桤木插穗不定根发生与发育的解剖学观察

采用常规石蜡切片法对桤木插穗进行解剖观察,研究茎的次生结构及不定根的起源和发生发育过程,探讨影响不定根发生的因素。结果表明:桤木茎的次生构造从外至内由周皮、皮层和次生维管组织3部分组成。皮孔有2种类型。不定根的发育过程可分为4个阶段:(1)维管形成层与髓射线交叉处的细胞活动,产生具有典型分生组织特点的薄壁细胞团;(2)薄壁细胞不断分裂,形成不定根原基发端细胞;(3)分裂分化形成的不定根沿着韧皮射线向皮层延伸;(4)随着不定根内部的维管系统的发育,不定根从皮孔或下切口伸出。     

杂种鹅掌楸插穗不定根发生与发育的解剖学观察

从解剖学角度着手,对杂种鹅掌楸〔Liriodendronchinense(Hemsl.)Sarg.×L.tulipiferaL.〕扦插过程中不定根的发生发育进行了研究。结果表明:杂种鹅掌楸插穗内未发现潜伏根原基。扦插后,不定根原基起源于维管形成层区,属于诱导生根类型。维管形成层恢复活动后,在不定根发生的部位附近形成1个明显的多薄壁细胞区域,在此区域不定根较容易发生。愈伤组织内没有发现根原基,愈伤组织在发育的过程中,内部细胞部分分化,并形成不规则的输导组织。大量的愈伤组织对不定根的发生有较强的抑制作用。杂种鹅掌楸插穗上不定根的发生可分为4个阶段:(1)维管形成层恢复活动,分裂出多层薄壁细胞;(2)维管形成层及附近的薄壁细胞脱分化,形成不定根原基发端细胞;(3)根原基发端细胞不断分裂成具有方向性的根原基,根原基穿过韧皮射线和皮层,向皮孔或下切口方向发展;(4)不定根从皮孔或下切口伸出,其内部的维管系统开始发育。     

菠萝蜜果肉的发育解剖学研究

为了解菠萝蜜(Artocarpus heterophyllus Lam.)果肉的发育过程,运用石蜡切片和水装片的方法对其进行解剖学观察。结果表明,菠萝蜜果肉由表皮、基本组织和维管束组成,花后8周表皮和基本组织细胞中出现淀粉粒,成熟时完全消失,贮藏作用明显;外表皮细胞形态较规则,而内表皮细胞壁的初生纹孔场相对较多;维管束不发达,发育过程中没有明显变化。菠萝蜜果实发育成熟在花后18~19周。这为菠萝蜜的解剖学基础研究积累了资料。     

欧美杂种山杨微扦插不定根发生过程的解剖学研究

采用石蜡切片技术,以欧美杂种山杨插穗基部茎段为实验材料,连续解剖观察插穗不定根发生发育过程,分析根原基发生部位与扦插生根的关系。结果显示:欧美杂种山杨插穗不定根的发生过程分为4个时期,为根原基诱导期,不定根起始期、表达期和伸长生长期。根原基诱导期维管形成层产生具有分生组织特点的薄壁细胞;不定根起始期,维管形成层及附近的薄壁细胞脱分化,形成不定根原基发端细胞;不定根表达期,根原基发端细胞不断分裂成具有方向性的根原基,根原基穿过韧皮射线和皮层,向皮孔方向发展;不定根伸长生长期,根原基从皮孔伸出,其内部的维管系统开始发育,形成不定根。研究认为,欧美杂种山杨为皮部诱导生根类型,不定根原基起源于维管形成层区,起源部位单一,扦插难生根。     

巴戟天离体苗不定根发育的观察

以巴戟天幼嫩种子中的胚为外植体进行组织培养诱导出愈伤组织,继而诱导分化出芽,长成小苗。将小苗转入生根培养基中,从茎基部诱导出不定根,再生植株。对离体苗的不定根发育进行结构观察,发现巴戟天组培苗的不定根是由形成层细胞先分裂分化形成根原基后发育而成的。     

铁线莲品种‘Multi-Blue’不定根的诱导培养及其发生过程的解剖学观察

对适宜于铁线莲品种 'Multi-Blue'(Clematis 'Multi-Blue')不定芽生根培养的基本培养基进行了筛选,并采用L9(32)正交实验设计对生根培养基中NAA和IBA质量浓度进行了比较分析,对不定根形成过程中解剖结构的变化也进行了观察.接种在1/2MS培养基上的铁线莲品种'Multi-Blue'不定芽的生根率极显著高于改良1/2MS、MS和WPM培养基(P<0.01),生根率达66.97%;在1/2MS培养基中添加 0.05 mg·L-1 NAA,不定芽的生根效果最好,生根率达69.34%,极显著高于其他处理组(P<0.01).研究结果表明,添加0.05 mg·L-1 NAA的1/2MS培养基(含30 g·L-1蔗糖和8 g·L-1琼脂,pH 5.8)为铁线莲品种'Multi-Blue'不定芽生根培养的最佳培养基.在不定芽的茎横切面上未见潜伏根原基存在;而在接种约1周后,不定芽茎基部皮层的薄壁细胞逐渐恢复分生能力,出现胞质变浓、核质增加、液泡缩小及细胞排列紧密等变化,细胞开始分裂并形成分生细胞团;接种后约2周,根原基发端细胞不断分裂并逐渐形成体积较小、染色较深的一群分生细胞,并出现明显的分层结构;接种后约3周,细胞继续进行平周分裂和垂周分裂,并分化出球形或楔形的不定根根原基;根原基在皮层中常发生弯曲或分支,且皮层处的不定根加粗生长,最终突破皮孔并形成独立的不定根.观察结果表明,铁线莲品种'Multi-Blue'不定芽基部形成的不定根根原基为诱生根原基.     

木本植物不定根发育的基因表达调控研究进展

不定根由非根器官发育而来,其发育已成为大多数木本植物无性繁殖和工厂化育苗的限制因素,而相关的分子机制还未完全搞清楚。本文介绍生长素与不定根形成关系的基础上,主要针对几种木本植物不定根发生的相关调控基因综述了近年来的研究进展,探讨不定根形成的分子机制,不仅具有重要的理论意义,而且具有潜在的应用价值。     

NO和NADPH-黄递酶在绿豆下胚轴不定根发生和发育过程中的变化

研究了一氧化氮(NO)供体普钠(SNP)、一氧化氮清除剂C-PTIO和一氧化氮合酶(NOS)抑制L-NAME对绿豆(Vigna radiataL.)下胚轴插条生根的影响.并对不定根生期间手条基部NO 和NADPH-黄递酶的时空变化进行了检测.所试浓度SNP均明显促进下胚轴不根发生.分别插条切取后24h和36h于其基部维管束之间检测到NADPH-黄递酶(NOS标记酶)阳性反应和NO荧光,根原基也于48h在相同位置出现,并于60h进一步伸长.48~60h期间,NADPH、黄递的阳性反应及NO荧光有增强趋势,并主要分布在不定根分生组织中.L-NAME既减弱NADPH-黄递酶的阳性反应和NO荧光,也延缓不不定根发生;而c-PTIO对NO荧光及不定根生均有抑制作用.上述结果证明:NO在不定根发生及发育过程中有重要作用,而且此过程中的NO很可能由类似的NOS催化产生.     

栽培太子参块根的发育解剖学研究

应用石蜡制片技术研究了栽培太子参纺锤状块根的发育过程。结果表明,栽培太子参的块根是由其不定根发育而成。太子参不定根的初生结构与次生结构的发育可分为4个阶段:原分生组织阶段、初生分生组织阶段、初生结构与次生结构阶段,类似一般草本双子叶植物根的发育。其特点是初生结构的皮层细胞大,仅3 ~4层,内皮层细胞具凯氏带;初生木质部多为三原型,少数为二原型、四原型与五原型。次生结构中次生木质部约占根面积80 %,主要为薄壁组织细胞,导管呈稀疏的放射状分布其中。由不定根发育成块根过程中,根据从根头至根尾不同距离的各组成部分的面积及细胞层数分析,从上向下其维管形成层活动强度不同,从而根的直径大小不同,使根发育成上粗下细的纺锤状肉质块根。高碘酸-Schiff反应显示,在成熟的块根中次生韧皮部的薄壁组织细胞和次生木质部射线间的木薄壁组织细胞内富含淀粉粒,在有些木薄壁组织细胞中还含有草酸钙簇晶。     

桉树幼苗对难溶性磷的吸收及其根系对低磷胁迫的响应

以‘广林9号’桉树幼苗为试验材料,采用水培和土培试验方法研究了桉树幼苗对难溶性磷酸盐的吸收及其在低磷胁迫下的根构型和根系的生理反应,以揭示桉树高效吸收磷素的机制。结果显示:(1)桉树幼苗在含磷酸铝的缺磷培养液中吸收的磷达4.24mg/株,与供应水溶性磷和磷酸钙处理的相当。(2)土壤缺磷或仅在上土层(0~20cm)施磷肥处理均有利于桉树幼苗浅层根的分布,使根表面积及根数在上土层与下层(20~40cm)比值明显增高。(3)桉树幼苗根尖的H+-ATPase活性在缺磷处理15d后显著提高,其根尖周围的溴甲酚紫指示剂变黄,根基环境明显酸化;根尖分泌的酸性磷酸酶活性在低磷胁迫也显著提升,且随着处理时间(10、15、20d)的延长而进一步提高;铝和低磷胁迫能明显诱导桉树根系分泌草酸,其分泌量显著高于对照和缺磷处理。研究结果表明,桉树幼苗具有较强的难溶性磷吸收能力,而在缺磷及磷铝胁迫下根系的浅层化、根尖酸化及根分泌的酸性磷酸酶及草酸量增加可能是桉树幼苗适应酸性土壤铝毒和缺磷环境的重要机制。     

侧柏扦插不定根发生模式研究

该研究以侧柏一年生硬枝插穗为实验材料,利用连续组织切片技术观察插穗不定根发生发育过程中的组织结构变化,分析插穗外部形态变化、不定根原基起源和不定根的形成过程,探讨侧柏插穗不定根发生模式和不定根的组织学起源。结果显示:侧柏扦插后可由愈伤组织、皮部诱导产生不定根,出现皮部生根、愈伤组织生根、愈伤组织兼具皮部生根3种类型;侧柏插穗中存在少量潜伏根原基,但插穗生根类型以诱导生根为主;不定根原基诱导产生于愈伤组织、木质部、形成层及次生韧皮部等部位。研究认为侧柏扦插生根属于多位点发生模式,不定根原基的组织学起源是愈伤组织、髓射线、射线原始细胞、尚未分化成熟的木质部细胞,通过人工诱导同时激活这些不定根起源位点能够显著提高生根率和生根质量。     

桉树杂交种对桉树枝瘿姬小蜂的抗性变异分析

植物种间杂交是一种普遍自然现象,杂交往往造成植物表型及生理变异,从而改变杂种抗虫性。与亲本种相比,杂种抗虫性可能增强或减弱,也有可能处于与亲本相似水平。初生、次生代谢物的质变与量变是引起杂种抗虫性变异的重要原因。近年来,桉树杂交育种已在世界范围内广泛应用并取得了显著成效,桉树杂交种间抗虫性表现参差不齐,因此,桉树是研究杂交种抗虫性变异机制的理想材料。以2个桉树杂交种巨细桉DH201-2、巨尾桉G9及桉树重要害虫桉树枝瘿姬小蜂为研究对象,比较了2个杂交种与其纯亲本种[(巨桉×细叶桉),(巨桉×尾叶桉)]间的抗虫性差异;同时,综合比较了品系间叶片性状(叶片厚度、含水率、比叶面积)、初生化合物(C、N、可溶性糖、可溶性蛋白)及次生化合物(总酚、单宁)差异,以研究桉树杂交种抗虫性变异的理化机制。结果表明:DH201-2感染桉树枝瘿姬小蜂的虫瘿数目显著高于其双亲本种,而G9上虫瘿数目显著低于其双亲本种。DH201-2与G9的叶片厚度与巨桉相近,而显著薄于另一亲本种。DH201-2叶片含水率显著高于细叶桉、与巨桉相近;G9叶片含水率则显著低于其双亲本种。相似的是,DH201-2和G9的比叶面积均显著高于其双亲本种。初生化合物方面,DH201-2叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量均显著高于其亲本种,N含量则仅高于细叶桉;而G9叶片可溶性蛋白含量虽高于其双亲本种,可溶性糖含量则无显著差异,N含量显著低于其双亲本种。次生化合物方面,DH201-2叶片总酚和单宁含量显著低于其双亲本种,而G9则显著高于其双亲本种。因此,与其亲本种相比,DH201-2感虫性增加,而G9抗虫性增加;与桉树枝瘿姬小蜂发育相关的营养指标(如含水率、可溶性糖、N含量)及次生防御物质(如总酚、缩合单宁)在桉树杂交种组织内的含量差异影响了桉树杂交种对桉树枝瘿姬小蜂的抗性。在全球推行桉树杂交育种且桉树害虫数量逐年增加的大背景下,应加强对桉树杂交种抗虫性机制研究,为选育高抗品系及桉树产业可持续发展提供理论指导。     

穿叶眼子菜茎叶结构及其通气组织发育解剖学研究

通气组织(aerenchyma)是植物薄壁组织内一些气室或腔隙的集合,对于水生及湿地植物体内的气体运输至关重要。该实验以沉水植物穿叶眼子菜为材料,利用石蜡切片技术,通过对茎的纵切面及横切面结构进行观察,从时间和空间上分析其茎、叶通气组织的发生过程。结果表明:(1)穿叶眼子菜的茎结构包括表皮、皮层及维管柱,通气组织发达,存在于内皮层与表皮之间;茎通气组织由距茎尖约0.6mm处开始形成,并成熟于约2.4mm处。(2)穿叶眼子菜的叶由表皮、皮层薄壁细胞及维管柱组成,其通气组织形成于靠近茎尖的第2~3片新生叶且仅形成于主叶脉。(3)穿叶眼子菜的茎和叶通气组织的发育过程相似,起初为排列致密的细胞团,然后由皮层细胞的分裂产生小的细胞间隙,随后的腔隙膨大过程涉及细胞的生长分裂及细胞降解,最终形成发达的通气组织。(4)穿叶眼子菜的通气组织发育过程可划分为实心期、形成期、膨大期、成熟期四个时期;不同时期茎通气组织的发达程度差异很大,实心期、形成期、膨大期和成熟期的孔隙度分别为0.54%、10.90%、27.61%和57.58%;但节处通气组织不发达,成熟期的节处孔隙度仅为3.62%。     

白鲜根的发育解剖学研究

应用半薄切片、常规石蜡切片并结合离析法,对药用植物白鲜(Dictamnus dasycarpus Turcz.)根的发生发育过程进行了研究。结果表明:白鲜根的发生发育过程包括4个阶段,即原分生组织阶段、初生分生组织阶段、初生结构阶段以及次生结构阶段。原分生组织位于根冠内侧及初生分生组织之间,衍生细胞分化为初生分生组织。初生分生组织由原表皮、基本分生组织以及中柱原组成。原表皮分化为表皮,基本分生组织分化为皮层,中柱原分化为维管柱,共同组成根的初生结构;在初生结构中,部分表皮细胞外壁向外延伸形成根毛,皮层中分布有油细胞,内皮层有凯氏带,初生木质部为二原型或偶见三原型,外始式;根初生结构有髓或无。次生结构来源于原形成层起源的维管形成层的活动以及中柱鞘起源的木栓形成层的活动;白鲜次生韧皮部宽广,其中多年生根中可占根横切面积的85%,另外除基本组成分子外,还分布有油细胞;周皮发达,木栓层厚;初生皮层、次生木质部和次生韧皮部薄壁细胞中常充满丰富的淀粉粒。     

八角莲组织培养的器官发生途径研究

为探究小檗科植物八角莲组织培养的器官发生方式,该研究以八角莲离体叶片、叶柄在MS培养基上诱导产生的愈伤组织、不定芽、不定根为对象,用连续石蜡切片技术分析八角莲组织培养的器官发生途径。结果表明:八角莲愈伤组织形成的解剖学特征是靠近表皮的薄壁细胞经激素刺激恢复分裂能力,继续培养形成拟分生组织。拟分生组织可形成许多分化中心。通过对八角莲组织培养产生的不定芽细胞组织学观察发现芽原基起源于愈伤组织外侧的几层薄壁细胞,芽原基背离愈伤组织中央生长形成不定芽,故八角莲脱分化形成的芽起源方式为外起源。而八角莲的根原基起源于组织深处髓部薄壁细胞和部分维管形成层细胞,进而形成类似球形或楔形并朝韧皮部突起的根原基轮廓,根原基继续发育会突破表皮生成不定根,起源方式为内起源。八角莲离体再生途径为器官发生型,在组培苗生长过程中先诱导形成不定芽,再诱导形成不定根,在愈伤组织上形成维管组织将不定芽和不定根连接成完整植株。     

米槁组织培养不定芽发生与继代增殖

该研究以米槁的带腋芽茎段为实验材料,建立米槁不定芽诱导及增殖培养体系,探究不同消毒时间、取材时间及不同激素种类和浓度配比条件对米槁带芽茎段不定芽诱导及增殖的影响。结果表明：(1)外植体最适消毒方式为75%酒精30 s + 0.1% HgCl₂ 6.5 min,11月为外植体取材进行消毒的最佳时期。(2)最适不定芽诱导培养基为MS + 3.0 mg/L 6 BA + 0.3 mg/L IBA + 6.5 g/L琼脂+ 30 g/L蔗糖,不定芽诱导率可达到81.24%;6 BA和NAA均能促进米槁不定芽的增殖,且NAA是不定芽增殖的主要影响因素。(3)最适不定芽增殖培养基为MS + 0.1 mg/L 6 BA + 1.0 mg/L NAA + 0.3 g/L AC + 6.5 g/L琼脂 + 30 g/L蔗糖,不定芽平均增殖系数达到2.79。该研究基本建立了米槁不定芽诱导及增殖培养体系,为其深层次的资源开发、利用及快速繁殖提供了一条新的路径。     

SSR标记在桉树树种精准鉴定中的应用分析

为精准鉴定桉树种质,利用4个在种内完全保守的SSR位点对28种桉树(Eucalyptus)进行鉴定。根据这4个SSR位点的微卫星重复次数和侧翼序列特异核苷酸组合,构建了28种桉树种间种质资源的鉴定条码,能够精准鉴定9种桉树。这为桉树杂交育种工作提供了生物学依据。     

7种桉树花粉微观形态及其亲缘关系分析

为了解我国常用桉树树种的亲缘关系,利用扫描电镜观察7种桉属(Eucalyptus)树种的花粉形态。结果表明,粗皮桉(E.pellita)、窿缘桉(E. exserta)的7个花粉性状大多处于前2位,其中粗皮桉花粉的赤道面长、宽和面积最大,分别为17.522、17.090μm和300.830μm~2,而窿缘桉花粉的萌发沟长、宽和大小最大,分别为6.576、0.720μm和4.718μm~2;赤桉(E. camaldulensis)花粉的赤道面最小,韦塔桉(E.wetarensis)花粉的萌发沟最小。聚类分析表明,在信息保留87.5%时,7树种可以分为3组,粗皮桉和窿缘桉聚在一组,韦塔桉和巨桉(E. grandis)聚在一组,其余聚在一组。粗皮桉、窿缘桉的花粉外壁纹饰较光滑,细叶桉(E. tereticornis)和赤桉属常规,尾叶桉(E. urophylla)、韦塔桉和巨桉较粗糙。从花粉形态分析,粗皮桉和窿缘桉的亲缘关系较近,韦塔桉、尾叶桉的亲缘关系较远,细叶桉、赤桉和巨桉的亲缘关系与传统分类结果一致。因此,7种桉树花粉形态反映了一些新的亲缘关系,对桉树的杂交育种有指导意义。     

裸果木再生体系建立与不定芽发生研究

为探究裸果木再生体系建立的影响因素,确定其不定芽发生的起源,该研究以裸果木健壮植株的茎段为外植体,采用6 BA和IBA不同浓度组合,筛选愈伤增殖及不定芽再生的最佳浓度组合,确定生根诱导的关键影响因素,建立再生体系,并对其不定芽分化进程进行解剖结构分析,以确认其起源。结果表明：(1)裸果木茎段的最佳愈伤增殖培养基为MS+1 mg·L^-1 IBA+1 mg·L^-1 6 BA+30 g·L^-1蔗糖+7 g·L^-1琼脂,主体间效应分析表明IBA为关键影响因素;愈伤大小随IBA浓度增加呈现先升高后下降的趋势。(2)最佳不定芽诱导培养基为MS+0.5 mg·L^-1 6 BA+30 g·L^-1蔗糖+7 g·L^-1琼脂,诱导不定芽数量为4.9个/块,生芽率达92.3%。(3)生根诱导中,SH基本培养基和蔗糖浓度为关键因素,最佳生根培养基为SH+0~10 g·L^-1蔗糖+7 g·L^-1琼脂,生根率达91.3%。(4)解剖结构观察发现,不定芽起源于愈伤表层的分生细胞,为外起源。该研究通过器官发生途径建立了裸果木的再生体系,确定了不定芽为外起源,为裸果木这一珍稀濒危的林木种质资源保护及可持续利用奠定了研究基础,并为其未来的发展利用提供了有效途径。