辣木资源利用中的悬浮细胞培养体系研究

辣木富含多种营养成分,在食品和药物开发方面有巨大的潜在开发价值。本文提供了一种可行的辣木细胞悬浮培养技术。由辣木的根诱导形成愈伤组织和叶诱导形成愈伤组织的合适细胞悬浮培养条件分别为MS培养基(MS)+1.0mg/L 2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)+1.0mg/L激动素(KT)和MS+0.5mg/L 2,4-D+0.5mg/L KT,摇床转速均为50~100r/min,将愈伤组织添加到液体悬浮培养基中20d左右可得到大量悬浮细胞。本研究为辣木细胞水平的培养和研究提供了一条途径,为辣木潜在价值的开发利用提供新的思路。     

评价植物悬浮细胞培养物两项测定指标的建立

由于在细胞培养研究中缺乏一些可操作性强的且定量化的细胞状态评价指标,人们对植物细胞状态的有些性状的评价只能停留在定性描述水平,如对悬浮细胞培养物褐化程度的评价仅能作出定性判断。这里我们提出了两项悬浮细胞培养物细胞状态评价指标。     

薰衣草细胞悬浮培养体系的优化

采用正交设计方法对影响薰衣草悬浮细胞生长的因素进行了优化研究,筛选了最有利于薰衣草悬浮细胞生长的培养条件:含有0.025mg/L2,4-D、0.5mg/L6-BA、40g/L蔗糖的B5培养基和120r/min的转速,在此条件下培养15天,悬浮活细胞密度可达到4.4×105个/ml;经过3个月的培养,悬浮细胞的分化率可达到90%以上。通过分析薰衣草细胞对残糖的消耗规律,探讨了蔗糖浓度影响活细胞密度的原因。     

中麻黄悬浮培养体系的建立

本文用中麻黄无菌苗为外植体,其切段培养在附加２ｍｇ／Ｌ２,４－Ｄ和０．５ｍｇ／Ｌ　６　ＢＡ的ＭＳ培养基上,全部脱分化形成白色疏松愈伤组织。愈伤组织继代培养于ＭＳ＋０．５ｍｇ／Ｌ２,４－Ｄ＋０．２ｍｇ／Ｌ６ＢＡ＋０．２ｍｇ／Ｌ　ＮＡＡ＋４％蔗糖的培养某上。以继代培养愈伤组织为材料进行悬浮培养,培养基为附加０．２ｍｇ／Ｌ２,４－Ｄ＋０．１ｍｇ／Ｌ６ＢＡ＋０．１ｍｇ／ＬＮＡＡ＋２％蔗糖的ＭＳ液体培养基,得到分散性好,细胞形状接近圆形,细胞大小均一,细胞团多由２－３０个细胞组成的悬浮培养体系。第三代悬浮培养细胞增长率为０．３５ｇ·ｆｗ／２０ｍｌ·ｄ,细胞有丝分裂指数为１１．２％。条件培养和高密度接种可缩短延迟期,条件培养不能提高分裂指数,１ｇ／１０ｍｌ接种密度可使分裂指数提高至２１．２％。     

植物悬浮细胞的研究进展

综述了植物悬浮细胞培养的原理、培养类型、不同植物悬浮细胞培养基的配方和培养方法.同时阐述了悬浮细胞系在细胞生物学和分子生物学领域中的应用前景.     

茶条槭悬浮培养体系的建立与没食子酸合成的优化条件

初步建立茶条槭(Acer ginnala)细胞悬浮培养体系: 以茶条槭子叶为外植体, 接种于WPM培养基中, 对茶条槭愈伤组织进行诱导和继代培养。悬浮培养中, 每代增长指数达到11.6, 没食子酸含量达到1.518%。通过对比NT、IS、WPM、B5和MS培养基所含成分对茶条槭愈伤组织悬浮培养的影响, 综合考虑悬浮细胞的生长速率和有效成分的含量, 确定WPM为基本培养基。WPM培养基大量元素的浓度对细胞的生长和没食子酸的积累有显著影响, 其浓度越高, 促进作用越明显。3倍浓度的大量元素最有利于没食子酸的积累。蔗糖浓度为10 g.L-1最适于没食子酸的积累, 浓度为30 g.L-1最适于茶条槭细胞生长和没食子酸合成。     

茶条槭悬浮培养体系的建立与没食子酸合成的优化条件

初步建立茶条槭（Acer ginnala）细胞悬浮培养体系：以茶条槭子叶为外植体,接种于WPM培养基中,对茶条槭愈伤组织进行诱导和继代培养。悬浮培养中,每代增长指数达到11．6,没食子酸含量达到1．518％。通过对比NT、IS、WPM、B5和MS培养基所含成分对茶条槭愈伤组织悬浮培养的影响,综合考虑悬浮细胞的生长速率和有效成分的含量,确定WPM为基本培养基。WPM培养基大量元素的浓度对细胞的生长和没食子酸的积累有显著影响,其浓度越高,促进作用越明显。3倍浓度的大量元素最有利于没食子酸的积累。蔗糖浓度为10g·L^-1最适于没食子酸的积累,浓度为30g·L^-1最适于茶条槭细胞生长和没食子酸合成。     

濒危植物珙桐愈伤组织的诱导及悬浮细胞培养初探

以珙桐（Davidia involucrate）无菌苗的下胚轴为外植体,以LSD分析和正交设计与分析为主要研究方法。诱导和筛选愈伤组织,进行悬浮培养,初步建立了珙桐悬浮培养体系,并对珙桐悬浮培养中生物量和pH值的变化进行了初步研究。结果表明：KT和2,4-D的组合诱导出的愈伤组织更适合进行细胞悬浮培养,最佳愈伤组织诱导培养基为WPM＋KT 1.0 mg/L＋2,4-D 0.5 mg/L＋Vc 1.0 mg/L;悬浮细胞培养中,接种量和Ca2＋浓度是影响生物量的主要因素,最佳接种量为25 g/L,最佳Ca2＋浓度为标准WPM培养基中Ca2＋浓度的2倍;黑暗条件下,珙桐悬浮培养生物量变化曲线呈＂S＂型,在21 d时可获得最大生物量;pH值的变化与生物量的变化有一定的相关性。     

一个快速测定悬浮培养植物细胞生物量的方法的建立

以悬浮培养的玫瑰茄（Hibiscus sabdariffa)细胞为材料,分别探讨了胞外过氧化物酶活力与培养细胞生物量、胞外蛋白浓度与培养细胞生物量之间的相关关系。结果表明,胞外过氧化物酶与培养细胞生物量之间相关性较差,而胞外蛋白浓度与培养细胞生物量之间却具有高度相关性,因此通过胞外蛋白浓度的测量,可以对培养细胞的生物量作出快速的推算。     

紫茉莉不定芽诱导和植株再生

紫茉莉(Mirabilis jalapa)观赏价值较高,是一种重要的污染修复植物.组织培养技术为植物品种改良和选育的重要途径,但紫茉莉离体快繁方面的研究尚未见有相关报道.该研究以紫茉莉叶片和茎段为外植体,通过观察和统计外植体愈伤组织和不定芽的诱导情况,分析不同植物生长物质对紫茉莉植株再生的影响.结果表明:紫茉莉带芽茎段比较适合丛生芽的诱导,当带芽茎段在MS+1.0 mg·L-16-BA+1.5 mg·L-1 KT+1.0 mg·L-1 NAA+0.05 mg·L-1 TDZ培养基中培养时,不定芽的增殖系数较高.无论是MS或1/2MS培养基,都可诱导不定根的产生,其中生根效果较好的培养基为1/2 MS+0.5 mg·L-1 NAA.该研究结果探索了紫茉莉组织培养的最适条件,根据愈伤组织诱导率和不定芽的增殖系数筛选出了适宜不定芽诱导的培养基类型,根据不定芽生根情况确定了最佳的生根诱导培养基,为建立紫茉莉高效稳定的再生和遗传转化体系奠定了基础.     

花冠对紫茉莉繁殖适合度的影响

以授粉后具花闭合特性的紫茉莉为研究材料,通过在不同天气状况下作去花冠和存留花冠处理,观察花冠对花粉活力、柱头可授性及结实率等繁殖特性的影响。结果表明:紫茉莉自然存留花冠比去花冠的花粉活力、柱头可授性、柱头上的花粉数及柱头上花粉萌发率各指标达最高值的时间重叠性更强,并以阴天存留花冠的最强。存留花冠通过这种时间的重叠性来保证花粉在柱头上的萌发,产生了有利的繁殖适合度。越晚去花冠结实率越高,结实率呈现花闭合自然存留花冠>花冠闭合期去花冠>散粉初期去花冠>花冠展开期去花冠的规律。因此,花冠对紫茉莉繁殖适合度具有利影响。紫茉莉花冠的存留提高了繁殖适合度,增强了对环境的适应能力。     

紫茉莉对铅胁迫生理响应的FTIR研究

铅是一种毒性强的重金属元素,一旦进入环境将很难修复,进而通过食物链危及人类健康。傅里叶变换红外光谱法(FTIR)具有准确度好、简便快捷、分辨率高的特点,是一种探讨植物重金属耐性机理的可行方法。紫茉莉是一种生长快的多年生草本植物,有应用于铅污染土壤植物稳定的前景。通过温室培养,研究不同铅处理条件下(0,50,100,200,500,1000μmol/L),紫茉莉不同组织器官(根、茎、叶)的傅立叶红外光谱(FTIR)图谱变化,结果发现,生长介质铅处理浓度低于500μmol/L时对紫茉莉的生长基本没有影响,当Pb处理浓度达到1000μmol/L时,生物量略显降低,但是各处理浓度间生物量差异性不显著。紫茉莉根组织在3420,2920,1610,1060 cm^-1 等处峰高先上升后下降,反映蛋白质、氨基酸、糖类、羧酸等物质在低铅处理条件下往往作为渗透性调节物质出现, 有机物含量升高,但随着铅含量的升高, 其合成和运输受限, 有机物含量逐渐下降;茎组织在2920,1630,1380,1060 cm^-1 等处峰高无明显变化;叶组织在1650 cm^-1 处峰高随铅处理浓度升高而升高,这可能与紫茉莉叶中蛋白质和氨基酸等物质含量升高有关。这表明,紫茉莉通过根系有机物含量的变化,将植物吸收的Pb大部分积累在根部,阻止Pb向地上部分运输,有效的保护了植物地上部分。     

朱砂根愈伤组织培养及悬浮细胞系建立

以朱砂根(Ardisia crenata Sims.)无菌苗的茎段、叶片、胚轴和胚根为外植体进行愈伤组织诱导研究。结果表明:胚根在含有2,4-D的培养基中的诱导率最高,在添加5 mg L-1 AgNO3的MS+2,4-D 0.5 mg L-1+KT 0.01 mg L-1培养基中继代培养的增殖系数高达8倍以上。培养中获得了5种类型的愈伤组织(I-白色湿软状、Ⅱ-白色冰砂状、Ⅲ-淡黄色颗粒状、Ⅳ-黄绿色块状和V-绿色块状),其中Ⅱ和Ⅲ型愈伤组织可以成功建立悬浮细胞系,用M S+2,4-D 0.5 mg L-1+KT 0.01 mg L-1培养基进行固-液轮回培养,可以较好地保持悬浮细胞系。     

西藏喜马拉雅紫茉莉野生居群果实形态变异

为了明确不同种源喜马拉雅紫茉莉野生种质资源的果实形态差异,在西藏选取了16个居群,测量了8个果实性状,分别进行了单因素方差分析、主成分分析、聚类分析和相关性分析,为喜马拉雅紫茉莉遗传多样性的评价和种质选育提供依据。结果显示：（1）8个果实性状的平均值在不同居群存在差异,八宿县怒江山居群（TNC2）的总苞筒长、总苞裂片长和宽、果长、果形、百粒重均最小,其他居群未表现出明显的规律性;9个居群均以果纹路的变异系数最大,多数居群以果宽或果长变异最小。（2）总体上看,8个性状的变异系数在8.58%~25.57%之间,其中总苞裂片宽变异最大（25.57%）,而果宽变异最小（8.58%）;各性状的F值在12.180~134.761之间,均表现为差异极显著,表明8个性状在不同居群间均存在明显差异。（3）主成分分析显示,果长和总苞裂片大小是造成各居群间果实表型差异的主要因素。（4）根据果实性状,16个居群分为两大支,聚类结果与各居群的地域分布并无关联。（5）除总苞裂片宽与经度呈显著负相关关系外,经度、纬度和海拔对8个果实性状不存在显著影响。     

Establishment of Orthosiphon stamineus Cell Suspension Culture for Cell Growth

Callus of Orthosiphon stamineus could be induced successfully from petiole, leaf and stem tissues but not roots when cultured on MS medium containing different concentration of NAA (0–4.0 mg l^–1) and 2,4-D (0–2.0 mg l^–1). Highest fresh weight callus production was obtained from leaf explants and those with best friability were obtained on MS medium plus 1.0 mg l^–1 2,4-D plus 1.0 mg l^–1 NAA. Cell suspension cultures were established from these cultures. The appropriate cell inoculum size for the best cell growth was 0.75 g of cells in 20 ml culture medium. Cell suspension culture using MS medium supplemented with 1.0 mg l^–1 2,4-D promoted the best cell growth with maximum biomass of 8.609 g fresh weight and 0.309 g dry weight 24 days after inoculation. Cells that grew in MS medium supplemented with 1.0 mg l^–1 2,4-D reached the stationary growth phase in 15 days as compared to the cells that grew in MS medium supplemented with 1.0 mg l^–1 2,4-D + 1.0 mg l^–1 NAA reached the stationary phase in 24 days. MS medium supplemented with 1.0 mg l^–1 2,4-D was considered as the maintenance medium for maintaining the optimum cell growth of O. stamineus in the cell suspension cultures with 2-week interval subculture.     

Production of Gastrodin Through Biotransformation of p-hydroxybenzaldehyde Using Cell Suspension Cultures of Datura tatula L.

The conversion of exogenous p-hydroxybenzaldehyde into p-hydroxy-methyl-phenol-β-D-glucoside (gastrodin) was studied using cell suspension cultures of Datura tatula L. The chemical structure of the synthesized gastrodin was identified on the basis of spectral analysis and chemical evidence. The procedure of conversion of p-hydroxybenzaldehyde into gastrodin by D. tatula L. cell suspension cultures was established. The synthesized gastrodin (II) was isolated from the ferment liquor and identified by spectral analysis. Simultaneously, the p-hydroxybenzyl alcohol (I) that was converted through biotransformation of p-hydroxybenzaldehyde by cell suspension cultures of D. tatula L. was also isolated and identified. The efficiency of glucosylation of p-hydroxybenzaldehyde was remarkably enhanced by the addition of salicylic acid (0.1 mg/L) and the maintenance of low pressure (0.001 MPa) in a 25-L airlift loop bioreactor. The biotransformation of exogenous p-hydroxybenzaldehyde to gastrodin using cell suspension cultures of D. tatula L. is a promising approach.     

大车前胚乳发育的超微结构研究

采用透射电镜技术对大车前(Plantago major L.)胚乳发育的超微结构进行了研究。结果表明:(1)大车前为细胞型胚乳;初生胚乳核经一次横分裂产生1个珠孔室细胞和1个合点室细胞;珠孔室两次纵向分裂一次横向分裂形成2层8个细胞,位于上层的4个细胞发育为4个珠孔吸器,位于下层的4个细胞发育为胚乳本体;合点室细胞进行一次核分裂,发育为两核的合点吸器。(2)珠孔吸器呈管状插入珠被组织,珠孔端细胞壁加厚呈现少量分支并具有壁内突,壁内突周围细胞质里分布着大量线粒体、粗面内质网、高尔基体、质体等,细胞核与核仁明显,细胞质浓厚,代谢活动旺盛;球胚期,珠孔吸器的体积呈现最大值,珠孔吸器周围的珠被组织均被水解,形成明显的空腔。珠孔吸器从珠被组织吸收并转运营养物质至胚乳本体,参与胚乳的构建与营养物质的贮藏。球胚后期,珠孔吸器逐渐退化。(3)4个胚乳本体原始细胞具旺盛的分生能力,经不断的平周与垂周分裂增加胚乳细胞数目,使胚乳本体呈现圆球体状,并将胚包围其中;珠孔吸器、合点吸器以及珠被绒毡层吸收转运的营养物质贮存在胚乳本体;球胚后期,随着胚柄的退化,胚体周围的胚乳细胞被水解,为发育的胚所利用。(4)合点吸器的2个细胞核与核仁巨大,线粒体、质体、高尔基体、内质网主要绕核分布,液泡化明显;胚体与胚乳本体的体积增大,逐渐将合点吸器向胚珠合点部位挤压,合点吸器周围的合点组织逐渐被水解,形成巨大空腔。合点吸器自珠心组织吸收并转运营养物质至胚乳本体,参与胚乳的结构构建与营养物质的贮藏。球胚后期,合点吸器逐渐失去功能,呈现退化状态。     

茉莉酸甲酯处理雷公藤悬浮细胞的基因差异表达分析

以不同浓度茉莉酸甲酯(MeJA)为诱导子对雷公藤悬浮细胞进行处理,采用cDNA-AFLP技术对差异表达基因进行研究。结果表明,茉莉酸甲酯在50～400μmol/L浓度范围内对雷公藤悬浮细胞总碱的积累呈抑制作用。茉莉酸甲酯处理后,分析筛选出了19个雷公藤悬浮细胞内差异表达的基因。通过与NCBI蛋白质数据库比对,7个片段的功能得以预测,涉及植物细胞的信号转导、转录调控和能量代谢等。这些结果对今后利用生物技术手段提高雷公藤生物碱含量奠定了一定基础。     

新疆委陵菜属不同花柱组植物叶表皮微形态结构的研究

利用光学显微镜和扫描电子显微镜,观察了新疆委陵菜属5组不同花柱组10种4变种植物叶表皮的微形态特征,测量统计叶表皮毛的类型、表皮细胞的形状及大小、气孔器的分布及类型、气孔的形状、大小、密度及指数、气孔外拱盖形态及其纹饰等指标。结果显示:新疆委陵菜属10种4变种植物叶的下表皮均有气孔器的分布,形状为长椭圆形、椭圆形、宽椭圆形和近圆形;气孔器的类型多为无规则四细胞型、无规则型、围绕型和辐射型;表皮毛的类型为针状毛、带状柔毛和腺毛;表皮细胞的形状分为不规则形和多边形2种类型。研究表明,新疆委陵菜属植物表皮毛特征、叶片表皮细胞的形状、垂周壁式样、气孔器的形状类型、气孔密度指数及外围蜡质纹饰等存在差异,对属以下等级的划分有重要价值,可作为物种分类及鉴别的依据,同时也为本属一些分类群间的系统关系的探讨提供佐证。