枸杞体细胞胚发生中Ca^2＋和ATPase的超微结构定位研究

研究2,4-D诱导枸杞体细胞胚发生中的作用及其与Ca^2 含量和ATPase活性时空分布动态之间的关系,以探讨2,4-D诱导植物体细胞胚发生的作用机理。采用超微细胞化学定位的方法,跟踪分析了体细胞胚发生与发育的不同时期,Ca^2 和ATPase活性的时空分布动态。结果表明：2,4-D是诱导离体培养的枸杞体细胞进入胚胎状态的关键激素。在含有2,4-D和不含2,4-D的培养条件下,分别诱导枸杞体细胞脱分化后,再转入除去2,4-D的MS培养基上,进行分化培养,结果前者可分化形成体细胞胚,因而称为胚性愈伤组织。后者在相同条件却不能分化形成胚,故称为非胚性愈伤组织。在2,4-D诱导枸杞的胚性愈伤组织中,胚性细胞分化早期的细胞间隙和细胞壁上均有Ca^2 沉淀。随着胚性细胞的分化、分裂和多细胞原胚形成,这时Ca^2 在细胞内的分布主要集中在细胞膜和液泡膜上;球形胚期在细胞核中Ca^2 呈弥散性分布。在此过程中,ATPase活性时空分布与Ca^2 的定位变化具有高度一致性,仅仅稍滞后于Ca^2 出现的时间。而在胚性细胞分化早期,ATPase活性同样位于质膜上,随后在液泡和细胞核都可见ATPase活性分布。而在非胚性愈伤组织中,则未见Ca^2 和ATPase活性呈时空动态分布,而且随着非胚性细胞的液泡化,无论是Ca^2 含量,还是ATPase活性都呈逐渐降低的趋势。表明Ca^2 和ATPase活性变化与2,4-D诱导的胚性细胞分化和发育密切相关。并由此推测,Ca^2 和ATPase的时空分布对胚性细胞分化中的信息传递和调控相关基因表达起着关键性作用。     

白刺花胚性愈伤组织诱导及体细胞胚发生和萌发

探讨不同因素对白刺花下胚轴、子叶2种外植体胚性愈伤组织诱导及体细胞胚发生和萌发的影响。以B5和MS为基本培养基,研究2,4-D、6-BA和TDZ对白刺花下胚轴和子叶胚性愈伤组织的诱导;在MS培养基上添加不同浓度2,4-D,研究胚性愈伤组织增殖情况;采用ABA,探究对体细胞胚发生的影响。结果表明:下胚轴比子叶更易诱导胚性愈伤组织,筛选出2种外植最佳的胚性愈伤组织诱导培养基均为MS+2.0 mg/L 2,4-D+0.5 mg/L TDZ+0.5 mg/L 6-BA,胚性愈伤组织诱导率分别为77.3%和41.0%。15.0 mg/L ABA、0.2 mg/L 2,4-D和2.0 mg/L 6-BA有利于体细胞胚发生,1/3MS+0.2 mg/L NAA+0.1 mg/L 6-BA+2.0 g/L活性炭+25 g/L蔗糖+7 g/L琼脂的培养基可使体细胞胚萌发率达80%以上,再生植株移栽成活率高达90%。白刺花外植体种类及培养基类型均会影响胚性愈伤组织的诱导,其中下胚轴诱导效果优于子叶;MS培养基较适合启动细胞脱分化形成愈伤组织,2,4-D对胚性愈伤组织的增殖保持有调控作用,ABA有利于体细胞胚的发生。     

枸杞体细胞胚发生中外源Ca2+的作用

脱分化的枸杞叶片外植体愈伤组织转入含有2,4-D的MS培养基上分化培养后有大量胚性细胞的分化和体细胞胚发生;加入一定量的外源Ca2 或45Ca2 ,明显地提高了胚性愈伤组织中体细胞胚发生的频率;加入Ca2 的鳌合剂EGTA则显著降低了体细胞胚发生频率;胚性愈伤组织中CaM的水平在多细胞原胚期和球形胚期显著升高,加入外源Ca2 后CaM含量几乎成倍增加;胚性愈伤组织中蛋白质组分与活性都远远多于或高于非胚性愈伤组织,加Ca2 后蛋白质组分种类也增加.     

狗牙根颖果胚性愈伤组织的诱导和胚性细胞的超微结构及植株再生

以普通狗牙根[Cynodon dacylon(L.)Pers.cv.'Suncitv']颖果为外植体,以MS为基本培养基,外加浓度在2.0～6.0mg/L的2,4-D,能高频率地诱导出高质量的胚性愈伤组织,其中以4.0 mg/L为最佳.胚性愈伤组织最佳继代及分化的培养方法为:用MS 2,4-D 4.0mg/L继代1～2次,然后转入1/2 MS 2,4-D 2.0 mg/L中继代1～2次,再在无激素的1/2MS中光照培养10 d,最后在MS 6-BA 3.0 mg/L中诱导分化,分化成苗率达31.7%.经电镜观察发现,胚性愈伤组织结构紧密,细胞较小,内容物丰富,而非胚性愈伤组织结构疏松,细胞巨大,内含一大液泡,几无细胞器.     

稀土元素对枸杞体细胞胚诱导频率的影响

本文系统研究了稀土元素对枸杞体细胞胚发生额率的影响,企图为建立高频率体细胞发生体系提供参考资料。实验以宁夏枸杞(Lycium chinense)叶片为外植体,材料离体后接种在附加2,4-D 0.2mg/L 和水解酪蛋白500mg/L 的 MS 培养基上,首先诱导愈伤组织,所得愈伤组织经多次继代培养和筛选,使其具有胚性愈伤组织的特征。然后,转移到附加不同稀土元素成分和浓度的 MS培养基上诱导体细胞胚。十五天后,取出愈伤组织,置实体显微镜下,剥离与统计体细胞胚的     

从棒头草(Polypogon fugax Nees ex Steud)幼穗培养获得体细胞胚和再生植株

棒头草幼穗在含2,4-D的MS培养基上诱导出了胚性、非胚性和中间型愈伤组织。根据形态、淀粉粒等指标可将组成这些愈伤组织的细胞分为三类。改变培养基中2,4-D的浓度,能诱导三类愈伤组织相互转变。从胚性愈伤组织中诱导形成了大量体细胞胚;体细胞胚是从单个原胚细胞直接发育而来,它们能正常萌发、再生小植株。这种再生能力现已保持了34个月。小植株移植在土壤中可以正常生长、分蘖、开花和结实。     

几种匍匐翦股颖成熟胚愈伤组织诱导及植株再生

利用成熟种子作为外植体,分析了2,4-D对匍匐翦股颖胚性愈伤组织诱导与植株再生体系的影响,并对体细胞胚的发生过程进行了观察.实验结果表明,在2.0 mg/L 2,4-D 0.1 mg/L 6-BA时胚性愈伤组织的诱导频率最高.随着2,4-D浓度的增加,愈伤组织的诱导和分化能力明显下降.在再生过程中采用1.0 mg/L的6-BA达到了比较好的效果,愈伤组织的再生频率大部分在90%以上.同时发现适当提高肌醇浓度可以使苗长得较为粗壮.在实验中发现匍匐翦股颖的体细胞胚发生过程为球形胚、心形胚、鱼雷胚和子叶胚.     

影响籼稻体细胞胚胎发生几个因素的研究

以 IR36、IR50、IR52及 IR54等品种的幼穗及成熟种子为材料,研究了蔗糖浓度、2,4-D、NAA、激动素及脱落酸对体细胞胚胎发生、结构的保持及植株分化的影响。6%蔗糖有利于胚性愈伤组织的诱导;3%的有利于胚性结构的保持及植株分化。当培养基中不含2,4-D,而含激动素与 NAA 时,幼穗直接出芽;当不含激动素而含2,4-D与 NAA 时,外植体产生非胚性愈伤组织;当不含 NAA 而含2,4-D 与激动素时,外植体产生胚性愈伤组织。认为,2,4-D与激动素是籼稻体细胞胚胎发生的基本因素,而 NAA 的作用是不明显的。不同外植体(幼穗与成熟种子)的体细胞胚胎发生,对2,4-D 与激动素的反应略有不同,幼穗更为敏感。在继代培养基中,加入低浓度的脱落酸有利于胚性结构的保持。随着继代世代的延续,分化培养中愈伤组织所表现出的绿色生长点状物不能发育成完整植株。     

黄山栾树体细胞胚的发生和组织学观察

黄山栾树无菌苗的节间和叶柄离体培养后,其体细胞胚发生的结果表明：节间愈伤组织可诱导产生体细胞胚,而叶柄愈伤组织则生根：节间愈伤组织诱导培养基为MS＋3．0mg．L～2,4．D＋0．5～3．0mg．L-1NAA;节间胚性愈伤组织诱导培养基为MS＋2．0nag．L-2,4-D;胚性愈伤组织转移到无植物生长调节剂的MS培养基上可发育成正常植株。组织学观察表明,体细胞胚在胚性愈伤组织中有的发生于愈伤组织表层细胞,有的发生在愈伤组织内部。黄山栾树体细胞胚的形成经历球形胚、心形胚、鱼雷胚和子叶胚几个阶段,这与合子胚的发育途径相似。     

石防风细胞悬浮培养中的体细胞胚发生

石防风试管苗的根经2,4-D诱导可形成具有发生体细胞胚潜能的愈伤组织,用愈伤组织制备悬浮细胞。细胞及组织学的观察表明,体细胞胚发生经历了单细胞、丝状体、细胞团、愈伤组织及胚性细胞团的出现及类胚体的各个发育阶段。丝状体可以经过不同的分裂途径发育为细胞团。愈伤组织表面或者内部的某些细胞演变为胚性细胞,它们不断分裂形成了体细胞胚,一个愈伤组织可形成一个或几个体细胞胚。     

枸杞胚性细胞分化的超微结构和ATP酶的细胞化学定位研究

枸杞的胚性细胞多由愈伤组织表层的薄壁细胞分化而来,与愈伤组织中未分化的细胞相比,胚性细胞呈卵圆形,细胞核大,核仁明显,细胞质浓厚并含有丰富的细胞器,细胞壁较薄,细胞间有胞间连丝相通;胚性细胞发育到晚期细胞壁加厚,胞间连丝逐渐消失,细胞核向一端偏移,有大液泡形成;胚性细胞的第一次分裂多为均等分裂,形成二细胞原胚,继续分裂形成多细胞原胚;组成多细胞原胚胚体的细胞核大,核形状不规则,细胞质浓厚,细胞器丰富,在质体中出现淀粉的积累。在胚性细胞发育的早期,ATP酶活性主要位于质膜上,随后在液泡内和细胞核中都出现ATP酶活性的分布;随着胚性细胞壁的加厚,细胞壁加厚处和细胞间隙中也出现ATP酶活性反应;当多细胞原胚形成后,ATP酶活性反应主要定位于液泡膜上。由此分析了结构特征、ATP酶活性定位变化与胚性细胞分化的关系。     

Morphohistobiochemical characteristics of embryogenic and nonembryogenic callus cultures of sweet potato (Ipomoea batatas L.)

Ipomoea batatas callus culture raised in a medium supplemented with 2,4-D (2,4-dichlorophenoxy acetic acid) alone or 2,4-D in combination with benzyl adenine, were found to be embryogenic. Supplementation of exogenous chemicals, such as 5 g/l NaCI or 0.7 g/l proline together with a mild dose of 0.2 mg/l 2,4-D, enhanced somatic embryogenesis significantly in all the genotypes tested. Morphological, growth, physiological, histological, and biochemical characteristics of the embryogenic callus were different from the nonembryogenic callus. The former was compact, slow growing, and nodular compared with the fast growing, fragile, nonembryogenic callus. The embryogenic callus tissue had more dry matter, protein and reducing sugar contents compared with the less embryogenic callus. The somatic embryogenic response remained steady in the cultures for up to 96 weeks.     

ABA对枸杞体细胞胚发生的调节作用

Using Enzyme Linked Immunosorbent Assay (ELISA) method, we determined the ABA contents of different stages in somatic embryogenesis. The results showed that endogenous ABA contents increased to maximum value twice during somatic embryogenesis. After first maximum value of ABA contents embryogenic cells were observed in callus, and simultaneously, there was a specific protein of somatic embryogenesis investigated by SDS-PAGE. This protein accumulates preferentially in embryogenic callus but not in transferred callus. So it is suggested that ABA could promote the expression of specific genes and the synthesis of embryogenic protein during somatic embryogenesis in Lycium barbarum L. and ABA play an important role in globular stage as well. In addition, treatment of non-embryogenic activity callus with 4 mumol/L exogenous ABA could stimulate somatic embryogenesis. And the ABA function mechanism in relation to somatic embryogenesis was discussed.     

激素对枸杞体细胞胚发生及可溶性蛋白质含量和组分的影响

以宁夏枸杞无菌苗叶片为材料,对体细胞胚发生过程中激素作用、可溶性蛋白质变化及体细胞胚发生频率进行了研究。发现不同激素处理、可溶性蛋白质含量、组分和体细胞胚发生频率均有一定的差异,三者之间存在着相关性。结果如下：（１）ＭＳ＿１、ＭＳ＿２和ＭＳ＿３三种培养基上继代的愈伤组织难以诱导形成体细胞胚,为非胚性愈伤组织;而从ＭＳ＿１、ＭＳ＿２和ＭＳ＿３分别转到ＭＳ＿０和ＭＳ＿４培养基上的愈伤组织体细胞胚发生频率高,属于胚性愈伤组织。其中以ＭＳ＿３转至ＭＳ＿０后的体细胞胚发生频率最高。（２）可溶性蛋白质ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析表明：非胚性愈伤组织有特异性蛋白质６７ｋＤ,胚性愈伤组织有特异性蛋白质３５ｋＤ和４４ｋＤ;蛋白质３３ｋＤ和６７ｋＤ受２,４－Ｄ调控,蛋白质４９ｋＤ、５７ｋＤ受６ＢＡ调控,而蛋白质３７ｋＤ、５１ｋＤ受２,４－Ｄ和６ＢＡ协同调控。     

枸杞体细胞胚发生过程中Ag~ 对痕量金属离子吸收的影响

以药用植物宁夏枸杞愈伤组织为材料,离体培养诱导体细胞胚发生。采用多重示踪剂和γ射线能谱分析法研究不同浓度AgNO_3处理的枸杞体细胞胚发生过程中对多种痕量金属元素离子的吸收。结果表明:(1)当AgNO_3的浓度小于50mg/L时,随着AgNO_3浓度的增加,多种痕量金属离子的吸收率也随之增加,而超过此浓度后,对多种痕量金属离子的吸收影响不同。Ag~ 对痕量金属离子的吸收有协同,拮抗或竞争的作用。(2)适当浓度的AgNO_3对细胞分化及体细胞胚发生有促进作用。当AgNO_3的浓度小于50mg/L时,随着AgNO_3浓度的增加,体细胞胚的发生频率随之增加。Ag~ 对枸杞体细胞胚发生表现促进作用,当AgNO_3的浓度为50mg/L时,可大大提高愈伤组织中体细胞胚发生,是对照(不加AgNO_3)组的3倍左右。而超过此浓度后,Ag~ 对枸杞体细胞胚发生表现毒害作用,体细胞胚的发生受到明显抑制。     

Relationship between auxin-induced cell proliferation and somatic embryogenesis in culture of carrot cotyledons

We elucidated the relationship between cell proliferation and somatic embryogenesis in the culture of carrot cotyledons. Fresh weights of the cotyledon expiants were determined every five days while being cultured on a medium containing 2,4-D. Callus production increased exponentially from Day 20 to Day 25, showing a two-fold rate of proliferation. To examine the embryogenic potential of the callus, we pre-cultured cotyledon explants on an MS medium with 2,4-D, then transferred them to an MS basal medium at five-day intervals. Somatic embryos formed most frequently when the cotyledons were pre-cultured for 20 days on an MS medium that contained 5 μ2,4-D. The frequency of somatic embryo formation was 81%, while that of normal embryos with two cotyledons was 51% among those formed on a hormone-free medium. We used FACScan analysis to relate the embryogenic potential of the callus to the S phase in the cell cycle of cultured cells. The S phase was high after 25 days of culture on the medium with 5 μM 2,4-D. In contrast, the frequency of normal embryogenesis was higher at Day 20 of the pre-culture period. Culturing embryogenic calli on a medium with 5 μM 2,4-D was most favorable for producing somatic embryos with two cotyledons. We verified that active somatic embryogenesis was apparently related to cell division activity; somatic embryos induced from actively dividing cells were apt to accompany cotyledonary abnormality.     

百合体细胞胚胎发生和植株再生

以切花百合(Lilium)品种‘黄天霸’(‘Manissa’)花器官为外植体诱导体细胞胚胎发生与植株再生。结果表明,不同花器官、不同激素配比对愈伤组织形成均具有显著影响。花丝为最佳外植体,激素对愈伤组织诱导的影响效应为NAA>6-BA>2,4-D,最适培养基为MS+1.0 mg.L-1NAA+0.2 mg.L-16-BA;激素诱导体细胞胚胎发生的影响效应为2,4-D>KT>6-BA,最佳培养基配方为MS+1.0 mg.L-12,4-D+0.2 mg.L-1KT+1.0 mg.L-16-BA;MS培养基添加IBA可促进体细胞胚萌发成苗,体细胞胚芽成苗的最佳培养基为MS+0.2 mg.L-16-BA+1.0 mg.L-1IBA。     

Biochemical differences between embryogenic and nonembryogenic callus of Picea abies (L.) Karst

Both embryogenic and nonembryogenic calli of Picea abies (L.) Karst. were initiated from the hypocotyl region of immature embryos. The two callus phenotypes were manually separated and subsequently maintained independently, but under identical culture conditions. Biochemical analysis of the two phenotypes revealed significant differences in ethylene evolution rate and in concentrations of glutathione and total reductants. Due to the constancy of the genetic background, age and growth conditions of the two callus types, differences in the measured quantities are not likely to be traceable to the genetic origin of the callus and serve to highlight biochemical changes associated with somatic embryogenesis in Norway spruce.Abbreviations GSH glutathione - 2,4-D 2,4-dichlorophenoxyacetic acid - BA N⁶-benzyl adenine - E embryogenic - NE nonembryogenic - NS Norway spruce     

盐肤木体细胞胚胎发生及植株再生

以盐肤木(Rhus chinensis Mill.)幼胚为外植体,研究不同植物生长调节剂组合对其愈伤组织诱导及体细胞胚胎发生的影响,以建立盐肤木体细胞胚胎发生及植株再生体系。结果表明,最适愈伤组织诱导培养基为MS+6-BA 0.2 mg/L+2,4-D 1.0 mg/L,诱导率为84.57%,诱导出的初代愈伤组织白色或淡黄色,质地疏松,表面光滑,为非胚性愈伤。初代愈伤组织转移到1/2 MS+6-BA 2 mg/L+NAA 0.5 mg/L培养基上培养1个月后,长出淡黄色质地紧密的胚性愈伤组织,诱导率高达100%,在此培养基上胚性愈伤组织增殖倍数为854.73%。所获得的胚性愈伤组织转接到1/2 MS+6-BA 2 mg/L+NAA 0.5 mg/L+蔗糖4%的培养基上培养1个月后可诱导体细胞胚胎发生,诱导率可达32.67%。诱导得到的体细胞胚胎经历球形胚、心形胚、鱼雷胚、子叶胚进一步分化发育成苗。无菌苗炼苗后栽种到泥炭土∶蛭石∶珍珠岩为2∶1∶1的生长基质上,能100%稳定成活。经过细胞学观察分析,体细胞胚的发育与合子胚相似。