桃SERK2 的克隆及其在不同状态愈伤组织中的表达分析

【目的】 分离克隆桃（Prunus persica L.）体细胞胚胎发生相关类受体蛋白激酶（somatic embryogenesis receptor-like kinases,SERKs）基因SERK2 ,检测其在不同状态桃愈伤组织中的表达差异,分析SERK2 与胚性愈伤组织发生的关系,为揭示组织培养困难树种桃胚性愈伤组织产生的分子机理奠定基础。【方法】 采用同源克隆法获得PpSERK2 的cDNA全长序列,运用TMPred、DNAMAN和MEGA 5.0等生物信息学软件对序列进行分析;以‘秋蜜红’花药为外植体,接种至添加2.0 mg·L ^-1 6-BA和1.0 mg·L ^-1 2,4-D的NN69培养基诱导愈伤组织;将获得的不同状态愈伤组织制作石蜡切片并进行组织细胞学观察;通过实时荧光定量PCR（qRT-PCR）对PpSERK2 在4种不同状态愈伤组织中的表达进行分析。 【结果】 克隆获得‘秋蜜红’PpSERK2 的cDNA全长序列1 881 bp,编码626个氨基酸,其蛋白质理论分子量为68.99 kD,理论等电点为5.38,具有完整的SERK蛋白的保守结构域,与牡丹（Paeonia suffruticosa ）等物种的同源性为67.88%—92.71%,且与秘鲁番茄（Solanum peruvianu ）和温州蜜柑（Citrus unshiu ）的相似性最高。在与其他物种的SERK蛋白构建的系统进化树中,PpSERK2与SpSERK1、CitSERK1和PsSERK2等聚在一起,与同源性比对结果一致。以‘秋蜜红’花药为外植体诱导获得4种不同状态的愈伤组织,组织细胞学观察发现黄色疏松状（球形胚出现）、绿色紧实状（心形胚出现）和浅黄色透明状（尚未完全形成的鱼雷形胚结构出现）的3种状态的愈伤组织细胞小、排列紧密;而黄白色水渍状愈伤组织细胞体积大、排列不规则,细胞质稀且染色浅。根据形态学和组织学的鉴定结果,可知黄色疏松状、绿色紧实状和浅黄色透明状的3种状态的愈伤组织均为胚性愈伤组织,而黄白色水渍状愈伤组织为非胚性愈伤组织。实时荧光定量PCR（qRT-PCR）结果表明,PpSERK2 在‘秋蜜红’3种状态的胚性愈伤组织中的表达量显著高于非胚性愈伤组织,且在3种胚性愈伤组织中的表达量有差异,其中在黄色疏松状愈伤组织中表达量最高,绿色紧实状次之,浅黄色透明状中最低。【结论】 克隆获得PpSERK2 的cDNA全长序列,其在3种状态的胚性愈伤组织中的表达量明显高于非胚性愈伤组织,且在黄色疏松状胚性愈伤组织中的表达量最高,PpSERK2 在桃体细胞胚发育的早期发挥作用。     

‘红颜’草莓体细胞胚发生过程中AP2/EREBP家族转录因子的表达分析及FaEREBP基因的克隆

【目的】筛选并克隆‘红颜’草莓(Fragaria×ananassa Duch.cv.‘Benihopp’)体细胞胚发生过程中AP2/EREBP家族特异性表达的基因,以期为草莓体细胞胚发生的分子调控机理研究提供理论依据。【方法】以‘红颜’草莓非胚性愈伤组织、胚性愈伤组织以及体细胞胚为试验材料,应用RNA-seq测序技术,筛选出差异表达的AP2/EREBP转录因子,并通过qRT-PCR技术,检测上调转录因子在非胚性愈伤组织、胚性愈伤组织、体细胞胚以及幼苗根、茎、叶等组织中的表达量,以同源克隆技术获得特异性表达的转录因子FaEREBP。【结果】FaEREBP编码区核苷酸序列全长822bp,编码273个氨基酸,其表达水平在胚性愈伤组织和体细胞胚中显著高于其他组织。【结论】FaEREBP是‘红颜’草莓体细胞胚发生潜在的重要转录因子。     

君子兰胚抢救及叶片再生体系建立研究

选择优良品种君子兰当年授粉未完全成熟果实,剥离胚为外植体,通过胚抢救获得愈伤组织胚,进而诱导出试管苗,通过试管苗叶片诱导愈伤组织,进而诱导不定芽的途径开展研究.以MS为基本培养基,添加不同浓度BA、ZT、2,4-D、NAA,研究不同发育时期胚诱导胚性愈伤组织、胚性愈伤组织诱导芽、丛生芽继代增殖、君子兰叶片基部不定芽诱导...     

苜蓿愈伤组织细胞学观察及芽分化的研究

以龙牧801苜蓿叶片诱导产生的愈伤组织为材料,将其接种在诱导和胚性发生培养基上,采用形态学、涂片法和石蜡切片法对愈伤组织的形态和内部细胞结构进行观察。此外,研究了NAA和KT对愈伤组织芽分化的影响。结果表明:胚性愈伤组织和非胚性愈伤组织在形态和细胞学特性方面均存在明显差异,苜蓿愈伤组织芽分化最佳激素配比为0.5 mg/L NAA+1.5 mg/L KT,研究结果将为苜蓿组培快繁奠定理论基础。     

茉莉酸信号关键转录因子OsMYC2影响水稻愈伤诱导和分化的功能初探

为了了解茉莉酸(jasmonic acid, JA)信号途径基因在水稻愈伤组织诱导和分化过程中的作用，本研究对转录因子基因OsMYC2在水稻再生过程中的功能进行了研究。利用qRT-PCR技术对OsMYC2基因在水稻愈伤诱导和分化过程中的表达进行动态分析，同时对osmyc2基因编辑突变体在水稻组织培养再生过程中的表型进行鉴定，并对osmyc2突变体愈伤中的一些重要标记基因的表达进行调查和分析。qRT-PCR基因表达鉴定结果显示，OsMYC2基因在水稻成熟胚愈伤组织诱导和分化过程中均存在一定量的表达，且在分化期的表达量相对较高。而osmyc2突变体的愈伤诱导效率和分化效率均显著低于野生型对照日本晴。同时，基因表达分析发现，OsERF101、OsBBM2和OsWUS等与再生相关的重要基因在osmyc2突变体愈伤中的表达与野生型对照相比均显著下降。由此表明，OsMYC2基因可能通过茉莉酸信号途径影响水稻成熟胚愈伤组织的诱导形成和胚性愈伤的分化。该研究对OsMYC2在水稻再生过程中的作用进行了探索性研究，为未来深入研究茉莉酸信号途径影响水稻组织培养的分子机制提供了一定的理论基础。     

葡萄风信子体细胞胚再生体系的建立及抗生素敏感性试验

【目的】建立葡萄风信子体细胞胚再生体系,通过外部形态判断愈伤组织的类型,并探索胚性愈伤组织对头孢霉素和潮霉素的敏感性。【方法】以多年生葡萄风信子‘蓝穗’的盛花期叶片为试验材料,通过正交试验筛选胚性愈伤组织诱导时适宜的植物生长调节剂质量浓度及配比;石蜡切片法观察不同愈伤组织内部的细胞结构,诱导具有胚性的愈伤组织形成体细胞胚,进而获得再生植株;在培养基中加入头孢霉素或潮霉素,观察2种抗生素对胚性愈伤组织生长和体细胞胚发生的影响。【结果】葡萄风信子胚性愈伤组织诱导的适宜培养基为MS+0.5mg/L 2,4-D+0.1mg/L TDZ,在该培养基上诱导率高达100%。石蜡切片观察发现,外观质地紧密、节状或块状的愈伤组织为胚性愈伤组织。胚性愈伤组织在不含任何激素的MS培养基上可诱导形成体细胞胚,在光照条件下体细胞胚伸长并生根,最后形成成熟小鳞茎。头孢霉素质量浓度超过500mg/L时,葡萄风信子胚性愈伤组织的生长和体细胞胚的发生受到强烈抑制;引起胚性愈伤组织褐变的潮霉素临界质量浓度为90mg/L。【结论】建立了葡萄风信子体细胞胚再生体系,90mg/L潮霉素可作为区分转化与非转化葡萄风信子胚性愈伤组织的有效选择压。     

棉花新陆早17号愈伤组织中盐响应相关基因的表达分析

[目的]愈伤组织是一种研究植物生长发育及基因调控的理想实验材料,开展盐胁迫对棉花愈伤组织基因表达影响的研究,有助于阐明棉花愈伤组织基因的表达特性.[方法]对棉花新陆早17号品种非胚性愈伤和胚性愈伤进行盐胁迫处理,采用半定量RT-PCR技术,对棉花不同基因GhATPase-b、GhBADH、GhNHX1和GhP5 CS盐响应相关基因在不同NaC1浓度胁迫0、14和28 d时的表达情况进行分析.[结果]100 mmol/LNaC1促进棉花非胚性愈伤和胚性愈伤的生长分化;在新诱导的非胚性愈伤中,GhNHX1的表达水平先降低后小幅升高,而GhA TP ase-b、GhBADH及GhP5CS相对表达量随处理时间延长均呈上调表达;在继代多次的非胚性愈伤中,GhNHX1与GhBADH在处理期间相对表达量先降低后升高,GhATPase-b与GhP5CS相对表达量随处理时间延长均呈上调表达;胚性愈伤中,仅GhA TPase-b的表达量随处理时间增加持续升高,其余基因在处理期间相对表达量先降低后升高.[结论]适量NaC1可促进棉花非胚性愈伤和胚性愈伤的生长分化;不同阶段的棉花愈伤组织基因表达模式的不同,表明这些愈伤组织可能采用不同的机制响应NaCl的胁迫.     

龙牙(木忽)木体细胞胚状体发生及植株再生

龙牙(木忽)木叶柄培养诱导胚性愈伤组织,进一步分化形成体细胞胚状体,并发育成完整植株。初代培养以MS BA NAA培养顶芽,当芽萌发后取幼嫩叶柄在含有2,4-D的MS培养基上进行愈伤组织诱导,将胚性愈伤组织继代培养,成熟的体细胞胚状体经分化形成完整植株。     

TDZ对非洲紫罗兰叶外植体体细胞胚发生的效应

研究了不同浓度TDZ对两个非洲紫罗兰品种Elizabeth和Nilson Blue叶片外植体愈伤组织形成、类型以及体细胞胚形成与发育的影响。结果表明,Elizabeth与Nilson Blue在培养反应、再生潜力及形态发生途径上均存在显著差异。TDZ提高叶片愈伤率,促进愈伤组织生长,适宜浓度为0.5~1.0 mg.L-1;TDZ与NAA组合能高效诱导Elizabeth胚性愈伤组织形成和体细胞胚发生。扫描电镜观察表明:随TDZ浓度增加,体细胞胚发育加快,同步化程度高。Elizabeth叶片外植体体细胞胚诱导最适培养基为MS+0.2 mg.L-1NAA+1.0 mg.L-1TDZ。     

栓皮栎胚性和非胚性愈伤组织生化特性研究

植物体细胞胚胎发生是一个复杂的过程,为进一步揭示胚性愈伤组织诱导的潜在能力,以栓皮栎未成熟合子胚诱导产生的胚性愈伤组织和非胚性愈伤组织为材料,通过对可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白、游离脯氨酸、总酚含量和蛋白酶活性的测定,研究体细胞胚胎发生过程中2种愈伤组织生化特性的差异。结果表明,胚性愈伤组织中可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白质及脯氨酸含量分别为97.6、25.3、28.3 mg·g^-1和202.8 mg·g^-1,均高于非胚性愈伤组织;两者的蛋白酶活性无显著性差异;但非胚性愈伤组织中多酚类化合物的含量显著高于胚性愈伤组织。     

月季“黄和平”体细胞胚诱导的初步研究

以月季(Rosa chinensis)“黄和平”的幼嫩叶片为外植体,研究了不同植物生长调节剂对其愈伤组织和体细胞胚诱导的影响.结果表明,在愈伤组织诱导试验中,MS+3 mg/L 2,4-D+0.5 mg/L 6-BA效果最好,诱导率达94.8％;在体细胞胚诱导试验中,其最适诱导培养基为MS+1.2 mg/L TDZ,暗培养8d后转入光下培养,体细胞胚诱导率最高,达33.3％,暗培养超过8d,外植体易形成愈伤组织而不利于体细胞胚的诱导.     

龙牙忽木体细胞胚状体发生及植株再生

龙牙忽木叶柄培养诱导性胚性愈伤组织,进一步分化形成体细胞胚状体,并发育成完整植株。初代培养以MS＋BA＋NAA培养顶芽,当芽萌发后取幼嫩叶柄在含有2,4－D的MS培养基上进行愈伤组织诱导,将胚性愈伤组织继代培养,成熟的体细胞胚状体经分化形成完整植株。     

用基因枪法将Bt杀虫基因导入水稻愈伤组织的研究

从水稻成熟胚诱导出的愈伤组织经继代培养后可以产生大量的胚性愈伤组织。本研究采用基因枪法转化上述胚性愈伤组织 ,在附加羧苄青霉素 (5 0 0 μg· m L-1)和卡那霉素 (5 0 μg·m L-1)的选择培养基上进行抗性愈伤组织的筛选 ,在附加羧苄青霉素 (5 0 0 μg· m L-1)和卡那霉素 (2 5 μg· m L-1)的分化培养基上诱导抗性芽。GUS酶活性检测和对基因组 DNA作 PCR检测结果均为阳性 ,证明外源目的基因 (Bt)已在寒地水稻抗性愈伤组织中整合并表达。抗性再生植株的 GUS酶活性及 PCR检测正在进行中     

魔芋再生植株形态发生途径的细胞组织学观察

本研究发现魔芋再生植株的形态发生途径除愈伤组织发生不定芽生根外，还有愈伤组织发生不定根再生芽、发生小块茎出芽、形成体细胞胚和块茎休眠芽萌发直接成苗等４种．还发现魔芋体细胞胚的发生不同于植物组织培养中体细胞胚形成的一般情况，它有时发生在芽苞片切口处和愈伤组织表面，有时发生在愈伤组织内部，前者由多细胞的拟分生组织发育而成，后者起源于单个胚原始细胞．胚原细胞分裂产生二细胞原胚，之后无序分裂发育形成具有明显珠芽结构的块茎原始体．     

日本落叶松体细胞胚胎发生的研究

[目的]对日本落叶松体细胞胚胎发生进行系统研究。[方法]以日本落叶松5个品种的未成熟合子胚为外植体,研究基本培养基、品种基因型、杂交系和纯系品种对日本落叶松愈伤组织诱导的影响,以及ABA对体细胞胚成熟及植株再生的影响。[结果]通过对日本落叶松胚性愈伤组织的诱导和体细胞胚的成熟培养获得再生植株。2种基本培养基中,DCR对胚性愈伤组织的诱导频率最高,达54.0%;落叶松品种之间的愈伤组织诱导率有差异,以杂交品种愈伤组织的诱导率最高,达71.4%,优于纯系的落叶松品种（27.3%～50.0%）;在体细胞胚的成熟培养过程中,ABA可严重影响体细胞胚的发育,并影响到其以后的萌发能力和植株再生。[结论]杂交品系更有利于胚性愈伤组织诱导,ABA对日本落叶松体细胞胚胎发育起重要作用。     

巴西橡胶树的次生体细胞胚胎发生——一种新的长期性体细胞胚胎发生诱导方法

在橡胶树中,以未成熟种子的内珠被为外植体通过其胚性愈伤组织的继代增殖可以持续不断地诱导体细胞胚胎,该方法称为持久体细胞胚胎发生(Maintained Somatic Embryogenesis,MSE)。然而,直接利用内珠被组织诱导易碎型胚性愈伤组织系不但频率很低,而且迄今仅无性系PB260和RRIM703能够藉此途径实现体细胞胚胎的长期诱导。本研究以体细胞胚胎为外植体成功诱导和建立可增殖胚性愈伤组织系。组织学分析显示,体胚外植体切口边缘表皮及周维管细胞脱分化导致易碎型胚性愈伤组织的产生。所获愈伤组织经继代增殖和筛选最终得以建立胚性愈伤组织系。该新方法被称为间接次生体细胞胚胎发生(Indirect Secondary Somatic Embryogenesis,SSE)。我们还就体胚及内珠被2种外植体诱导胚性愈伤系的潜力进行了深入比较。结果表明,采用体胚外植体诱导胚性愈伤组织系其频率明显高于内珠被外植体。除了PB260和RRIM703之外,我们通过SSE途径还成功建立了无性系PB217的胚性愈伤组织系,而该无性系之前一直难以用MSE法获得其胚性愈伤系。此外,采用SSE法建立胚性愈伤系所需继代培养的次数也大为减少。对于不少仅实现初生体细胞胚胎发生的无性系而言,该方法无疑为其长期性体胚发生的诱导开辟了一条新的途径。     

杂交构树体细胞胚诱导研究

以杂交构树叶片为材料,建立通过愈伤组织制备体细胞胚的技术途径。结果表明,光照强度750 lx、构树幼叶面积4~5 cm~2有利于诱导愈伤组织。最佳诱导培养基为MS+0.2 mg/L 6-BA+1.0 mg/L 2,4-D,pH值6.0,其愈伤组织诱导率达94.6%。构树愈伤组织最佳继代培养基为MS+0.2 mg/L 6-BA+0.1 mg/L KT,p H值6.2,愈伤组织增殖速度快。选择表面颗粒多、质地松软、浅黄色或白色的愈伤组织进行体细胞胚诱导,最佳诱导培养基为MS+2.0 mg/L 6-BA+1.0 mg/L NAA,p H值6.4,体细胞胚的发生频率达到96.0%。     

花生子叶不定芽的诱导和组织细胞学观察

以MS＋6.79μmol/L2,4-D＋22.19μmol/L6-BA为诱导培养基,以花生成熟种子子叶为外植体,诱导出大量丛生芽和少量体细胞胚;组织细胞学观察发现,子叶外植体不经过愈伤组织,直接诱导分化出丛生芽和体细胞胚,属于直接发生途径;并且子叶丛生芽和体细胞胚起源于外植体表皮或皮层细胞,为外起源方式。     

尾叶桉不同类型愈伤组织APX类基因转录水平及酶活性的差异

比较尾叶桉(Eucalyptus urophylla)不同类型愈伤组织抗坏血酸过氧化物酶(APX)酶活性及APX基因转录水平,探讨愈伤分化与不同位置APX表达的关系.将下胚轴接种在愈伤诱导培养基中,外植体膨大后先形成白色愈伤组织,随后继续膨大并分化成白色、红色、绿色愈伤组织,绿色愈伤组织可进一步分化形成带芽点绿色愈伤组织.检测不同愈伤组织APX酶活性,qPCR比较过氧化物酶体(APX1-3)、细胞质(APX4-6)和叶绿体(APX7-9)中共9个APX基因的转录水平.4种不同类型愈伤组织的APX酶活性由大到小依次为红色、绿色、带芽点绿色和白色愈伤组织.与红色愈伤组织相比,绿色愈伤组织和带芽点绿色愈伤组织中的APX1、APX2、APX3、APX5、APX6、APX7、APX8的转录水平均增强.设红色愈伤组织基因的相对表达量为1,这7个基因在绿色愈伤组织中的相对表达水平分别为1.416、1.917、1.612、2.719、2.321、1.591、21.004;7个基因在带芽点绿色愈伤组织中的相对表达水平分别为2.313、2.517、2.612、3.856、1.493、2.534、29.357.除APX6外,其余6个基因转录水平均为带芽点绿色愈伤组织最高,红色愈伤组织最低.结果表明,过氧化物酶体、细胞质和叶绿体中的APX基因总体表达上调促进了芽原基的分化.绿色愈伤和带芽点绿色愈伤中叶绿体APX8转录水平显著升高,说明APX8表达与叶绿体发育密切相关.     

巴西橡胶树花药体细胞胚胎发生的研究—培养基配方优化及体胚发生的组织学观察

利用来自巴西橡胶树(Hevea brasiliensis Muell.Arg)未成熟花药的愈伤组织进行了体细胞胚胎发生的研究。采用附加BAP、NAA及2,4-D各1mg/L的改良MS培养基诱导获得带有明显前胚结构的胚性愈伤组织。将这些愈伤组织再转移到含有1mg/L激动素及0.1mg/LIAA的培养基上进行培养继而获得体细胞胚胎。胚性愈伤组织的组织学研究结果显示,体细胞胚胎产生于愈伤组织外表的分生组织细胞。此外,在愈伤组织诱导及体细胞胚胎发生中均观察到克隆变异的发生。