海巴戟ACO基因启动子的克隆及功能初步验证

为了进一步明确海巴戟(Morinda citrifolia Linn.)ACO基因(GenBank登录号:ARB05681.1)功能,本研究通过染色体步移法克隆得到2 066 bp启动子.该区域除了含有大量TATA-box、CAAT-box等启动子核心元件外,还含有乙烯等植物激素响应元件、胁迫和防御相关元件、光相关元件等,转录起始位点预测在-96 bp处.为了验证启动子序列中的植物激素响应元件,分别用乙烯利、茉莉酸甲酯、赤霉素、生长素、脱落酸分别处理海巴戟叶片,荧光定量PCR结果 表明,5种激素均能上调ACO基因表达,与启动子中存在相应的元件一致,暗示着这些元件的存在能够调控海巴戟ACO基因的表达;此外,ACO受乙烯诱导表达最强,表明启动子中确实存在乙烯应答元件.     

基于诺丽叶片愈伤组织的细胞悬浮系的建立

为通过诺丽叶片的细胞悬浮系来获得其次生代谢物。实验基于诱导的诺丽无菌苗叶片愈伤组织,改变液体培养基的激素组成、接种量以及在细胞悬浮培养过程中进行相关参数的测定以确定继代周期。液体培养基为MS+2.0 mg/L NAA+0.2 mg/L KT,最佳初始接种量为60 g/L;在14-22 d进入直线生长期,后缓慢增长,在第26天细胞数量达到峰值11.8×10~5个/mL后细胞数量下降;细胞活力最好出现在第21天,OD_(485)=1.8;初代细胞形态为不规则杆状细胞,在第6代呈规则小细胞团和圆球体;最佳继代周期22-26 d,诺丽叶片细胞悬浮培养液的细胞存活率为77.9%。实验建立了稳定的诺丽叶片细胞悬浮培养体系。     

诺丽茎段愈伤组织诱导优化及细胞悬浮系的建立

为获取诺丽茎段中的次生代谢物并为建立遗传转化体系奠定基础,以诺丽茎段(无腋芽)为外植体诱导愈伤组织,并建立细胞悬浮系,对影响愈伤组织的诱导及细胞悬浮系的因子进行了研究。结果表明:愈伤组织诱导的最优培养基是MS+1.0mg/L6-BA+0.1mg/L2,4-D;悬浮培养的最佳培养基为MS+1.0mg/L6-BA+0.1mg/L2,4-D+3%蔗糖,pH为5.85,当初始接种量为37.5g/L、摇床转速为110r/min且(25±2)℃暗培养时,悬浮细胞生长良好,生长速率最大;诺丽茎段悬浮细胞生长曲线呈"S"型,最适继代周期为12–20 d;培养过程中,培养基的pH呈先下降后缓慢升高的变化趋势,诺丽茎段愈伤组织悬浮细胞培养的最适pH在4.5–5.0之间。文中成功建立了以诺丽茎段为外植体的稳定的细胞悬浮系。     

基于ISSR技术研究诺丽种质资源的亲缘关系

为探讨我国诺丽(Morinda citrifolia)种质资源的亲缘关系,采用ISSR技术对诺丽种质资源的遗传关系进行分析。结果表明,10条ISSR引物对13份诺丽种质资源共扩增出183条带,其中多态性条带有159条,占86.9%。13份诺丽种质的遗传相似系数为0.464~0.784。聚类分析将13份诺丽种质资源聚为两类,其中诺丽小黑种单独聚为一类,与其他12份诺丽种质资源的亲缘关系较远。虽然按照外部形态特征不能将所有诺丽种质完全区分,但具有相同特征的多数种质还是聚在同一类或亚类中。     

诺丽叶片的离体再生

以诺丽(Morinda citrifolia)叶片为外植体,在添加不同激素种类和浓度的MS培养基上进行离体培养,建立两种离体再生模式:模式Ⅰ为先脱分化愈伤组织,再分化不定根和不定芽;模式Ⅱ为直接培养生根后分化不定芽。结果表明:在模式Ⅰ中,诱导诺丽叶片产生愈伤组织的最优培养基为MS+0.1 mg·L~(-1)6-BA+2.0mg·L~(-1)2,4-D;诱导叶片愈伤组织再分化出不定根和不定芽的最优培养基为MS+1.0 mg·L~(-1)6-BA+0.4 mg·L~(-1) NAA或MS+2.0 mg·L~(-1)6-BA+0.4 mg·L~(-1) NAA,其中MS+1.0 mg·L~(-1)6-BA+0.4 mg·L~(-1) NAA生根时间最早为10 d左右,根系较发达,而MS+2.0 mg·L~(-1)6-BA+0.4 mg·L~(-1) NAA生根时间在15 d左右,根系发达。在模式Ⅱ中,诱导叶片直接生根长芽的培养基为MS+1.0 mg·L~(-1)6-BA+0.4 mg·L~(-1) NAA。将模式Ⅰ和模式Ⅱ中,完成诺丽叶片离体再生的苗切下后接种到MS+0.2 mg·L~(-1) NAA培养基中诱导生根,15 d左右分化出不定根,45 d获得完整植株。该研究结果为后续的遗传转化和基因改良研究奠定了基础。