半夏疏松愈伤组织形成的关键因素及其作用机理研究

发布时间：2020-09-22 08:06

　　以半夏叶柄试验材料,采用单因素试验研究不同基本培养基、蔗糖浓度、植物生长调节物质对半夏疏松愈伤组织诱导的影响,确定半夏形成疏松愈伤组织的关键因素;并结合显微结构观察、化学成分定位和组分含量测定等方法,比较半夏疏松愈伤组织与致密愈伤组织的特点,初步阐明半夏疏松愈伤组织形成的机理。主要研究结果如下:(1)基本培养基、植物生长调节物质的不同浓度组合、不同蔗糖浓度对半夏疏松愈伤组织诱导有不同的影响。用半夏叶柄作为外植体,以MS为基本培养基,附加2,4-D1.0 mg·L~(-1)+6-BA 1.5 m g·L~(-1)诱导出的愈伤组织生长情况较好且疏松程度高;以MS+2,4-D1.0 mg·L~(-1)+6-BA 1.5 mg·L~(-1)为诱导培养基,设置不同蔗糖浓度的(0、15、25、30、35 g·L~(-1))单因素试验,筛选出蔗糖浓度为30 g·L~(-1)时,愈伤组织长势较好且疏松程度高;设置不同浓度的6-BA(0.5、1.0、1.5 mg·L~(-1))、2,4-D(1.0、1.5、2.0 mg·L~(-1))的组合试验,筛选出诱导半夏疏松愈伤组织的最佳激素组合,即在基本培养基中添加1 mg·L~(-1)2,4-D和1 mg·L~(-1) 6-BA。并总结出半夏疏松愈伤组织形成的关键因素为基本培养基(MS)、蔗糖(30 g·L~(-1))、植物生长调节物质(1 mg·L~(-1) 2,4-D+1 mg·L~(-1) 6-BA)。(2)半夏疏松愈伤组织的结构较松散,细胞及胞间间隙较大,细胞壁较薄。致密愈伤组织的化学成分定位显示,其细胞壁及细胞间隙中同时存在着色为绿色的纤维素部分及着色为紫色的果胶和纤维素的混合部分,绿色较深,说明其细胞壁纤维素含量较高;而紫色部分较浅,说明其果胶含量较低,即中胶层中细胞粘结物果胶质很少水解成果胶,细胞间连接紧密。疏松愈伤组织的化学成分定位显示出细胞壁及细胞间隙几乎仅存在着色为紫色的果胶与纤维素的混合部分,颜色较深,说明其果胶含量较高,即中胶层中细胞粘结物果胶质大量水解成果胶,细胞间连接被解除,使其愈伤组织细胞松散;而绿色极少,说明其细胞壁纤维素合成较少,含量甚微,使细胞壁刚性减弱,细胞生长加快。(3)半夏愈伤组织的疏松或致密程度主要与果胶质和纤维素有密切关系。果胶质主要位于细胞间中胶层,是粘结相邻细胞、使组织坚实的重要成分;纤维素是细胞壁的主要成分,是维持植物细胞形态、增强细胞机械强度的物质,因其具有刚性而在一定程度上限制细胞的生长。
【学位单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S567.239
【部分图文】：

基本培养基,愈伤组织

处理的愈伤组织的质地均不如处理4的疏松，不适宜用作悬浮培养材料。处理9的愈伤组织增殖慢，质地紧实，继续培养其颜色逐渐变黄加深，并出现分化现象。图2-1 不同基本培养基对半夏愈伤组织的影响A:MS培养基; B:B5培养基; C:1/2 MS培养基Fig. 2-1 Effects of different basic media on callus inductionA:MS medium; B: B5 medium; C: 1/2 MS medium表 2-1 不同基本培养基对愈伤组织诱导的影响Table 2-1 Effects of different basic media on callus induction基本培养基Basic medium诱导率/%Induction rate/%愈伤组织生长情况Callus growth situation愈伤组织疏松程度The degree of tissue loosenessMS 94.33±2.08 a 淡黄 +++B5 93.00±1.73 a 淡黄 -1/2 MS 64.67±2.51 b 白色 -注：表中不同的小写字母表示差异性显著,相同字母表示差异性不显著(P>0.05)。下表/图同此“+”表示愈伤组织疏松，“-”表示愈伤组织致密。表 2-2 不同蔗糖浓度对愈伤组织诱导的影响Table 2-2 Effects of different sugar concentrations on callus induction处理Treatments蔗糖Sucrose/g·L 1诱导率/%Induction rate/%愈伤组织生长情况Callus growth situation愈伤组织疏松程度The degree of tissue looseness1 0 0 d - -2 15 56.33±1.53 c 黄色 +3 25 75.67±3.06 b 黄色 ++4 30 92.33±2.08 a 淡黄 +++5 35 78.33±4.04 b 黄色 +2.4 温度和光照强度对半夏愈伤组织诱导的影响离体培养植物脱分化时，温度是重要的影响因素之一。温度主要通过对植物体基因表达程序或表达量、酶活性、植物生长调节物质水平以及膜特性的调节从而影响植物生长发育（任敬民，2007）。温度过低时细胞不能正常生长或生长受到抑制

半夏,愈伤组织

文半夏疏松愈伤组织形成的关键因素及其作用机理研究20显著影响（表3-1和图3-1）。外植体接种10 d后，开始出现灰白色愈伤组织，继续培养，观察到处理4的愈伤组织增殖快，质地较疏松，呈淡黄色（图3-1A）。将其培养28～30 d后转到继代培养基上培养，以28～30 d继代一次，继代2～3次可获得颜色淡黄、结构疏松的愈伤组织，该疏松愈伤组织即可通过悬浮培养以获得同步化人工种胚用于半夏人工种子制作。其它处理的愈伤组织的质地均不如处理4的疏松，不适宜用作悬浮培养获得疏松愈伤组织。处理9的愈伤组织增殖慢，质地紧实，继续培养其颜色逐渐变黄加深，并出现分化现象（图3-1 B）。表 3-1 2,4-D 与 6-BA 组合对半夏愈伤组织诱导的影响Table 3-1 Effects of 2,4-D and 6-BA concentration on callus induction处理 2,4-D(mg·L-1) 6-BA(mg·L-1) 诱导率/% 愈伤组织颜色愈伤组织疏松程度1 1.0 0.5 93.67±3.21 a 灰白 +2 1.5 0.5 94.00±2.65 a 黄色 +3 2.0 0.5 90.33±1.53 ab 灰白 +4 1.0 1.0 93.83±0.76 a 淡黄 +++5 1.5 1.0 87.6±3.14 b 黄色 ++6 2.0 1.0 82.33±2.52 c 淡黄 +7 1.0 1.5 93.33±1.53 a 黄色 +8 1.5 1.5 93.67±0.58 a 黄色 +9 2.0 1.5 92.67±2.08 a 黄色 -注：“+”表示愈伤组织疏松

半夏,愈伤组织,化学,固绿

文半夏疏松愈伤组织形成的关键因素及其作用机理研究21（图3-2 C），绿色较深，说明其细胞壁纤维素含量较高；而紫色部分较浅，说明其果胶含量较低，即中胶层中细胞粘结物果胶质很少水解成果胶，细胞间连接紧密。疏松愈伤组织的化学成分定位显示出细胞壁及细胞间隙几乎仅存在着色为紫色的果胶与纤维素的混合部分（图3-2 D），颜色较深，说明其果胶含量较高，即中胶层中细胞粘结物果胶质大量水解成果胶，细胞间连接被解除，使其愈伤组织细胞松散；而绿色极少，说明其细胞壁纤维素合成较少，含量甚微，使细胞壁刚性减弱，细胞生长加快。图3-2 半夏两种愈伤组织的结构及化学定位（10 20）Fig. 3-2 The structure and chemical component location of P. ternata callus（A: 致密愈伤组织番红-固绿染色切片; B: 疏松愈伤组织番红-固绿染色切片; C: 致密愈伤组织钌红-固绿染色果胶定位切片; D: 疏松愈伤组织钌红-固绿染色果胶定位切片）化学成分含量分析结果表明，半夏愈伤组织形成过程中，疏松愈伤组织的果胶含量显著高于致密愈伤组织，是致密愈伤组织的 1.2～2.9 倍（P 0.05）

【参考文献】