柳枝稷的组织培养技术研究

[目的]探索柳枝稷的不同组培条件,优化其诱导和分化培养基。[方法]以柳枝稷幼穗为外植体进行组织培养获得组培苗,建立相应的植株再生系统。[结果]愈伤组织诱导培养基为MS＋5．00mg／L2,4-D＋0．15mg／L6．BA＋3．00％蔗糖＋0．75％琼脂;继代与增殖培养基为MS＋4．00mg／L2,4-D＋3．00％蔗糖＋0．75％琼脂;分化培养基为MS＋0．2mg／L KT＋3．00％蔗糖＋0．75％琼脂;生根培养基为1／2MS＋0．80％蔗糖＋0．70％琼脂。愈伤组织诱导和继代培养阶段培养温度为24℃,在分化和生根培养阶段培养温度为28℃。幼穗外植体的出愈率达95％,愈伤组织增殖率在800％-1000％以上,分化率达80％以上,生根率在98％以上。经炼苗后,获得的组培苗的移栽成活率达95％以上。[结论]采用优化激素搭配的培养基可得到高效的诱导率、分化率和生根率。     

农杆菌介导的柳枝稷遗传转化体系的优化

【目的】为建立农杆菌介导的柳枝稷高效再生及遗传转化体系。【方法】试验以柳枝稷品种Alamo、Performer及Blackwell的成熟种子为外植体诱导愈伤组织。愈伤诱导6周后,借助解剖镜观察愈伤形态,去除愈伤组织外层含水量大、海绵状愈伤组织,挑选位于愈伤组织中心位置的核状、紧实型愈伤置于继代培养基培养。暗培养3周后,在解剖镜下挑选结构松脆、生长旺盛的愈伤组织按细胞系继代增殖培养。该类愈伤组织易于分化,属单子叶植物愈伤组织分类中的第Ⅱ型。经两次继代增殖培养后,可以获得足够的愈伤组织进行再生和遗传转化研究。为优化柳枝稷Ⅱ型愈伤组织的农杆菌侵染流程,试验比较了3种农杆菌侵染流程下的转基因效率。真空和干燥处理（VD）：将装有愈伤组织及菌液的50 mL离心管置于真空泵中抽真空10 min（压力-0.8MPa）,28℃, 80 r/min慢摇20 min后弃菌液,将愈伤组织堆放于3层滤纸上干燥处理2 h,随后将愈伤组织转入含有500 μL无菌水的2层滤纸上进行共培养;冷处理加真空和干燥处理（CVD）：侵染前将愈伤组织置于3%麦芽糖、300 μmol·L^-1谷氨酰胺（Gln）溶液中冰浴20 min,然后依VD流程侵染,共培养阶段用MP培养基代替无菌水;渗透冷处理加真空和干燥处理（PVD）：用6%的麦芽糖溶液替代CVD中3%麦芽糖溶液。通过比较Gus染色及PCR阳性率来评价三种方法的转化效率。【结果】愈伤挑选方法不仅从柳枝稷低地型品种中挑选得到再生率达95%以上的Ⅱ型愈伤细胞系,也首次获得高地型品种Blackwell的Ⅱ型愈伤组织,分化率达50%。不同转化方法评价过程中发现,低地型品种AlamoⅡ型愈伤组织采用CVD农杆菌侵染流程转化效率最高,达72%,显著高于侵染流程VD（53%）和PVD（44%）。应用CVD转化法,Performer转化率达96%;首次成功进行了高地型品种Blackwell的遗传转化,转化效率为5.6%。【结论】本研究建立了借助解剖镜挑选柳枝稷易于再生的Ⅱ型愈伤组织的方法,该方法适用于柳枝稷不同生态型品种;农杆菌转化过程中采用CVD侵染流程可显著提高转基因效率。本研究首次报道了柳枝稷Ⅱ型愈伤组织的挑选流程,建立了适合不同生态型柳枝稷的高效再生及遗传转化体系,首次获得高地型品种Blackwell的转基因植株,为柳枝稷遗传改良及其功能基因研究奠定基础。该方法也适用与其他难于再生的单子叶植物再生及遗传转化体系的建立。     

3个新引进柳枝稷品种生长、栽培密度及生物量的研究

引进3个不同生态类型的柳枝稷(Alamo,Kanlow,Cave-in-Rock)优良品种,研究其生长、栽培密度、生物量等.结果表明,3个品种发芽率较高,均值为91.87%.Cave-in-Rock种子质量最高,无论发芽率还是千粒重均为最大;3个品种生长周期为5~6个月不等;5 250 g·hm-2播种量为3个品种的最佳播种量;在最佳播种量时,单位面积内3个品种的1 a生和2 a生的株数与产量间的关系均为正相关,但2 a生的产量显著高于1 a生的;生物量Alamo产量最高,Cave-in-Rock次之,Kanlow最低,经过筛选,Alamo和Cave-in-Rock较适宜在中国中部地区栽培推广.     

红掌愈伤组织培养及不定芽分化影响因素的研究

[目的]构建红掌愈伤组织培养再生植株的技术体系.[方法]以红掌叶片和叶柄愈伤组织为继代培养的外植体材料,探讨红掌品种、外植体大小、激素条件对愈伤组织不定芽分化的影响.[结果]红掌品种YNG1叶片愈伤组织的不定芽分化率最高,叶柄愈伤组织的不定芽分化率则以品种YNG2最高,而品种YNG3和YNG5仅叶片愈伤组织能分化不定芽,叶柄愈伤组织均无分化;与细胞分裂素6-BA相比,向分化培养基中添加ZT与TDZ可促进叶片愈伤组织的增殖及不定芽分化;选取直径约1.0～1.5 cm的愈伤组织块进行继代培养,不定芽分化较多,同时可缩短不定芽分化时间.[结论]该研究为构建稳定高效的红掌组培快繁技术体系提供了新的试验依据.     

柳枝稷苗期对钾营养胁迫耐受性的综合评价

为明确能源作物柳枝稷在缺钾条件下的耐受能力,筛选出耐贫瘠性强的优质种质资源,以13个柳枝稷品种为供试材料,在人工气候室中开展水培试验,通过相关农艺性状和生理指标等评价指标的测定,采用标准差系数赋予权重法对柳枝稷在缺钾胁迫下的表现做出综合评价。结果表明:在缺钾胁迫下,13个柳枝稷品种地上及地下部的生长均受到显著抑制,具体表现为:生长速度下降,叶绿素含量减少,光合面积减少,光合速率降低,进而导致其总生物量积累下降。由标准差系数赋予权重法得出的13个品种耐胁迫性由高到低依次为:Cave-In-Rock、Trailblazer、BJ-5、Forestburg、BJ-4、Pathfinder、BJ-3、BJ-2、Blackwell、Alamo、BJ-1、BJ-6、Kanlow。     

柳枝稷成熟胚愈伤组织诱导的影响因素

为优化柳枝稷愈伤组织诱导培养条件,以柳枝稷成熟胚为外植体,通过正交设计,研究基因型、2,4-D、6-BA、基本培养基、碳源和pH等因素对柳枝稷成熟胚愈伤组织诱导的影响。结果表明,6种因素中,2,4-D对柳枝稷成熟胚愈伤组织诱导的胚性愈伤率影响最大,6-BA次之,再次为基本培养基,而基因型、碳源和pH对胚性愈伤率影响较小。柳枝稷成熟胚愈伤组织诱导的最佳培养基组合为2,4-D 5 mg/L,6-BA0.2mg/L,基本培养基B5或MS或N6以及基因型西稷3号。柳枝稷成熟胚愈伤组织诱导的胚性愈伤率与出愈率、愈伤组织鲜质量和干质量均呈显著正相关关系,出愈率与愈伤组织干质量和愈伤组织鲜质量无显著相关性。     

生石花离体培养与快繁研究

[目的]建立番杏科生石花多肉花卉的快繁技术体系.[方法]以其叶肉为外植体,以MS为基本培养基,研究不同消毒时间、不同激素质量浓度配比对外植体的诱导、增殖与生根的影响,建立适合生石花离体快繁的技术体系.[结果]外植体最佳的消毒方式为5 s75％酒精+8 min NaClO溶液,无菌率高达41.2％,成活率高达45.6％;最佳启动培养基为MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.4 mg/L,愈伤组织诱导培养基为MS+ 6-BA0.5 mg/L+NAA 0.01 mg/L,愈伤组织诱导率达71.5％,丛芽分化率达51.5％;生根培养基为1/2MS+NAA0.1 mg/L,生根率达95.5％,炼苗后移栽苗成活率达90％以上.[结论]成功建立生石花离体快繁技术体系.     

不同玉米自交系幼胚愈伤组织诱导和分化的研究

[目的]通过对玉米幼胚培养,建立一套稳定性好、再生率高的组织培养体系.[方法]以4个玉米自交系幼胚为外植体,研究不同基因型、幼胚大小、2,4-D浓度、AgN03浓度对愈伤组织诱导的影响,进一步研究6 - BA和蔗糖浓度对愈伤组织分化及IBA和NAA对再生苗的生根影响.[结果]2,4-D浓度为2.0 ～3.0mg/L,幼胚长度为1.0～2.0 mm时,对胚性愈伤组织诱导有良好效果;在诱导期间采用隔代法添加10 mg/LAgNO3能提高胚性愈伤组织的诱导率;当6- BA为0.5 mg/L、蔗糖浓度为50 g/L时,愈伤组织分化率最高且有利于小植株的形成;IBA浓度为0.6 mg/L对植株生根较有利.[结论]对4个玉米自交系幼胚培养研究筛选出适宜玉米幼胚培养的最佳诱导、分化及生根培养基.     

黄河三角洲盐碱地不同柳枝稷品种生长特性比较

采用田间随机区组试验方法,分析4个品种(系)柳枝稷(Alamo、JAp-014、CHp-005和CAp-017)在黄河三角洲盐碱地1~3年生的株高、分蘖数、叶长、叶宽和产量等农艺性状,并用灰色关联度分析法评价了其适应性,以期筛选出适合该地区种植的柳枝稷品种。结果表明:4个品种(系)柳枝稷在连续3年生长过程中,株高、叶长、叶宽和产量差异显著,按Alamo、JAp-014、CHp-005和CAp-017顺序呈递减趋势,3年生Alamo最高分别达到211.80cm、54.90cm、1.57cm和7.20t/hm2;株高、叶长、叶宽与产量之间均有显著的相关性。不同品种间的分蘖数则因生长年限而异。4个品种(系)柳枝稷加权关联度和等权关联度均为AlamoJAp-014CHp-005CAp-017,表明Alamo适应性强,为供试品种(系)中最适宜在黄河三角洲盐碱地种植推广的品种。     

西北盐碱地区不同柳枝稷品种光合特性与产量比较

为选择光合性能强、生物质产量高的柳枝稷品种,在宁夏银北盐碱地区,以11个能源作物柳枝稷(Panicum virgatum)品种为材料,利用灰色关联度分析法对它们开花期的蒸腾速率、气孔导度、净光合速率、胞间CO₂浓度、水分利用效率5个光合指标和产量进行研究。结果表明:在盐碱地条件下,不同柳枝稷品种开花期的光合特性与产量差异显著,综合表现为:Cave-in-Rock>Alamo>Kanlow>Forestberg>Ansai>Pathfinder>Nebraska 28>Japan>Trailblazer>NewYork>Black Well。其中,Cave-in-Rock加权关联度与理想品种的关联度最大,产量较高,综合表现最优; Alamo和Kanlow加权关联度分别为0.711、0.654,且生物质产量高,分别为20.47、17.93 t·hm^-2。经综合评价,Cave-in-Rock、Alamo、Kanlow在西北盐碱地区具有较高的产量潜力。Black Well、NewYork、Trailblazer、Japan、Nebraska 28综合表现较差,其他品种综合表现为中等水平。     

植物生长调节剂TDZ在草莓花药培养中的应用

[目的]探讨植物生长调节剂TDE在草莓花药培养中的应用。[方法]采用不同浓度TDZ与NAA植物生长素进行组合,观察其对草莓愈伤组织诱导及其分化的影响。[结果]MS＋TDZ1.0mg/L＋NAA0.5mg/L适用于草莓愈伤组织的分化,分化率高达75%,但TDZ对草莓愈伤组织的诱导无显著作用。[结论]该研究结果为草莓通过花药培养途径进行规模生产提供参考。     

影响羊草愈伤组织分化因素的研究

[目的]探索影响羊草愈伤组织分化及再生的因素,为羊草组织培养及转基因受体系统建立提供理论依据。[方法]选取5种类型羊草种子进行组织培养,研究在愈伤组织继代、分化培养过程中培养基类型、激素种类和浓度、低温处理等因素对分化率的影响。[结果]不同种群的羊草愈伤组织分化率差异极大;在愈伤组织诱导和继代过程中添加2.0mg/L2,4-D有利于羊草胚性愈伤组织再生能力的保持;继代培养时,不同种类培养基对分化率影响不大,低温处理不能提高长时间继代培养愈伤组织的分化率;分化培养时,外源激素对提高羊草分化率作用不大。[结论]影响羊草愈伤组织分化率的因素主要包括种质资源以及诱导和继代过程中的激素浓度。     

胡萝卜幼苗根、茎、叶组织培养再生植株

[目的]研究胡萝卜幼苗的组织培养再生技术。[方法]以培养约2个月的胡萝卜幼苗为材料,分别取幼苗的根、茎、叶为外植体,研究不同培养基、不同外植体对愈伤组织诱导的影响,以及培养基对愈伤组织分化的影响。[结果]根、茎、叶为外植体均能产生愈伤组织,但以茎为外植体诱导的愈伤组织质量最佳,其愈伤组织的诱导率和分化率均为最高。[结论]建立了胡萝卜试管培养幼苗的愈伤组织诱导和再生植株体系,为今后的试验打下了基础。     

延龄草愈伤组织的诱导及植株再生

[目的]建立延龄草愈伤组织诱导、增殖和分化再生体系。[方法]以延龄草块根、根尖为外植体,应用正交试验方法设计植物生长调节剂组合和质量浓度配比,研究植物生长调节剂对延龄草愈伤组织形成、增殖和分化的影响。[结果]1/2MS是最适合延龄草块根、根尖诱导愈伤的培养基,添加6-BA 1.2 mg/L和IAA 0.6 mg/L的1/2MS培养基最适合于愈伤组织的诱导,其中以根尖愈伤组织的诱导效果最好,在添加6-BA 0.5 mg/L、IAA 0.6 mg/L的培养基中,愈伤组织的分化率最高,附加6-BA 1.2 mg/L、IAA 1.0 mg/L的1/2MS培养基为生根适宜培养基。[结论]延龄草的块茎和根尖外植体在适宜的激素组合中均可通过愈伤组织途径分化出不定芽,继而得到正常生长、发育的再生植株。     

啤酒大麦幼胚愈伤组织诱导和植株高效再生

[目的]筛选出组织培养特性优良的大麦遗传转化受体。[方法]以7个大麦优良品种为实验材料,幼胚为外植体,研究基因型、培养基、激素等对大麦幼胚愈伤组织的诱导及植株再生的影响。[结果]在愈伤组织诱导过程中,甘啤4号等4个品种在三种诱导培养基上出愈率均较高,达100%;2,4-D与dicamba联用的MS2培养基上形成的愈伤组织质量优于MS1和MS3;品种间愈伤组织分化率差异显著,秀81-47分化率为88.9%,略低于模式品种Golden Prom ise;不同分化培养基的分化效率不同,在RN1培养基上的平均分化率较高。[结论]该试验筛选出愈伤组织诱导频率和绿苗分化率均较高,适合于遗传转化的受体材料,如秀81-47,甘啤4号。     

高原野生濒危药材独一味的组培快繁技术研究

[目的]探究独一味组培快繁技术体系,保护并合理利用独一味资源.[方法]选取独一味无菌苗的子叶、嫩芽和幼根为外植体,采用不同类型的培养基和不同种类的植物生长调节剂进行组培快繁研究.[结果]独一味幼叶、嫩芽和幼根均可诱导出愈伤组织,其中幼根的愈伤组织诱导率最高,达93.5％,出愈时间为7d,最适诱导培养基为MS ＋1.0mg/L2,4-D＋ 0.5 mg/L 6-BA＋ 0.5 mg/L NAA;丛生芽诱导的适宜培养基为MS＋ 1.0 mg/L 6-BA＋ 0.5 mg/L NAA,诱导率达88.8％;生根的适宜培养基为1/2 MS＋ 0.5 mg/L NAA,诱导率高达97.9％.[结论]利用组织培养技术能够实现独一味的快速繁殖,为独一味资源的可持续利用提供参考.     

不同小麦品种成熟胚愈伤组织的培养研究

[目的]通过对河北省小麦品种的种子进行组织培养,探索适合河北省栽培小麦品种的培养条件,为河北省小麦的遗传改良工作奠定基础。[方法]对4种不同小麦品种的成熟胚进行离体培养,研究影响小麦愈伤组织诱导的因素。[结果]结果表明:将成熟胚盾片向上放置可明显提高愈伤组织的诱导率;利用2 mg/L 2,4-D并添加水解酪蛋白,可使不同品种小麦愈伤组织得出愈率均高达80%;此外,不同品种的出愈率随着2,4-D浓度的升高存在较大差别。[结论]该研究探索影响小麦成熟胚愈伤组织诱导的因素,建立一套合适的植株再生体系,为加强我国小麦的遗传转化奠定了基础。     

原种黑麦草组培再生体系建立初探

[目的]探索原种黑麦草愈伤组织诱导和植株再生方法,为多年生黑麦草原种的转基因研究奠定基础。[方法]以多年生黑麦草原种成熟种子为外植体,在组织培养条件下,施以不同浓度的激素进行培养,研究不同激素组合对愈伤组织诱导以及植株再生的影响。[结果]MS基本培养基中添加5.0 mg/L 2,4-D时愈伤组织诱导率最高,达64.85%;愈伤组织在MS附加1 mg/L 6-BA和0.5 mg/L IBA的分化培养基中分化率最高,为37%;不定芽在添加0.1 mg/L IBA的生根培养基中生根率为96%。[结论]黑麦草原种愈伤组织再生体系成功建立。     

兰州百合鳞茎再生繁殖体系的建立

[目的]建立兰州百合鳞茎快繁体系,并测定丛芽与鳞茎的淀粉含量,为系统研究兰州百合鳞茎离体再生过程中淀粉的代谢奠定基础.[方法]以兰州百合鳞片为外植体,探讨不同消毒剂组合、激素与蔗糖用量对鳞茎诱导培养过程的影响.[结果]随着75％乙醇（10～30 s）与0.1％升汞消毒时间（7～10min）的延长,外植体鳞片污染数不断下降,但诱导芽数表现为先上升后下降的趋势,以75％乙醇消毒30 s＋0.1％升汞消毒10 min组合的消毒效果最好,外植体污染率和芽诱导率分别为12.33％和91.00％.使用1000倍多菌灵处理10 min后,再使用75％乙醇30 s ＋0.1％升汞7～13 min组合进行消毒,可明显降低鳞片污染率3.00％～5.00％（绝对值）.在MS＋0.03 mg/L NAA＋30.0 g/L蔗糖＋5.0 g/L琼脂培养基中添加6-BA 0.5～1.0 mg/L,可显著提高平均芽诱导数;在MS＋5.0 g/L琼脂培养基中添加30.0～60.0 g/L蔗糖,对外植体芽诱导无明显影响;培养基MS＋1.0 mg/L 6-BA＋0.03 mg/L NAA＋30.0 g/L蔗糖＋5.0 g/L琼脂是外植体芽诱导的最适培养基.MS＋0.50 mg/L 6-BA＋0.03 mg/L NAA＋30.0 g/L蔗糖＋5.0 g/L琼脂为适宜增殖培养基,芽增殖系数达最高,为3.67.在MS培养基中添加60.0～90.0 g/L蔗糖可明显促进鳞茎的形成,以添加90.0 g/L蔗糖处理的鳞茎重量最高（99.30mg）.小鳞茎的淀粉质量分数比丛芽增加62.34％.[结论]以鳞片为外植体建立的兰州百合鳞茎再生繁殖体系具有可行性;在丛芽至小鳞茎形成阶段淀粉含量明显升高,小鳞茎的形成与淀粉含量升高密切相关.