虎杖原生质体分离纯化及电融合初步研究

以野生虎杖根状茎芽为外植体诱导虎杖愈伤组织,选取生长状况良好的愈伤组织作为原生质体分离材料,通过L16（44）正交试验对虎杖原生质体分离条件进行优化.结果表明：1.4%纤维素酶R-10,0.1%果胶酶,17%甘露醇的酶液,酶解时间7h,虎杖原生质体分离效果最好.在80r/min振荡分离后虎杖原生质体得率为46.2%.以800r/min的离心速度纯化,纯化的原生质体得率为43.8%,其中原生质体的成活率为75%.通过对虎杖原生质体进行融合,原生质体的融合率为20.2%.     

蕨麻愈伤组织原生质体制备条件的优化

以青海‘蕨麻4号’诱导培养的愈伤组织为材料,采用4因素3水平L9(34)正交实验,研究酶类组合、酶解时间、甘露醇浓度及离心速度等主要因素对蕨麻原生质体分离的影响,建立高效、稳定的蕨麻原生质体分离体系,为进一步通过原生质体融合、基因工程等方法对蕨麻进行品种改良奠定基础。结果表明:各因素对蕨麻原生质体产量的影响顺序为:酶类组合酶解时间甘露醇浓度离心速度;青海‘蕨麻4号’愈伤组织原生质体的最适酶解条件为:2.0%纤维素酶+0.75%果胶酶,40r/min振荡酶解10h,甘露醇浓度为0.5mol/L,离心转速为1 000r/min时原生质体的产量达最大(8.96×10~5 cells/g),活力为92.77%。     

新疆杨愈伤组织原生质体的游离与纯化

目的:以愈伤组织为材料,研究新疆杨原生质体的游离、纯化。方法:以新疆杨愈伤组织为材料,采用简单试验设计和方差分析方法,对新疆杨原生质体游离的影响因素进行研究,并利用二乙酸荧光素染色法观察原生质体活力。结果:适宜新疆杨愈伤组织原生质体游离的较适宜条件是:CPW+2.0%纤维素酶R-10+1.0%离析酶R-10+1.0%果胶酶Y-23+0.6 mol/L甘露醇,酶解温度27℃,酶解时间8 h。在此条件下,原生质体产量达8.5×106个/(g.FW),活力达83.6%。原生质体纯化可采用蔗糖等密度离心法,较适蔗糖浓度为30%。结论:研究筛选出的酶解因素组合与等密度离心条件较适宜新疆杨愈伤组织原生质体的游离和纯化。     

菠菜原生质体游离与纯化的研究

以菠菜为实验材料进行原生质体分离、纯化、活力鉴定。结果表明:1.5%纤维素酶OnozukaR-10+1%果胶酶Pectolase+0.5mol/L甘露醇+CPW盐的酶液,酶解时间5h,菠菜原生质体的获得率高。纯化时,适当降低离心时间有利于原生质体纯化过程中产量及活力的保持,500r/min离心5min,效果较好。     

黄芪原生质体分离技术

以黄芪叶片和愈伤组织为材料,对黄芪原生质体的制备分离技术进行了研究。结果表明:采用黄芪叶片制备原生质体远远优于黄芪愈伤组织,能够获得大量高活力的原生质体;采用2%纤维素酶+0.5%半纤维素酶+0.5%果胶酶的混合酶水解12h就能达到较好的分离效果,获得高质量的黄芪原生质体,然后进行原生质体的培养。     

南蛇藤原生质体培养及植株再生

以4℃低温暗处理24 h的南蛇藤胚性愈伤组织为分离原生质体的原材料,用MS培养基进行液体浅层静置、固液双层以及琼脂糖包埋培养原生质体,获得再生愈伤组织并分化成苗,建立了原生质体培养体系。结果表明,低温暗处理利于高产率高质量原生质体的获得;0.5%纤维素酶+0.5%果胶酶+5 mmol.L-1MES为酶的最佳配方;12 h为最佳酶解时间;13%为甘露醇最佳浓度;静置12 h+振荡0.5 h为最佳酶解方式;液体浅层静置培养取得了较好的原生质体培养效果;MS+6-BA2.0 mg.L-1+IBA 0.1 mg.L-1为愈伤组织最佳分化培养基;1/2MS+NAA0.1 mg.L-1为最佳生根培养基。     

沙冬青子叶原生质体瞬时表达体系的建立及其AmDREB1蛋白的亚细胞定位

以沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus(Maxim.ex Kom.)Cheng f.)幼苗的子叶为材料,对其原生质体的分离、纯化和瞬时表达体系进行了研究。结果表明,子叶原生质体分离的最佳酶解液组成为CPW溶液+3.0%纤维素酶R-10+0.5%离析酶R-10+0.3%半纤维素酶+9.0%甘露醇(p H5.8);最佳酶解条件为室温、避光、40 r/min轻摇14 h。采用W5溶液作为漂洗液将酶解物稀释后进行过滤,将过滤液在4℃、700 r/min条件下离心5 min,所得纯化原生质体的产量约为2.50×106cells/g,活力达到90%;以纯化的原生质体作为受体,利用聚乙二醇(PEG)介导法成功将植物瞬时表达载体p BI-GFP导入其中,转化效率达到50.8%。利用本研究建立的原生质体瞬时表达体系,检测到沙冬青脱水应答转录因子Am DREB1定位于细胞核内。     

霸王的原生质体培养的研究

目的：为利用原生质体融合技术转移霸王抗旱基因。方法：采用酶解法分离霸王原生质体,比较了霸王子叶和愈伤组织游离原生质体的产量和活力,不同渗透压和起始密度对原生质体分裂频率的影响。结果：愈伤组织游离的原生质体产量和活力均高于子叶,原生质体产率可达2.4×106个/g.FW,活力达89%。采用液体浅层培养,在附加2,4-D（2mg/L）、6-BA（1.0mg/L）、2%蔗糖和甘露醇（0.4mol/L）的DPD培养基中,原生质体分裂频率最高,达68.6%。转移到附加2-iP（3mg/L）、KT（1.0mg/L）、6-BA（1.0mg/L）的分化培养基上,获得2个再生苗。结论：采用酶解法游离霸王愈伤组织,可获得高活力和高分裂频率的霸王原生质体。     

甘蓝型油菜与芝麻菜体的细胞杂交

为拓宽油菜育种的基因资源库, 改良油菜品种, 以甘蓝型油菜(Brassica napus)花油3号下胚轴和芝麻菜(Eruca sativa)下胚轴为材料分离制备原生质体; 然后采用PEG-高Ca2+-高pH法进行原生质体融合, 当PEG浓度为35%, 原生质体融合密度为5×105个/mL时, 融合25 min时, 融合率可达18.2%。融合后在培养密度为1×105个/mL时, 以附加1.0 mg/L 2,4-D +0.5 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA+ 200 mg/L肌醇+300 mg/L水解酪蛋白的改良的KM8p为融合体培养基, 以0.1 mol/L 蔗糖+0.2 mol/L葡萄糖+0.2 mol/L甘露醇作渗透稳定剂进行液体浅层培养, 效果较好, 愈伤组织再生率最高为6.8%。将融合体再生的小愈伤组织转移至培养基(B5无机盐+0.087 mol/L蔗糖+0.2 mg/L 2, 4-D+0.5 mg/L NAA+0.2 mg/L 6-BA+ 0.5% Agar, pH 5.8)上增殖培养, 待愈伤组织长至直径为3~5 mm时, 及时将其转至分化培养基(MS无机盐+0.087 mol/L 蔗糖+0.1 mg/L IAA+0.8 mg/L 6-BA+0.8% Agar, pH 5.8)中诱导不定芽再生, 芽分化率为35.7%。当不定芽长为2~3 cm时, 将其切下转入附加0.5 mg/L IBA+0.2 mg/L 6-BA的1/2MS生根培养基中诱导生根, 14 d左右即可形成再生植株, 生根率可达88%。同时, 以紫外线(60 μW/cm2)照射芝麻菜原生质体, 进行不对称融合, 照射2 min的获得了愈伤组织和再生植株, 照射4 min的只获得愈伤组织, 而照射5 min以上的没有获得愈伤组织, 但其愈伤组织再生、增殖及植株再生均不如对称融合。从细胞学鉴定的21块杂种愈伤组织上再生出16株杂种植株。     

甘蓝型油菜与芝麻菜体的细胞杂交

为拓宽油菜育种的基因资源库, 改良油菜品种, 以甘蓝型油菜(Brassica napus)花油3号下胚轴和芝麻菜(Eruca sativa)下胚轴为材料分离制备原生质体; 然后采用PEG-高Ca2+-高pH法进行原生质体融合, 当PEG浓度为35%, 原生质体融合密度为5×105个/mL时, 融合25 min时, 融合率可达18.2%。融合后在培养密度为1×105个/mL时, 以附加1.0 mg/L 2,4-D +0.5 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA+ 200 mg/L肌醇+300 mg/L水解酪蛋白的改良的KM8p为融合体培养基, 以0.1 mol/L 蔗糖+0.2 mol/L葡萄糖+0.2 mol/L甘露醇作渗透稳定剂进行液体浅层培养, 效果较好, 愈伤组织再生率最高为6.8%。将融合体再生的小愈伤组织转移至培养基(B5无机盐+0.087 mol/L蔗糖+0.2 mg/L 2, 4-D+0.5 mg/L NAA+0.2 mg/L 6-BA+ 0.5% Agar, pH 5.8)上增殖培养, 待愈伤组织长至直径为3~5 mm时, 及时将其转至分化培养基(MS无机盐+0.087 mol/L 蔗糖+0.1 mg/L IAA+0.8 mg/L 6-BA+0.8% Agar, pH 5.8)中诱导不定芽再生, 芽分化率为35.7%。当不定芽长为2~3 cm时, 将其切下转入附加0.5 mg/L IBA+0.2 mg/L 6-BA的1/2MS生根培养基中诱导生根, 14 d左右即可形成再生植株, 生根率可达88%。同时, 以紫外线(60 μW/cm2)照射芝麻菜原生质体, 进行不对称融合, 照射2 min的获得了愈伤组织和再生植株, 照射4 min的只获得愈伤组织, 而照射5 min以上的没有获得愈伤组织, 但其愈伤组织再生、增殖及植株再生均不如对称融合。从细胞学鉴定的21块杂种愈伤组织上再生出16株杂种植株。     

基于响应面法对香菇原生质体制备条件的优化

香菇Lentinula edodes是我国食用菌年产量最大的单品,优化香菇原生质体的制备条件,获得高质量、高活力的原生质体可以为香菇育种和遗传多样性分析提供技术保障。本研究利用单因素试验对稳渗剂浓度、酶解液类型、酶解时间、酶解温度4个因素的最优作用条件和相关性进行检验和筛选;依据单因素试验的结果,对酶解时间、酶解温度、酶解液种类进行响应面法3因素3水平试验优化分析。单因素试验结果表明,使用2%的溶壁酶+蜗牛酶+纤维素酶混合酶制剂为酶解液、0.6 mol/L甘露醇为稳渗剂的效果显著高于其他处理(P<0.05)。经Box-Behnken设计得出香菇原生质体最佳制备条件为酶解时间3.25 h,酶解液浓度1.7%,酶解温度30.49 ℃,获得原生质体产量为14.02×10⁶ CFU/mL,与理论产量(13.862×10⁶ CFU/mL)偏差小,可为后续原生质体融合育种和多样性分析提供重要基础。     

利用荧光染色和流式细胞技术辅助卵孢小奥德蘑原生质体制备与再生研究

本研究以卵孢小奥德蘑液体培养菌丝作为实验材料,利用单因子变量法探索研究了菌丝培养时间、酶浓度、酶解时间、酶解温度、稳渗剂类型对卵孢小奥德蘑原生质体制备的影响,并对原生质体再生培养基进行选择和优化。通过荧光染色,利用激光共聚焦显微镜和流式细胞仪对原生质体的制备过程、得率和活力进行研究。结果表明,将卵孢小奥德蘑菌丝在液体培养基中培养5d收集菌丝体,以甘露醇作为渗透压稳定剂,在溶壁酶浓度2%、30℃条件下酶解5h,获得的原生质体得率最高,达2.0×10 ⁷个/mL;通过流式细胞仪分析,约57.69%的原生质体细胞为活细胞;在RM培养基中再生效果最好,再生率为(0.103±0.025)%。研究结果可以为卵孢小奥德蘑育种与食用菌原生质体制备再生提供研究基础。     

玉米、小麦、水稻原生质体制备条件优化

玉米Zea mays L.、小麦Triticum aestivum L.、水稻Oryza sativaL.是三大重要粮食作物,对其原生质体制备条件的优化具有重要意义.以玉米(综3)、小麦(中国春)、水稻(日本晴)10日龄幼苗为材料,研究了叶肉细胞原生质体分离过程中的酶浓度、酶解时间和离心力大小等因素对产量和活力的影响.结果表明:酶浓度和酶解时间对原生质体产量影响显著,随着酶解液浓度和酶解时间的提高,原生质体产量增加,但细胞碎片同时增多.水稻经真空处理后,原生质体产量大幅度提高.通过正交实验设计得出如下结果:玉米叶肉细胞原生质体分离的最佳条件为:纤维素酶1.5％,离析酶0.5％,50 r/min酶解7h,100×g离心2 min收集,原生质体产量为7×106/g FW;小麦叶肉细胞原生质体分离的最佳条件为:纤维素酶1.5％,离析酶0.5％,50 r/min酶解5h,100×g离心2 min收集,原生质体产量为6×106/g FW;水稻叶肉细胞原生质体分离的最佳条件为:纤维素酶2.0％,离析酶0.7％,50 r/min酶解7h,1 000×g离心2 min收集,得到的原生质体产量为6×106/g FW.通过二乙酸荧光素染色发现原生质体活力均在90％以上.用PEG-Ca2+介导法将含有绿色荧光蛋白的质粒转化入原生质体,转化率可达50％ ～80％.     

茶树叶肉原生质体的分离与纯化

以茶树幼苗叶片为材料,分析了甘露醇浓度、不同酶液组合、酶解时间等因素对叶肉原生质体分离及2种高密度分离液对原生质体纯化的影响。结果表明,叶片在含0.6 mol/L的甘露醇、1.5%的纤维素酶和2.5%的离析酶的酶解液中黑暗酶解16~18 h,叶肉原生质体的分离效果最好。此外,研究发现原生质体在10%的甘露醇与25%的碘克沙醇界面处聚集形成了一条带。     

“红颜”草莓原生质体制备及瞬时转化体系的建立

为探索“红颜”草莓悬浮细胞系原生质体提取的最优条件,并建立“红颜”草莓原生质体瞬时转化体系,以“红颜”草莓悬浮细胞为材料,对酶液组成、酶解温度、酶解方式进行研究。用PEG介导的瞬时转化法将标记基因GFP转化到“红颜”草莓原生质体中。结果显示：以“红颜”草莓悬浮细胞系作为分离材料,酶液组合为CPW中含有0.5%PVP+0.1%MES+1%纤维素酶+0.5%离析酶+0.01%半纤维素酶+0.9 mol/L甘露醇,在低速（50 r/min）恒温（31 ℃）震摇下进行酶解反应,酶解10 h时,达到“红颜”草莓原生质体最佳分离效果,每克鲜重产量可得原生质体6×10⁸ 个,活力值可达93.0%。PEG介导法成功将含有绿色荧光蛋白（green fluorescent protein, GFP）的植物表达载体转化“红颜”草莓悬浮细胞原生质体,转化效率达44%。通过实验筛选得到“红颜”草莓悬浮细胞原生质体的最佳制备条件,建立“红颜”草莓悬浮细胞原生质体的瞬时转化体系,为进一步开展“红颜”草莓功能基因及合成生物学研究奠定基础。     

‘陇东’紫花苜蓿原生质体最佳分离条件

以‘陇东’紫花苜蓿（Medicago sativa L.cv.‘Longdong’）下胚轴愈伤组织为材料,研究酶液组合、酶解时间、酶液渗透压、愈伤组织继代培养时间及预处理措施对原生质体分离效果的影响。结果表明：获得产量最高（8.8×105个·g-1）、活力最高（88.55%）的原生质体最佳酶液组合为2%纤维素酶＋0.5%果胶酶＋0.3%崩溃酶、酶解时间为10h、酶液渗透压即甘露醇浓度为0.55mol·L-1,愈伤继代培养天数为12d、预处理措施为4℃、黑暗条件下放置24h。     

金龟子绿僵菌原生质体的制备和再生及其羟化酶活性研究

对金龟子绿僵菌(Metarhizium anisopliae)原生质体的制备和再生的影响因素进行实验,并在此基础上考察了甾体底物对原生质体羟化酶的诱导作用。结果表明,原生质体制备的合适条件是:42 h的菌丝体用纤维素酶(10 mg/mL)和蜗牛酶(5 mg/mL)的混合酶在含有0.8 mol/L甘露醇的pH 5.8磷酸缓冲液中,28℃震荡(80 r/min)酶解3 h,原生质体产量可达到6.12×10~7/mL,在含有0.6 mol/L KCl的双层马铃薯培养基上再生率达到7.79%。经过6 h底物诱导的菌丝体制备的原生质体细胞色素P450的表达量比没经过诱导的菌丝体制备的原生质体高约40%,证明该菌羟化酶系统的可诱导性。由于没有细胞壁的阻碍经过底物诱导的原生质体能够高效的将底物转化为产物,且副产物相对较少。     

茯苓原生质体制备与再生条件的研究

研究了酶、酶解时间、菌龄、稳渗剂等对茯苓原生质体制备与再生的影响。茯苓原生质体制备的最佳条件为:纤维素酶(1．5%)和蜗牛酶(1．5%)的等量混合酶解系统,酶解时间3h,7d菌龄菌丝,产量可达1．77×10~7个/mL。以甘露醇为稳渗剂,采用CYM再生培养基,酶解时间3h,7d菌龄菌丝,其原生质体再生率最高,为0．164%。这一结果为茯苓通过原生质体技术进行菌种改良提供了重要技术参数。     

蛹虫草原生质体紫外诱变选育胞外多糖高产菌株

蛹虫草是重要的药食兼用两用真菌,具有较高的医用及经济价值。本文通过单因素和正交试验的方法研究了不同酶系统、酶解温度、酶解时间、渗透压稳定剂、菌龄对蛹虫草原生质体形成的影响,并对蛹虫草原生质体进行紫外诱变,以生物量和胞外多糖产量为指标选育胞外多糖高产菌株。结果表明：在30℃、1％溶壁酶＋0．5％蜗牛酶＋0．5％纤维素酶条件下,以甘露醇为渗透压稳定剂对4日龄蛹虫草菌丝酶解2h,原生质体产量可达到9．2×10^6个/mL。从150株诱变株中筛选出1株最佳正诱变株,编号为44#,经深层培养其生物量比出发菌株提高10％,胞外多糖产量提高84．3％,继代培养10代后,遗传稳定性良好。