人参属代表植物人工种子包埋技术研究

发布时间：2020-09-03 17:16

　　 人参(Panax ginseng C.A.Mey)、西洋参(P.quinquefolius L)、三七(P.notoginseng(Burk.)F.H.Chen)是三种人参属代表植物,具有较高的药用价值和经济价值,自然条件下形成种子至少需要2-3年,基于体细胞胚培养的人工种子快速繁殖技术对人参属药用植物育种工作的开展有重要意义。本文以三七体细胞胚为包埋繁殖体,采用滴注法制备人工种子,设计单因素和正交试验,研究蔗糖、海藻酸钠、离子交换时间三个因素对萌发率的影响,并对人工种子的短期贮藏进行研究,旨在为制作三七人工种子打下实验基础。此外,还对三者种子生根过程胚乳中营养成分、淀粉酶活性和皂苷含量进行分析,以期为人工胚乳配方的研制提供参考依据。本文主要研究结果如下:1、通过单因素和正交设计试验筛选出最优的三七人工胚乳配方。结果表明:蔗糖是影响三七人工种子萌发的主要因素,适宜的包埋配方组合为蔗糖浓度1.0%,海藻酸钠浓度2.0%。将长约5mm的三七体胚放入此配方的人工胚乳中,用吸管逐个吸起后垂直滴入2%CaCl_2溶液,离子交换10min,在此包埋配方和离子交换时间下,萌发率为83.5%。2、三七人工种子萌发后60d,对植株的生长指标进行了测定。结果表明:包埋后的三七体胚苗,其株高(3.37±0.21)cm、茎粗(1.21±0.18)mm、根长(4.33±0.74)cm、叶面积(3.80±0.34)cm~2·plant~(-1)、鲜重(0.14±0.05)g·plant~(-1)都显著高于对照组,这说明包埋后的三七体胚苗生长状况优于未包埋的。3、把干化0d、1d、2d、3d后的三七人工种子放在4℃低温下贮藏10d、20d、30d后转移到不添加任何激素的MS固体培养基中,常温下培养20d后统计萌发率。结果表明:经干化处理后的人工种子萌发率随干化天数的增加呈先下降后缓慢上升的趋势。4、本文测定了人参、西洋参、三七种子不同生根阶段胚乳中营养物质含量、淀粉酶活性、皂苷的动态变化。结果表明:三种人参属药用植物胚乳中的蔗糖含量萌发后均急剧下降,在生根过程中出现了先短暂上升再下降的现象,可溶性总糖,淀粉,可溶性蛋白含量均总体呈下降趋势。人参、西洋参的α-淀粉酶活性先上升后下降,β-淀粉酶活性则是先下降后上升。三七的α-淀粉酶活性并无显著性变化,β-淀粉酶活性则先缓慢升高后再下降。在人参胚乳中共鉴定出8种人参皂苷,西洋参中8种,三七中5种。在三者种子生根的过程中,皂苷含量总体呈上升趋势,当胚根伸长至5mm时,人参、西洋参中皂苷含量上升不再明显,有些皂苷含量开始减少,但三七未出现上述现象。
【学位单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S567.51
【部分图文】：

中国农业科学院硕士学位论文 第二章 三七人工种子包埋配方优化2.3.2 人工种子的制作在超净工作台中，将固体培养基中培养的三七胚状体约 5mm，放入含有 MS+蔗糖+海藻酸钠的包埋剂中，用吸管搅匀后将子叶期的三七体细胞胚吸起垂直滴入 2%CaCl2溶液中，离子交换后形成透明球状物(示意图见图 2.1)，再用无菌水清洗两次。将清洗好的三七人工种子接种于不添加任何植物生长调节剂的(1/2MS+10g/L 蔗糖+6g/L 琼脂)培养基中，每个处理 20 粒人工种子，重复 3 次。将人工种子置于温度为(20±1)℃，光照强度为 3000Lux 的人工气候箱中培养，光照时间为 15h/d。

11图 2.2 三七体细胞胚的生长变化图Fig. 2.2 Changes of somatic embryo of P. notoginsengA：胚性愈伤组织；B：球形胚；C：心形胚和鱼雷胚；D：子叶胚A：embryogenic callus, B：globular somatic embryos, C：cardiac and torpedo somatic embryos, D：cotyledonsomatic embryos2.4.2 人工胚乳单因素筛选实验2.4.2.1 不同浓度蔗糖对三七人工种子萌发的影响从图 2.3、图 2.4 可见：在一定范围内，随着蔗糖浓度的增加，三七人工种子的萌发率开始逐渐增加，当蔗糖浓度为 1%时达到最高，萌发率(10d)为 76.0%，萌发率(20d)为 80.0%。当蔗糖浓度继续增加时，萌发率逐渐降低。当蔗糖浓度为 9%时，仅为 28%(萌发率 10d)、30%(萌发率20d)。20d 时虽然 0%的蔗糖浓度下萌发率为 68%，但可能是由于难以维持人工种子内的渗透压，包埋出的人工种子存在不成球形和养分泄露等问题。1%的蔗糖浓度不仅能为体胚的生长提供碳源还能维持人工种子微环境的渗透压，在本实验条件下更适宜作为三七人工胚乳内的蔗糖浓度。而过高浓度的蔗糖可能在一定程度上抑制了三七体细胞胚的萌发和生长。

图 2.3 不同蔗糖浓度对三七人工种子萌发率(10d)的影响. 2.3 Effect of different sucrose concentration on the germination rate(10d) of artificial seeds of P. notog图 2.4 不同蔗糖浓度对三七人工种子萌发率(20d)的影响. 2.4 Effect of different sucrose concentration on the germination rate(20d) of artificial seeds of P. notog

【参考文献】

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1 拱健婷;程新宇;孙萌;吴立洁;张子龙;;3种皂苷单体对三七种子萌发及幼苗生长的影响[J];江西农业大学学报;2015年06期

2 刘福平;张小杭;崔寿福;;植物人工种子研究概况[J];江西科学;2015年04期

3 王佳;郑培和;许世泉;刘敏;王英平;;人参、西洋参不同部位中齐墩果酸型皂苷含量的对比分析[J];特产研究;2015年02期

4 许云章;任烨;王静霞;孙美;赵小燕;刘圆;;不同生长年限、不同采收月份加拿大原产地西洋参根中9种人参皂苷和2种拟人参皂苷含量动态变化研究[J];中药材;2014年10期

5 木合热皮亚·艾尔肯;张富春;;诱导植物体细胞胚发生的几个因素研究[J];北方园艺;2013年03期

6 孙立军;徐彤;任跃英;林成日;;超声处理对人参种子萌发以及SOD、POD的影响[J];中国现代中药;2012年01期

7 张桂芳;黄松;刘宏源;刘星华;朱彩霞;赖小平;;铁皮石斛人工种子制作及影响因素研究[J];中草药;2011年09期

8 毛春娜;张爱民;薛建平;朱艳芳;宋运贤;;低温处理对半夏悬浮培养细胞同步化的影响[J];中国中药杂志;2011年08期

9 丁绍欢;张明生;史梦娜;;植物人工种子技术研究进展[J];种子;2011年03期

10 张俊娥;;柑橘愈伤组织生长速度与体细胞胚胎发生的关系[J];广西植物;2010年05期

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1 秦自清;霍山石斛人工种子包埋配方的优化和萌发的研究[D];安徽农业大学;2008年

2 张鹏;东北刺人参种子休眠机制及播种育苗技术研究[D];东北林业大学;2004年

本文编号：2811720