外源ABA对大蒜试管苗玻璃化和抗氧化系统的影响

发布时间：2020-09-25 16:33

　　 大蒜(Allium sativum L.)是重要的药食兼用蔬菜,在世界各地广泛栽培和食用,我国是大蒜主要生产、消费和出口国。但大蒜主要以鳞茎进行无性繁殖,不仅繁殖系数低,生产成本高,而且极易积累病毒,造成种性退化,产量降低,品质下降。组织培养技术是大蒜脱毒快繁和品种提纯复壮的有效手段,但在这一过程中存在严重的玻璃化现象,限制组培技术在脱毒快繁中的应用。玻璃化试管苗形态异常,代谢紊乱,分化能力低下,增殖、成芽和生根成苗困难,移栽后难以成活,或成苗弱,生产潜力低,造成严重经济损失。国内外对植物试管苗玻璃化发生原因进行了广泛研究,其中植物内源激素的作用也引起了人们的关注。脱落酸作为5大激素之一,不仅在植物适应外界环境中发挥重要作用,而且也调节植物生长发育的各个阶段。虽然脱落酸作为外源调节物质已应用于植物组织培养,但关于脱落酸影响玻璃化发生的研究还少有报道。课题组前期研究发现,高浓度的H202会显著提高试管苗玻璃化率。因此,本研究从脱落酸和H202作用角度,对试管苗玻璃化的发生机理和调控技术进行探讨,研究对试管苗玻璃化的防控具有重要的理论意义和实用价值。本试验以大蒜品种'二水早'为材料,测定大蒜试管苗玻璃化过程中玉米素核苷(ZR)、生长素(IAA)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA3)等内源激素含量的变化,分析其与玻璃化的关系;进一步分析外源ABA和H202对大蒜试管苗玻璃化和抗氧化系统及相关基因表达的影响。主要研究结果如下:1.测定大蒜正常试管苗和玻璃化试管苗内源激素的变化。研究发现,对于不同玻璃化程度(轻度、中度和重度)的试管苗,在继代培养第16 d,玻璃化试管苗中ABA含量均显著低于正常试管苗;中度和重度玻璃化试管苗ZR显著高于正常试管苗,且随玻璃化程度加重,ZR含量越高;而IAA和GA3与正常试管苗相比含量变化不一致。在继代培养过程中(0-16 d),玻璃化试管苗中ABA含量在培养后期(8-16 d)明显低于正常试管苗;而玻璃化试管苗的ZR含量均高于正常试管苗;玻璃化试管苗的IAA/ZR均高于正常试管苗,而ZR/ABA均低于正常试管苗;推测ZR含量升高和ABA含量降低是导致试管苗玻璃化的重要因素。2.研究了外源ABA对大蒜试管苗玻璃化的影响及最佳处理浓度。研究表明,在培养基中添加适宜浓度外源ABA,可有效抑制大蒜试管苗玻璃化,以0.1和0.5 mg.L-1的ABA抑制效果最好,玻璃化率最低。其中,0.5 mg·L-1 ABA处理能显著提高试管苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性。3.研究了外源H202、ABA及H202+ABA处理对大蒜试管苗玻璃化的影响。研究表明,与对照相比,外源ABA单独处理可显著降低试管苗玻璃化率,H2O2单独处理显著增加了大蒜试管苗玻璃化率,ABA可显著降低由H202引起的试管苗玻璃化率的增加。ABA处理能显著降低试管苗O2·-产生速率、H202含量、丙二醛(MDA)含量和质膜透性,这可能是试管苗玻璃化率显著降低的原因。与对照相比,外源ABA单独处理可显著提高试管苗SOD、CAT、POD、APX和GR活性,提高AsA和GSH含量;与单独H202处理相比,H202+ABA处理8-16 d,能显著提高试管苗SOD、CAT、POD、APX活性和AsA、GSH含量。综上所述,外源ABA可以提高试管苗抗氧化能力,减少活性氧的积累,从而抑制玻璃化发生。4.研究了外源H2O2、ABA及H2O2+ABA处理后试管苗中抗氧化相关基因的表达变化。研究表明,经ABA处理,大蒜试管苗中POD和GR在处理后0.5 d其相对表达量达到最高值,SOD和APX基因在处理后8 d时,其相对表达水平达到最高值,RBOH表达量在处理后0.5 d达到最高值,而后降低,在处理1-16 d均低于对照;经H202处理,试管苗SOD相对表达量在处理后0.5 d达到最高值,CAAT和APX在处理后12 d,其相对表达量达到最大,在处理后8-12 dRBOH表达量均高于对照,并在第8 d达到最高值;在培养基中同时添加H202和ABA,C4T相对表达量在处理1 d时,其相对表达水平达到最高值,SOD和GRR基因在处理12 d时相对表达水平达到峰值,RBOH表达受到抑制,均低于对照。综上所述,外源ABA能通过抑制试管苗RBOH的表达,诱导SOD C4T、POD、APX和GRR的表达,来增强试管苗抗氧化能力,减少试管苗玻璃化率。
【学位单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S633.4
【部分图文】：

逡逑下图为不同激素间比值的变化（图２－３）。在培养过程中玻璃化试管苗的ＩＡＡ／ＺＲ逡逑（图２－３，邋Ａ）均低于正常试管苗，推测内源ＩＡＡ／ＺＲ比值维持在９－１２之间，试管苗则逡逑能正常生长不发生玻璃化。而玻璃化试管苗的ＺＲ／ＡＢＡ在培养期间均高于正常试管苗逡逑（图２－３，邋Ｂ）。说明试管苗内ＺＲ和ＡＢＡ含量的平衡也会影响玻璃化的发生，正常的逡逑ＺＲ／ＡＢＡ为０．１１－０．１７，大于这个范围则会发生玻璃化。在培养４－１２邋ｄ，玻璃化试管苗的逡逑ＩＡＡ／ＡＢＡ邋（图２－３，Ｃ）和ＧＡ３／ＡＢＡ邋（图２－３，邋Ｄ）的值均逐渐升高，而正常试管苗均逡逑逐渐降低。逡逑１４「八逦１00「Ｂ逡逑１２邋１逦＋正~|苗＋~J翻逦＜逡逑＞逦＞逡逑晒：ｓ邋＾逦ｂ逦／逦＼逦■邋ｓ７０邋［逦／逦ｂ逡逑２邋ｒ逦￣逦３0逡逑0邋＾逦＊逦＾逦■■逦；逦２邋０邋；逦１逦１逦１逦１逡逑０逦４逦８逦１２逦１６逦０逦４逦８逦１２逦１６逡逑６０「Ｃ逦９「Ｄ逡逑５５邋－逡逑？５０邋－逦＞逦８邋ａｂ逦，逡逑５卜邋Ｖ邋＼逡逑爸邋２０邋

２．４不同处理下大蒜试管苗内源（Ｖ和Ｈ２０２的组织化学检测逡逑氮蓝四唑（ＮＢＴ）在０２＿作用下还原生成蓝色甲腙，根据染色程度判断ＡＢＡ、逡逑Ｈ２０２＋ＡＢＡ和Ｈ２０２处理对（Ｖ产生的影响。由图３－４发现，对照的试管苗染色程度相对逡逑较轻，染色部位也相对较小（图３－４，邋Ａ）；而外源Ｈ２０２处理的试管苗染色最深，全株逡逑几乎都被染色（图３－４，邋Ｂ）；与添加外源Ｈ２０２的处理相比，外源Ｈ２０２＋ＡＢＡ处理试管逡逑苗染色程度明显减弱，染色面积明显减少，仅部分叶片上半部被染色（图３－４，邋Ｃ）；逡逑外源ＡＢＡ处理试管苗在４种处理中染色程度最轻，染色比例最小，仅植株基部和部分逡逑叶尖被染色（图３－４，邋Ｄ）。说明ＡＢＡ不仅可以抑制试管苗（Ｖ的产生，还可以抑制外源逡逑Ｈ２０２对内源ＣＶ产生的促进作用。逡逑根据棕褐色可以判断试管苗的Ｈ２０２含量。图３－５结果显示，对照试管苗部分染色，逡逑仅植株基部和叶尖被染色（图３－５，邋Ａ）；外源Ｈ２０２处理的试管苗整株都被染色，植株逡逑染为棕色（图３－５

逡逑乎没有被染色（图３－５，邋Ｄ）。说明ＡＢＡ不仅可以抑制试管苗内源Ｈ２０２的产生，还可以逡逑减少外源Ｈ２０２诱导的内源Ｈ２０２的积累。逡逑＼邋Ａ逦Ｂ邋＾邋Ｃ逦Ｄ逡逑ｍ逡逑图３－４不同处理下的大蒜试管苗0，产生的组织化学检测逡逑Ａ：对照；Ｂ：Ｈ２０２处理；Ｃ：Ｈ２０２＋ＡＢＡ处理；Ｉ）：ＡＢＡ处理逡逑Ｆｉｇ．邋３－４邋Ｈｉｓｔｏｃｈｅｍｉｃａｌ邋ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ邋ｏｆ邋０２邋＇邋ｉｎ邋ｇａｒｌｉｃ邋ｐｌａｎｔｌｅｔ邋ｉｎ邋ｖｉｔｒｏ邋ｕｎｄｅｒ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ逡逑Ａ：邋Ｃｏｎｔｒｏｌ：邋Ｂ：邋Ｈ，０２：邋Ｃ：邋Ｈ，０，＋ＡＢＡ；邋Ｄ：邋ＡＢＡ逡逑曑ＩＢ逡逑图３－５不同处理下的大蒜试管苗Ｈ２０２产生的组织化学检测逡逑Ａ：对照；Ｂ：Ｈ２０２处理；Ｃ：Ｈ２０２＋ＡＢＡ处理；Ｄ：ＡＢＡ处理逡逑Ｆｉｇ．邋３－５邋Ｈｉｓｔｏｃｈｅｍｉｃａｌ邋ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ邋ｏｆ邋Ｈ２Ｏ２邋ｉｎ邋ｇａｒｌｉｃ邋ｐｌａｎｔｌｅｔ邋ｉｎ邋ｖｉｔｒｏ邋ｕｎｄｅｒ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ逡逑ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．逡逑Ａ：邋Ｃｏｎｔｒｏｌ：邋Ｂ：邋Ｈ２０２；邋Ｃ：邋ＩＩ２０２＋ＡＢＡ：邋Ｄ：邋ＡＢＡ逡逑２．５不同处理对大蒜试管苗ＭＤＡ含量和质膜透性的影响逡逑整个处理过程中，各处理的ＭＤＡ含量均呈现先升高后降低的趋势（３－６，邋Ａ）。处逡逑３１逡逑

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 张晓丽;王医鹏;刘雯;郭晓博;李书杰;李明军;;铁棍山药试管苗快繁培养基的优化[J];河南师范大学学报(自然科学版);2013年02期

2 孙志蓉;王美云;金家兴;严建红;王文全;王明;;铁皮石斛试管苗生长发育动态研究[J];北京中医药大学学报;2010年02期

3 余斌;刘娟;刘昕;黄慧英;王清;;不同外源激素及培养方式对甘草试管苗生长的影响[J];草原与草坪;2010年03期

4 孙志蓉;陈明颖;王美云;龙友邻;白音;王明;王文全;;环草石斛试管苗生长节律及分级标准研究[J];中草药;2009年03期

5 刘石泉;钟桐生;赵新民;徐玲;邓中日;;稀土元素对霍山石斛试管苗生长的影响[J];生物技术;2008年03期

6 崔广荣,刘云兵,何玉华,谷业理;不同细胞分裂素对文心兰试管苗增殖的影响[J];特产研究;2005年02期

7 张黎,何玲玲;非洲菊组培试管苗移栽管理技术探讨[J];宁夏农学院学报;2003年04期

8 李晓玲,由继红,杨文杰;光对“苹博一号”梨试管苗生长影响[J];北方园艺;2001年01期

9 岳建雄,石跃进,张慧军,王福社;棉花试管苗“出管”移栽经验点滴[J];植物生理学通讯;1999年06期

10 欧济霖;依靠科技　拓宽发展思路—─记新会水果试管苗试验开发基地[J];五邑大学学报(自然科学版);1997年02期

相关会议论文 前10条

1 孙志蓉;陈明颖;王美云;白音;王文全;王明;武孔媛;;环草石斛试管苗生长发育动态研究[A];中华中医药学会第九届中药鉴定学术会议论文集——祝贺中华中医药学会中药鉴定分会成立二十周年[C];2008年

2 郝文胜;云庭;杨海鹰;杨惠民;赵永秀;;几种基本培养基对紫花白试管苗生长的影响[A];中国马铃薯学术研讨会与第五届世界马铃薯大会论文集[C];2004年

3 郝文胜;云庭;杨海鹰;杨惠民;赵永秀;;几种基本培养基对紫花白试管苗生长的影响[A];中国作物学会马铃薯专业委员会2004年年会论文集[C];2004年

4 孙志蓉;陈明颖;王美云;龙友邻;白音;武孔媛;王明;;环草石斛试管苗生长节律及分级标准研究[A];第一届全国中药商品学术大会论文集[C];2008年

5 赵惠祥;顾乃良;张文庆;胡忠惠;;珠美海棠试管苗移栽前后解剖结构的研究[A];中国园艺学会成立六十周年纪念暨第六届年会论文集（Ⅰ果树）[C];1989年

6 何为中;刘丽敏;刘红坚;翁梦苓;余坤兴;;甘蔗试管苗光合自养生根技术研究[A];2018中国作物学会学术年会论文摘要集[C];2018年

7 刘用生;赵云岭;琚小飞;张建伟;;活性炭与生长调节剂对梨试管苗生长的影响[A];中国科学技术协会第二届青年学术年会园艺学论文集[C];1995年

8 刘玉平;柯卫东;黄新芳;彭静;;芋试管苗及试管芋的田间中试[A];植物组织培养与脱毒快繁技术——全国植物组培、脱毒快繁及工厂化生产技术学术研讨会论文集[C];2001年

9 陈伟荣;简玉瑜;;三七(Panax notoginseng)试管苗繁殖技术的研究[A];中国细胞生物学学会第五次会议论文摘要汇编[C];1992年

10 徐青;王俊;;蕨试管苗GGB的诱导及植株再生途径的研究[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展（上册）[C];1999年

相关重要报纸文章 前10条

1 张朝强 　;火鹤试管苗移栽[N];中国花卉报;2004年

2 郭韩玲 赵娅莉 梁建军 石丽娟;如何提高苹果试管苗的成活率[N];陕西科技报;2005年

3 戊华;花卉试管苗的管理[N];山西科技报;2006年

4 盛堆;香蕉试管苗优质高产栽培技术[N];云南科技报;2006年

5 记者 李新雄 通讯员 叶薇;广西甘蔗试管苗生产简化技术国际领先[N];广西日报;2014年

6 刘春菲 刘杰;“试管苗”试出14个特蔬大棚[N];农民日报;2006年

7 本报记者 缪翼;“100元一株试管苗并不贵”[N];农民日报;2016年

8 上海市青浦高级中学 吕昕;三种生长素对玉米试管苗根系生长作用的研究[N];大众科技报;2007年

9 王文秀　崔国盈　梁敏 　　;菊花试管苗移栽技术研究[N];中国花卉报;2004年

10 元阳县农业局热作站 任美芬;香蕉二级试管苗培育技术[N];云南科技报;2003年

相关博士学位论文 前7条

1 陈佰鸿;葡萄试管苗光合与呼吸特性的研究[D];甘肃农业大学;2004年

2 王兴翠;生姜离体叶片植株再生体系及多倍体诱导技术研究[D];山东农业大学;2011年

3 阳小成;环境应力对中华猕猴桃（Actinidia chinensis）组织培养过程生物学效应的初步研究[D];重庆大学;2002年

4 崔振华;葡萄试管苗对葡萄卷叶病和PEG诱导的干旱胁迫的响应及耐病毒砧木评价的研究[D];西北农林科技大学;2017年

5 田洁;大蒜试管苗玻璃化发生的生理机制及microRNAs分析[D];南京农业大学;2015年

6 李百荃;苹果属（Malus）试管苗植株再生、茎尖超低温保存和脱毒技术研究[D];西北农林科技大学;2016年

7 孔素萍;大蒜组培快繁与四倍体诱导技术研究[D];山东农业大学;2015年

相关硕士学位论文 前10条

1 孔祥宇;外源ABA对大蒜试管苗玻璃化和抗氧化系统的影响[D];南京农业大学;2017年

2 谢哲臻;铁皮石斛试管苗再生体系及抗肿瘤活性研究[D];陕西师范大学;2012年

3 周红玲;福建枇杷种质资源试管苗保存及其生理与超微结构变化[D];福建农林大学;2008年

4 冯云格;葡萄组织培养过程中培养基成分与试管苗生理特性动态分析[D];甘肃农业大学;2012年

5 管虹;铜离子对不同品种葡萄试管苗毒害机理的初步研究[D];山东师范大学;2009年

6 裴薇;铁皮石斛试管苗开花及相关机理研究[D];西南交通大学;2017年

7 杨娟娟;福建粉蕉试管苗工厂化生产关键技术研究[D];福建农林大学;2014年

8 钱丽娟;香石竹茎尖组织培养及试管苗玻璃化控制技术研究[D];宁夏大学;2014年

9 赵胜利;桃梨离体再生体系建立及试管苗种质保存研究[D];福建农林大学;2008年

10 辛蓓;外源生长素和多胺对M_（26）试管苗不定根发生效应的研究[D];河北农业大学;2006年

本文编号：2826801