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盾叶薯蓣离体培养技术的优化及其同源四倍体的诱导

李光明

  盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis C.H. Wright)是薯蓣科薯蓣属一种重要的药用植物,为我国所特有。其根状茎内含有的薯蓣皂甙元是合成甾体激素药物的重要原料,被医药界称之为“药用黄金”。随着野生资源的逐渐枯竭,寻找新的药用资源,特别是利用现代生物技术手段迅速繁殖和培育出更优良的新种质资源为当务之急。为了探索出盾叶薯蓣快速繁殖有效的途径,优化培养条件,并且选育出皂素含量和生物学产量有可能得到提高的同源四倍体新品系,本实验用盾叶薯蓣二倍体种子为原始材料,以种子苗的胚轴等外植体建立无菌实验材料;而后以试管苗的叶片、茎段和圆球茎为外植体诱导了致密愈伤组织,经分化培养得到植株;探索了盾叶薯蓣试管苗的生根和移栽问题,建立了快繁体系,并对培养条件进行了优化筛选;通过化学诱变得到了同源四倍体植株。获得了以下主要结果:1.探索了提高二倍体盾叶薯蓣种子萌发率的有效途径,并用实生种子苗建立了无菌材料:先用35℃温水浸泡种子15-20小时软化种皮,随后经20-50ppm的GA_3等激素浸泡30分钟,再种于细沙中,可明显提高萌发率,萌发率达到62%。用实生种子苗的胚轴经消毒后接种于添加6-BA2-4mg/l的MS培养基上可诱导产生大量致密的愈伤组织,继代培养和增殖可产生大员植株,建立了无菌起始材料。2.二倍体盾叶薯蓣再生繁殖技术的优化:在附加6-BA的MS培养基上,叶片、茎段、圆球茎、胚轴外植体均能诱导出致密的愈伤组织,但不同外植体的诱导率有很大差异:叶片和茎段的诱导率较低,分别为26.7%和33.3%;而圆球茎、胚籼外植体可诱导出大量的致密愈伤组织,诱导率分别为100%和85%,而且生长较快。致密愈伤组织不需转瓶,直接就能分化产生圆球茎和植株,因而实现了诱导与分化一步完成的目的,节约了时间和成本。探讨了致密愈伤组织生长最快的激素组合和碳源种类:致密愈伤组织在以麦芽糖为碳源,添加了6-BA2mg/l,KT0.5mg/l的MS培养基上生长最快;而在以蔗糖为碳源,添加了6-BA2mg/l+KT 0.5mg/l的MS分化培养基上培养时,能很快分化出圆球茎突起,产生丛状芽,继而得到枝、叶茂盛的植株,而且致密愈伤组织的生长也比较快。切取带枝条的圆球茎接种在MS+NAA0.5mg/l+IAA0.5mg/l生根培养基上培养时,生根率可达87.5%。探讨了盾叶薯蓣试管苗的移栽问题,提高了成活率:研究发现在栽培基质(沙土)中添加少量生根培养基,可显著提高成活率。移栽成活率可达53.7%。因此,以茎段、圆球茎、胚轴作外植体,在附加 6丑 Amg/l的 MS培养基上诱导出致密愈伤组织,是盾叶薯猿离体再生、快速繁殖的最有效的途径。3.化学诱变获得了同源四倍体植株:用浓度为0刀5%的秋水仙素溶液浸泡带有丛生芽的致密愈伤组织72小时,得到33.3%的诱变植株的变异率。变异植株经过细胞学鉴定,染色体数目为40(2n—4x=40,x—10),而未经过诱变的正常H倍体植株染色体数目为20c习-20,x叫);变异植株的叶片气孔和保卫细胞明显比正常二倍体的大:叶片大,颜色深绿;茎粗壮;根茎生长加快。变异植株为同源四倍体盾叶薯渍新品系。此外,本文对盾叶薯预致密愈伤组织、圆球茎和根状茎以及试管苗的根与茎交接处进行了石蜡切片观察,以揭示它们之间的内在联系。……   
[关键词]:盾叶薯蓣;同源四倍体;致密愈伤组织
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:湖南农业大学2002年