枇杷叶片胚性愈伤组织诱导与内源激素含量的关系

为揭示胚性愈伤组织发生过程中内源激素的变化规律,本研究以枇杷叶片为实验材料,通过诱导胚性愈伤组织获得体细胞胚,采用高效液相色谱法测定枇杷叶片及愈伤组织的赤霉素（GA₃）、生长素（IAA）、脱落酸（ABA）和玉米素（ZT）4种内源激素的含量,探讨胚性愈伤组织发育过程中4种内源激素的动态变化。结果显示,不同成熟度叶片内IAA/ZT比值对胚性愈伤组织的发生有正效应,而GA₃/IAA的比值具有负效应。胚性愈伤组织的发生需要较低含量的GA₃及高含量的IAA和ABA,IAA/ZT比值高有利于胚性愈伤组织形成,培养后期及时添加一定量的外源激素有利于胚性保持。本研究可为离体培养时选择外植体、添加外源激素及控制继代时间提供理论指导,并为快速获得枇杷胚性材料、开展基因转化研究奠定基础。     

植物激素对棉花体细胞胚胎发生的诱导及调节作用

选用11种激素研究了外源激素对棉花胚性愈伤组织增殖、胚胎发生和发育的调控作用。结果表明不同激素对棉花胚性愈伤组织增殖、胚胎发生与发育的影响不同。除2,4-D和BA对棉花胚性愈伤组织的增殖影响不大外,其他激素对棉花胚性愈伤组织的增殖均具有抑制作用,且具有一定的时间效应,同时还受基因型的影响。激素对棉花体细胞胚的形成和发育的影响极大,2,4-D既抑制了体细胞胚的形成,又抑制了体细胞胚的发育;TDZ的作用与2,4-D相似,显抑制了体细胞胚的形成,且诱导获得的体细胞胚均停留在球形胚阶段;GA也抑制了体细胞胚的形成,且不利于体细胞的成熟与萌发;BU-30对棉花体细胞胚形成与发育的影响不大。其他7类生长素类物质和细胞分裂素类物质对棉花体细胞胚的形成均具有促进作用,且依IBA、ABA、IAA、BA、KT、ZT、2iP序增强,其总胚数为对照的1．193—3．852倍;其中2iP的促进作用最大,可使产生的体细胞胚数提高2．852倍。     

龙眼体胚发生过程中DlAGO4基因的克隆及表达分析

该研究基于龙眼基因组数据库,采用RT-PCR技术,以‘红核子’品种龙眼松散型胚性愈伤组织cDNA为模板,进行龙眼胚性愈伤组织DlAGO4基因的克隆和生物信息学分析,并采用实时荧光定量技术分析其在龙眼体细胞胚胎发生不同阶段、不同组织部位、激素和非生物胁迫处理以及5-氮胞苷(5-azac)处理的表达模式。结果表明:(1)DlAGO4基因cDNA全长为3 425 bp,包含开放阅读框长度为2 781 bp,编码926个氨基酸。(2)生物信息学分析表明,DlAGO4蛋白为碱性亲水非分泌蛋白,含有AGO经典的保守结构域PAZ和Piwi,与克莱门柚CcAGO4的同源性最近,含有85个磷酸化位点和2个糖基化位点;亚细胞定位预测其最可能定位于细胞核;MicroRNA预测显示,DlAGO4基因受到4个miRNA靶向调控。(3)qRT-PCR结果表明,DlAGO4在龙眼球形胚阶段和种子中相对表达量最高;激动素、水杨酸、NaCl、甘露醇、PEG-4000和ABA处理均能促进DlAGO4基因的表达,而2,4-D和MeJA处理抑制其表达;不同浓度的5-azac处理1 d和3 d抑制DlAGO4的表达,但从处理第6天开始该基因呈上调表达,并于处理第12天相对表达量最高。研究认为,DlAGO4基因可能参与龙眼球形胚和种子的转录调控,且可能参与KT、SA的激素信号转导途径和NaCl、甘露醇、PEG-4000、ABA的逆境胁迫响应途径以及DNA甲基化调控机制。     

火鹤AaSERK基因克隆及其在体细胞胚胎发生中的表达分析

为了探讨体细胞胚胎发生相关类受体蛋白激酶(SERK)基因在火鹤体细胞胚胎发生中的作用,以火鹤胚性愈伤组织为材料,利用RT-PCR结合RACE技术,克隆了火鹤体细胞胚胎发生相关类受体蛋白激酶基因(AaSERK),通过实时荧光定量PCR(Real time-PCR)技术分析了AaSERK的相对表达量。结果显示:(1)该基因全长为1 949bp,包含1 866bp开放阅读框,编码蛋白由622个氨基酸组成。(2)预测该基因具有SERK家族典型的结构域:1个信号肽、1个亮氨酸拉链结构域、5个富亮氨酸重复序列结构域、1个SPP基序、1个跨膜结构域、含11个亚区的激酶结构域、1个C端结构域。DNAMAN分析显示,该基因编码的氨基酸序列与其它植物的一致性达到65%~89%。(3)在离体诱导体细胞胚胎发生的各阶段中,AaSERK基因在诱导阶段及发育培养阶段微弱表达或者几乎不表达,在继代培养第30天的胚性愈伤组织中表达量最高。推测该基因可以作为火鹤体细胞胚胎发生的一个标记基因。     

紫叶酢浆草体细胞胚诱导和发育条件研究

通过组织培养方法,探讨生长素和细胞分裂素在紫叶酢浆苹体细胞胚诱导和发育过程中的作用。结果表明0．5mg／L NAA是诱导胚性愈伤组织最适宜的生长素浓度,添加一定比例的6-BA可有效促进体细胞胚的发生;在附加激素浓度分别低于0．1mg／LNAA和0．5mg／L6-BA的MS培养基上,体细胞胚能发育成完整的植株。因此,一定浓度的生长素是诱导紫叶酢浆草胚性愈伤组织的关键因素,细胞分裂素在体细胞胚的发生和发育过程中起增效作用。     

花烛体细胞胚胎发生过程中相关生理生化特征研究

以花烛品种Amigo为材料,研究了悬浮培养条件下花烛体细胞胚胎发生过程中相关生理生化特征。结果表明:POD、CAT在胚性愈伤组织阶段维持较高活性,而SOD在体胚发育后期阶段活性较高;可溶性蛋白质含量在胚性愈伤组织阶段出现高峰;可溶性糖含量变化表现为先上升后下降的趋势,而淀粉含量表现为先下降后上升的趋势;SDS-PAGE电泳分析表明,胚性愈伤组织阶段蛋白质表达量高,种类多,并出现多种特异蛋白。分析认为胚性愈伤组织阶段是调控花烛体细胞胚胎发生过程的关键阶段。     

龙眼生长素应答因子基因克隆及其在体胚中的表达分析

以龙眼胚性愈伤组织为材料,采用RT-PCR结合RACE法克隆生长素应答因子基因(auxin response fac-tor,即DL-ARF1),运用生物信息学方法对序列进行分析,并通过实时荧光定量PCR法研究其在龙眼体细胞胚胎发生过程中的表达。结果表明:DL-ARF1基因的mRNA全长序列为2 695bp(GenBank登录号GQ923778),包含2 046bp开放阅读框,163bp 5′非编码区(5′UTR),486bp 3′非编码区(3′UTR);推定的氨基酸序列含681个氨基酸,与其它植物ARF基因相似性达40%～81%。DL-ARF1基因可能属于转录抑制因子,在龙眼体胚的各阶段均有表达,整个变化趋势呈双峰形,在胚性愈伤Ⅱ(Stage 2)中的表达量最高。     

植物体细胞胚状体与器官发生的激素调节

研究了外源激素对胡萝卜、矮牵牛、石刁柏以及烟草、曼陀罗、芹菜等植物体细胞胚状体与器官(主要是不定芽)发生的调节作用。1.胚状体的诱导在基本培养基中所需生长素都比不定芽分化所需生长素浓度高,或再需补加少量细胞分裂素。不定芽的分化在基本培养基中所需细胞分裂素都比胚状体的诱导所需细胞分裂素浓度高,或再补加适量生长素。少量细胞分裂素对石刁柏E_3无性系胚状体发生有强烈的促进作用。2.在一定的激素条件下,石刁柏E_3、B_2茎尖无性系可以在同一块愈伤组织上发生胚状体、不定芽,有时还有根。改变培养基中激素的量,可使愈伤组织只发生胚状体或芽。3.IAA、NAA和KT、BA、Z(玉米素)对诱导石刁柏E_3系体细胞胚状体与不定芽都有效,2,4-D和KT对诱导石刁柏B_2系体细胞胚状体与不定芽都有效。4.石刁柏个体之间胚状体与不定芽发生能力差异很大,有三种以上不同的类型。胡萝卜下胚轴只能发生胚状体,球形胚发生的愈伤组织既能产生胚状体又能发生不定芽。     

ABA对枸杞体细胞胚发生的调节作用

当枸杞的愈伤组织转入分化培养基后的第一天,内源ABA含量就大幅度增高,并成为胚性细胞分化和发育过程中的第一个峰值,也是最高峰值。这时也正是胚性细胞的启动分化期,从愈伤组织的切片明显可见胚性细胞的形成,同时SDS-PAGE结果也表明有相应的35KD蛋白质组分产生,而在未分化的愈伤组织中则未见该蛋白质组分。分化培养后的第15天,内源ABA含量达到第二个峰值,这时是球形胚形成时期,而35KD蛋白质组分含量也在此时达到最大值。外源ABA不仅可诱导内源ABA起始含量的升高,其含量峰值位于分化后的第一天和第15天,同时外源ABA可明显地提高体细胞胚发生的频率和质量。由此表明ABA含量的升高与胚性细胞的启动和发育密切相关,同时内源ABA与外源ABA对体细胞胚的发生有相同的促进作用。其作用机理可能是由于ABA直接或间接激活相关基因表达形成特异性胚性蛋白质组分,从而为胚性细胞的发生与发育奠定了分子基础。     

北五味子体细胞胚发生过程中内源IAA、ABA和GA3含量的动态变化

以北五味子不同发育阶段的体细胞胚为材料,利用高效液相色谱法(HPLC)对其内源吲哚乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)和赤霉素(GA3)含量进行了测定,探讨内源激素在体细胞胚正常发育过程中所具有的作用。在北五味子体细胞胚发生过程中,IAA和GA3含量均呈现先增加后降低趋势,ABA含量表现为先降低后增加趋势。IAA和ABA含量分别在球形胚阶段达到最大值和最小值,而GA3含量在心形胚阶段达到最大值。与正常体细胞胚相比,畸形胚中IAA和GA3含量高于各时期的正常胚状体,而ABA含量则显著低于其他各时期的正常胚状体。高水平的IAA在北五味子体细胞胚的发生阶段起重要的作用,而ABA在体细胞胚的成熟过程中起关键作用,GA3则与其体细胞胚的生长发育过程密切相关。但过高水平的IAA和GA3,以及过低水平的ABA会使体胚无法正常发育成熟,可能是引起畸形胚数量增加的主要原因之一。