半夏缓慢生长法保存及体细胞变异的ISSR检测

以添加了不同浓度的甘露醇、PP333和ABA的培养基对半夏试管苗进行缓慢生长法保存,并对保存材料再生后代的体细胞变异进行检测。结果显示,甘露醇、PP333和ABA均能有效抑制试管苗生长,且存活率高;最佳浓度分别为甘露醇2%～4%,PP3332.0mg·L-1,ABA 2.0～4.0mg·L-1。保存在添加了2%～4%甘露醇或2.0mg·L-1 PP333培养基上的植株未检测到变异,而保存在添加了2.0～4.0mg·L-1 ABA培养基上的植株检测到1条新增标记和1条缺失标记,位点变异率为1.7%,个体变异率为30%。研究表明,ABA不宜用于半夏试管苗的缓慢生长法保存,但有助于新突变体的产生,在种质创新上具有特殊意义。     

中国半夏属植物亲缘关系的SRAP分析

利用序列相关扩增多态性(SRAP)标记对中国半夏属植物5个种的亲缘关系进行了研究.38个引物组合在半夏属植物的5个种中共扩增出752条清晰的谱带,其中628条谱带具有多态性,多态性比率为83.51％,显示出较高的多态性比率;各物种间的遗传相似系数在0.6513～0.7312之间,聚类分析和主坐标分析结果表明,5种半夏属植物被聚为两大类:掌叶半夏单独聚为一类(Ⅱ),而其它4个种聚为一类(Ⅰ).第Ⅰ类可再分为A和B两个亚类:A亚类包括半夏和石蜘蛛;B亚类包括盾叶半夏和滴水珠.滴水珠和盾叶半夏的亲缘关系最近,其次是半夏和石蜘蛛,而掌叶半夏和其它4个种的亲缘关系都较远,这说明掌叶半夏与半夏属其它种呈姐妹群关系.本研究结果对我国半夏属植物资源的开发利用与保护具有重要意义.     

中药半夏单细胞悬浮培养、胚胎发生及植株再生

以悬浮细胞作为靶标材料,在COLC诱导获得多倍性细胞后,经诱导分化和再生形成纯合的多倍体植株,是一条可行且高效的多倍体诱导途径。但该途径的前提是成熟、高效的单细胞悬浮培养和植株再生体系建立。鉴于此,在获得优良胚性愈伤组织的基础上,对半夏细胞悬浮培养、细胞分化及再生植株所涉及的关键问题及其影响因素进行研究,结果获得了以近圆形细胞为主的高质量单细胞悬浮系,细胞生长曲线呈典型的"S"型,细胞密度可达2.0×106以上,活细胞率可达86.80%,近圆形细胞率可达82.64%;明确了其细胞胚胎发生的两种可能途径,并通过诱导细胞分化,成功获得了愈伤组织增殖,最终实现了高效的植株再生,愈伤分化率可达94.46%,丛生芽诱导率可达337.42%,幼芽成苗率可达90.75%,幼苗生根率可达95.40%,移栽成活率可达98.83%,从而建立了高效的半夏悬浮细胞培养和植株再生体系,为后续的基于单细胞水平的半夏多倍体诱导研究提供技术参考和科学依据。     

半夏细胞悬浮培养中生理生化指标的测定

目的：了解半夏细胞悬浮培养中生理生化指标的变化以及它们之间的关系。方法：以半夏幼嫩叶片和叶柄为材料,诱导和筛选愈伤组织,在光照和黑暗条件下进行细胞悬浮培养。每3d取样,冰浴匀浆,于4℃、10000g离心20min,取上清液进行测定。结果：光照条件利于半夏悬浮细胞的生长,其最佳收获期为24d,细胞的生长曲线呈“S”形;在不同的条件下,其培养液pH都呈先上升后下降趋势;培养细胞中可溶性蛋白质和过氧化物酶的活性均出现两个峰值,但出现的时间不同;MDA(丙二醛)的含量先升高后下降随后又上升。结论：光照有利于半夏细胞的生长并且蛋白质含量和酶活性呈正相关性,MDA含量和细胞的生长、分化呈负相关性。     

半夏凝集素基因(pta)导入水稻及其表达的初步研究

半夏凝集素基因是一种有重要价值的抗虫基因。利用RACE—PCR技术克隆出半夏凝集素(pta)基因,并将它构建到载体pCAMBIA1305中形成双元载体(含pta基因和hpt基因)。利用农杆菌介导法将pta基因转入粳稻品种鄂宜105、中花12和籼稻品种E优532成熟胚诱导的愈伤组织中。通过PCR检测,从117株To代再生植株中筛选出36株(其中鄂宜105、中花12、E优532分别为19株、7株、10株)转基因植株。对这些转基因后代植株进行Southern blot分析和RT—PCR分析表明：pta基因已经整合到受体细胞基因组中,并在转录水平上得到了有效表达。通过对转基因后代的遗传分析,成功地从T1代表现为1：2：1盂德尔分离的分离群体中筛选出7个独立转基因水稻纯系(其中包括4个鄂宜105、1个中花12和2个E优532转基因纯系)。对这7个独立转基因水稻E代纯系进行褐飞虱生物抗性鉴定和田间隔离喂养实验,结果显示,这些转基因纯系对褐飞虱的存活率和发育进度均有显著的抑制作用。同时,实验结果还表明2～5mg/L的2,4—D是愈伤组织诱导和生长的必需条件,而且受体的基因型对愈伤组织诱导率和转化频率均有显著影响,在同等条件下,粳稻品种的愈伤组织诱导率和转化频率均高于籼稻种。     

半夏组织培养诱导胚状体的正交试验

采用茎尖组织培养技术获得了半夏(Pinellia ternata(Thunb．)Breit．]的完整试管苗,并进行了半夏叶不同部位诱导胚状体和愈伤组织的试验;以生长率和总生物碱含量作为指标,对不同激素配比进行了正交试验,筛选出了最佳的培养基组成。结果表明：诱导胚状体和愈伤组织的最佳外植体是半夏的叶柄基部,诱导率分别为43．6％和100．0％,月生长率达24．43倍;最佳培养基为MS 1．0mg／L6-BA 0．1mg／L IAA。研究结果为半夏人工种子的进一步研究奠定了基础。     

Expression and purification of a novel mannose-binding lectin from Pinellia ternata

Pinellia ternata agglutinin (PTA) from the tubers of P. ternata is a monocot mannose-binding lectin that catalytically agglutinated rabbit erythrocytes. The potential effect of PTA has gained considerable interest in recent years owing to clinical use of native PTA as the preparation against cancer and for plant protection against insect pests. Here we report a successful strategy to allow high-level expression of PTA as inclusion bodies in Escherichia coli M15. Purification of refolded recombinant protein from solubilized inclusion bodies by Ni-NTA agarose affinity chromatography yielded biological activity recombinant PTA (final yield of about 10 mg/L). The recombinant PTA agglutinated rabbit erythrocytes to a dilution similar to that determined for “native” lectin purified from P. ternata. The expression and purification system makes it possible to obtain sufficient quantities of biologically active and homogenous recombinant PTA sufficient to carry out advanced clinical trials. This is the first report on the large-scale expression and purification of biologically active recombinant PTA from E. coli.     

不同培养条件对半夏悬浮培养细胞生长及总生物碱形成的影响

研究了半夏悬浮培养过程中细胞鲜重的变化和MS培养基组分中碳源、钙盐、Fe盐及肌醇变化对半夏悬浮培养细胞生长及总生物碱合成的影响。结果表明 ,半夏细胞的生长曲线呈“S”型 ,细胞的最佳收获时间为 2 1d。在两种碳源中 ,葡萄糖比蔗糖利于细胞的生长和总生物碱的合成 ,最适浓度为 2 0g L。最适合细胞生长和总生物碱形成的钙盐浓度为 1 8mmol L、Fe盐浓度为 0 0 6mmol L和肌醇浓度为 10 0mg L。     

三叶半夏种质资源扩繁及保存研究*

目的:通过对三叶半夏扩繁和保存方法的研究,为三叶半夏种质资源的保育和开发利用提供技术支撑。方法: 首先,通过灭菌条件筛选、愈伤诱导及丛生芽诱导等进行扩繁条件探索;其次,通过设置不同基本培养基、蔗糖浓度、不同温度和光照强度等条件探索合适的种质保存条件;最后,探索了休眠块茎唤醒方式和丛生芽再诱导方法,为种质资源再扩繁提供基础。结果: 以叶柄为外植体,升汞灭菌12 min后,接种至添加2,4-D的培养基中可诱导疏松愈伤组织。外植体接种至MS+2.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA+蔗糖30 g/L +琼脂6.0 g/L,pH 5.8中可进行丛生芽诱导。合适的种质保存基本培养基为MS和N6培养基;合适的蔗糖浓度为30 g/L,过低或过高均不利于种质保存;在丛生块茎诱导时需要提供足够的温度和光照,低温及避光条件不利于种质保存。待丛生芽自然倒苗休眠后可进行长达1~2年的离体保存。对休眠块茎进行唤醒诱导时可采用切割块茎后再接种的方式。萌发出来的叶柄直接进行丛生芽诱导增殖,而块茎则接种至MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L+蔗糖30 g/L+琼脂6.5 g/L,pH 5.8中进行再分化诱导丛生芽。诱导出来的丛生芽进行规模化扩繁或继续进行离体保存。结论: 通过对三叶半夏的种质扩繁,筛选合适的条件得到休眠丛生块茎,可对三叶半夏进行长时间的离体保存,而后唤醒和再次诱导的相关研究,为其种质资源保存、利用提供技术基础。     

滴水珠珠芽发育过程研究

珠芽是滴水珠(Pinellia cordata)的营养繁殖结构,为揭示滴水珠珠芽发育过程中的特征,该研究以野外采集材料进行盆栽观察试验,通过形态观察法和石蜡切片方法,探索滴水珠叶片和叶柄处珠芽发育过程中的形态学和解剖学结构特征。结果表明:滴水珠珠芽发育过程在形态上分为叶柄无现象时期、早期珠芽结构分化和珠芽膨大成熟时期三个时期;相应的解剖学发育时期为珠芽原基启动期和形成期、原基分化期和膨大成熟期四个阶段。叶片和叶柄珠芽起始细胞均由叶柄腹面表皮下层薄壁细胞组织脱分化形成,起始细胞不断分裂形成细胞团最后发育成珠芽原基;在原基分化期的特征是生长点形成,最终分化形成芽原基和鳞片叶;膨大成熟期的特征是珠芽结构不断生长,生长点侧生分化鳞片叶增多。叶片和叶柄处珠芽成熟脱落时期为灰色椭圆形结构,测得平均直径分别为(2.79±0.40)mm和(2.69±0.36)mm,外部有鳞片包裹,内部含大量营养物质。在环境适宜条件下,珠芽遇土萌发,萌发率达75%。这表明滴水珠珠芽与同属植物半夏珠芽发育过程差别不大,都是无性克隆营养繁殖体结构。