和鼠伤寒沙门氏菌的生长。上述结果表明,解淀粉芽孢杆菌NS2可以高效降解ZEN,具有潜在应用前景,为ZEN解毒产品的开发与应用奠定了材料基础。