离体条件下的换锦花小鳞茎发生研究

发布时间：2020-08-29 08:47

　　 换锦花(Lycoris sprengeri Comes ex Baker)是石蒜科(Amaryllidaceae)石蒜属(Lycoris)球根花卉。石蒜属植物花形优美、花色丰富,具有极大的观赏应用价值,但其种球因自然繁殖系数低、童年期长、膨大发育缓慢,至今尚未实现人工繁殖。近年来随着园林应用推广,野生资源的采挖量不断增加,导致其资源逐年减少,亟需保护。且国内尚无自育石蒜品种,杂交种子培育为种球的苗期长、生长周期长的特性,是石蒜育种的主要限制因子。本文以采自浙江舟山海岛的野生换锦花种子为材料,构建其无菌萌发及小鳞茎形成体系,在不破坏野生资源的前提下实现了对换锦花的离体保存。同时,通过改变切割方式、激素配比、调整蔗糖浓度等方法,诱导杂交石蒜离体小鳞茎的发生,比较并优化了杂交石蒜的鳞茎切割增殖体系,实现了石蒜属杂交苗的高效扩繁,为加速石蒜育种进程提供了实验依据。在此基础上,从形态学、组织细胞学、生理生化水平、分子水平等多层面探究外源蔗糖和6-BA对换锦花离体小鳞茎发生的影响,为解析换锦花小鳞茎发生机制,明确外源蔗糖和6-BA在此过程中的作用机制提供实验基础。主要研究结果如下:1.构建野生换锦花种子无菌萌发及小鳞茎形成体系通过改变消毒方式、预处理方式及培养条件,获得了野生换锦花种子无菌萌发及小鳞茎形成的最佳方法:自然阴干或经过贮藏的种子40 ℃温水浴5h预处理后,采用75%乙醇30 s,0.1%HgCl2 10 min结合2%NaClO 5 min涡旋消毒,接种在含MS+30g/L蔗糖+0.2mg/LNAA培养基中,置于25℃光照条件下培养3个月,可形成膨大的健壮鳞茎。经实验证实,该最佳方法同样适用于种子粒径更大的忽地笑(L.aurea),可推广用于石蒜属植物。2.比较并优化杂交石蒜离体鳞茎的切割增殖体系以杂交石蒜离体鳞茎为材料,采用3种切割方式诱导小鳞茎发生,结果表明,保留叶片1.5 cm左右,由基盘底部向上“十”字分切至鳞茎1/2左右是最佳的切割方式。比较发现,MS+60g/L蔗糖+1mg/LNAA+5mg/L6-BA是杂交石蒜诱导小鳞茎发生的最佳培养基,此时小鳞茎平均增殖数可达47.86,且培养3个月后小鳞茎状态较好,根系及母鳞片形态正常。3.外源蔗糖对换锦花离体小鳞茎发生的影响(1)离体条件下换锦花小鳞茎发生阶段的划分通过对不同培养条件下的换锦花离体小鳞茎发生过程的形态及组织细胞学观察,认为换锦花离体小鳞茎发生过程属于直接器官发生型里的腋芽发生途径,离体鳞茎切割后0-30 d内的小鳞茎发生主要包含3个典型阶段:腋生分生组织形成期(0-6 d)、腋芽形成期(6-15 d)和小鳞茎形成期(15-30 d)。(2)外源蔗糖的有无决定离体小鳞茎能否发生外源蔗糖的有无是小鳞茎能否发生的关键,而蔗糖浓度只影响小鳞茎及母鳞片的生长状态。组织细胞学观察及碳水化合物含量测定表明,外源蔗糖为离体条件下小鳞茎的发生提供碳源和能量来源。当外源蔗糖存在时,鳞片内的蔗糖及可溶性糖含量在腋芽形成前不断积累,且鳞片基部淀粉粒的积累为此处小鳞茎的发生提供物质基础。而外源蔗糖缺失时,碳水化合物含量及淀粉粒数量均不断下降,小鳞茎无法发生。除此之外,蔗糖的存在促进了 MeJA在植物体内的积累,抑制了 LsWIP1、LsERS2和LsEIN2基因表达量的异常上升,表明蔗糖可能作为信号分子启动了相关损伤保护机制,并促进了小鳞茎的发生。4.外源6-BA对换锦花离体小鳞茎发生的影响外源6-BA的添加迅速抑制了鳞茎切割后1 d时ABA的含量,加剧了腋生分生组织的分裂程度,加快了腋芽形成前蔗糖及可溶性糖的积累,并最终增加了中、外层鳞片间腋芽的发生数量。分子水平上,外源6-BA的添加在6h时显著促进了蔗糖合成酶基因LsSuSy1、LsSuSy2,生长素响应因子LsARF和细胞分裂素受体基因LsAHK的表达,并且这些基因在小鳞茎发生过程中的差异表达主要集中在6d之前,可见6-BA影响换锦花离体小鳞茎发生主要在发生前期的腋生分生组织形成阶段。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S682.29
【部分图文】：

l换锦花

Ｆｉｇ．邋１．３邋Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ邋ｏｆ邋Ｌ．邋ｓｐｒｅｎｇｅｒｉ邋ｌａｎｄｓｃａｐｅ邋ｅｆｆｅｃｔｓ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋２０１５邋ａｎｄ邋２０１８邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｓａｍｅ邋ｐｌａｃｅ逡逑１．２石蒜属种子无菌萌发研究进展逡逑我国虽然有丰富的石蒜属植物资源，但基本上都处于野生状态。石蒜属植物逡逑自然繁殖系数低、淲茎发育缓慢、幼年期长，加之近年来人工采挖量的不断增加，逡逑导致其野生资源逐年减少（常乐，２０１１）。对九龙山国家森林公园外蒲山的野生逡逑换锦花资源考察也表明，旅游开发也对石蒜属资源保护构成了显著威胁。石蒜属逡逑

Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｔｌｉｅ邋ｈａｂｉｔａｔｓ邋ｏｆ邋ｗｉｌｄ邋Ｌ．邋ｓｐｒｅｎｇｅｒｉ邋ｉｎ邋Ｗａｉｐｕ邋ｉｓｌａｎｄ．邋Ｊｉａｘｉｎｇ，邋Ｚｈｅｊｉａｎｇ邋ｐｒｏｖｉｎｃｅ注：Ａ：林下山坡上；Ｂ：竹林间；Ｃ：路旁：Ｄ：海边的岩石缝中。逡逑Ｎｏｔｅ：邋Ａ：邋Ｏｎ邋ｔｈｅ邋ｈｉｌｌｓｉｄｅ邋ｕｎｄｅｒ邋ｔｈｅ邋ｗｏｏｄｓ；邋Ｂ：邋Ｂａｍｂｏｏ邋ｆｏｒｅｓｔ；邋Ｃ：邋Ｓｉｄｅｓ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｒｏａｄ：邋Ｄ：邋Ｒｏｃｋｙ邋ｓｅａｍｓ邋ｂｙ邋ｔｈｅ邋ｓｅａ．逡逑图１．邋３邋２０１５年与２０１８年同一地点换锦花景观效果比较逡逑Ｆｉｇ．邋１．３邋Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ邋ｏｆ邋Ｌ．邋ｓｐｒｅｎｇｅｒｉ邋ｌａｎｄｓｃａｐｅ邋ｅｆｆｅｃｔｓ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋２０１５邋ａｎｄ邋２０１８邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｓａｍｅ邋ｐｌａｃｅ逡逑１．２石蒜属种子无菌萌发研究进展逡逑我国虽然有丰富的石蒜属植物资源，但基本上都处于野生状态。石蒜属植物逡逑

【参考文献】

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本文编号：2808332