江西铅山红芽芋脱毒苗球茎愈伤组织诱导及其再生体系的建立

以江西铅山红芽芋脱毒苗为试材,研究不同因素对红芽芋脱毒苗球茎愈伤组织诱导及其再生体系的影响,以期对红芽芋脱毒苗的再生体系进行优化。结果表明,红芽芋脱毒苗球茎愈伤组织诱导的最佳培养基是MS+TDZ 2 mg·L^-1+2,4-D 1 mg·L^-1。红芽芋脱毒苗球茎愈伤组织分化的最佳培养基是MS+TDZ 2 mg·L^-1+NAA 1 mg·L^-1。红芽芋脱毒苗不定芽生根的最佳培养基是1/2MS+NAA 0.5 mg·L^-1+PP₃₃₃ 0.5 mg·L^-1。红芽芋再生苗最好的移栽基质为发酵后的腐锯木屑。红芽芋脱毒苗球茎愈伤组织再生苗移栽时最佳的PP₃₃₃浓度为20～50 mg·L^-1。本试验成功建立了红芽芋脱毒苗球茎愈伤组织的再生体系,为红芽芋脱毒苗转基因的研究和种质创新奠定了基础。     

红芽芋球茎片两步法离体快繁及其再生苗生理和光合特性研究

以江西铅山红芽芋(Colocasia esculenta L.Schott var.cormosus‘Hongyayu’)试管苗为材料,建立了芋球茎片两步法离体快繁体系,并对其再生苗的形态指标、染色体数目、生理和光合特性以及叶绿素荧光特性进行了检测。结果表明:(1)红芽芋球茎片单芽诱导的最佳培养基为MS+KT 2 mg/L+6-BA 1 mg/L+NAA0.1mg/L,诱导培养30d后将单芽从球茎片上分离,再接种到生根培养基(MS+KT 2mg/L+NAA 0.1mg/L)上培养30d即可形成完整植株,移栽成活率高达98%;(2)由球茎片单芽、丛生芽、不定芽离体快繁获得的红芽芋再生苗在形态指标、叶下表皮气孔参数、染色体数目、生理生化指标以及叶片光合特性参数和叶绿素荧光特性方面均无显著差异。说明红芽芋球茎片两步法离体培养的再生苗繁殖系数高、染色体数目稳定,该离体快繁体系可应用于江西铅山红芽芋的工厂化生产。     

野葛叶片和茎段高频再生体系的建立

探讨几种因子对野葛叶片和茎段高频再生体系建立的影响。采用植物组织培养、正交实验和单因子实验的方法。野葛叶片和茎段的最佳消毒方式为70%酒精处理30 s后再用0.1%HgCl₂处理15 min;野葛叶片愈伤组织诱导的最佳培养基为MS+NAA 1.0 mg·L^-1+2,4-D 2 mg·L^-1,野葛茎段愈伤组织诱导的最佳培养基为MS+NAA 0.5 mg·L^-1+6-BA 1.0 mg·L^-1+2,4-D 2 mg·L^-1;暗培养更有利于野葛愈伤组织的诱导;野葛叶片和茎段愈伤组织诱导的最佳蔗糖浓度均为30 g·L^-1;野葛叶片愈伤组织的最佳出芽培养基为MS+NAA 1.0 mg·L^-1+6-BA 3.0 mg·L^-1,而野葛茎段愈伤组织的最佳出芽培养基为MS+ NAA 0.5 mg·L^-1+KT 2 mg·L^-1;光照培养更有利于野葛叶片和茎段愈伤组织芽的再分化;野葛叶片愈伤组织再生芽生根的最佳培养基为MS+NAA 0.5 mg·L^-1+PP₃₃₃ 0.5 mg·L^-1,而野葛茎段愈伤组织再生芽生根的最佳培养基为MS+NAA 0.5 mg·L^-1+PP₃₃₃ 3.0 mg·L^-1;野葛叶片和茎段愈伤组织再生芽生根的最佳蔗糖浓度均为30 g·L^-1;叶片再生苗移栽的最佳PP₃₃₃浓度为1.0 mg·L^-1,茎段再生苗移栽的最佳PP₃₃₃浓度为3.0 mg·L^-1;叶片和茎段再生苗的最佳移栽基质均为蛭石:珍珠岩（2:1）。     

黄独脱毒苗叶片和茎段再生体系的建立

以黄独茎尖再生苗为试材,研究不同因素对黄独脱毒苗叶片和茎段再生体系的影响,以期对黄独脱毒苗的再生体系进行优化。结果表明,叶片和茎段诱导愈伤组织的最佳培养基是MS+KT 2 mg·L^-1+2,4-D 2 mg·L^-1;叶片和茎段诱导愈伤组织的最佳蔗糖浓度分别为30和50 g·L^-1;叶片和茎段在黑暗中较容易诱导出愈伤组织;叶片和茎段愈伤组织分化的最佳培养基是MS+KT 4 mg·L^-1+NAA 0.1 mg·L^-1;继代2次的叶片和茎段愈伤组织较容易分化;黄独不定芽生根的最佳培养基是1/2MS+IBA 0.1 mg·L^-1+NAA 0.5 mg·L^-1+PP₃₃₃ 1 mg·L^-1。本实验成功建立了黄独脱毒苗叶片和茎段的再生体系,为黄独脱毒苗的工厂化生产奠定了技术基础。     

4个甘蓝型油菜品种一步法快速繁殖体系的建立

采用单因子试验和植物组织培养方法,对4个甘蓝型油菜品种无菌体系的建立以及带芽茎段的增殖和生根进行初步研究。结果表明,4个品种油菜种子最佳的消毒方式为70%酒精消毒30s,再用0.1%氯化汞消毒8~10min;带芽茎段增殖的最佳培养基为MS+6-BA 2mg/L+NAA 1~2mg/L;最佳生根培养基为MS+NAA 2~5mg/L。     

红芽芋驯化苗对盐胁迫的光合及生理响应

为探讨江西铅山红芽芋的耐盐机制,以其组培移栽驯化苗为材料,研究了盐胁迫对其生物量积累、光合特性、荧光特性等抗逆生理特性的影响。结果表明:（1）红芽芋幼苗生物量和根冠比在低盐胁迫下（50 mmol·L^-1）得到显著促进,而在高盐胁迫下（100～250 mmol·L^-1）受到显著抑制。（2）低盐胁迫幼苗的净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、气孔限制值（L_s）、水分利用效率（WUE）和瞬时羧化效率（CUE）比对照（0 mmol·L^-1）显著增加,细胞间CO₂浓度（C_i）比对照显著下降,蒸腾速率（T_r）与对照无显著差异;高盐胁迫幼苗的P_n、L_s、WUE、CUE和G_s较对照显著下降,C_i比对照显著增加。（3）低盐胁迫幼苗的最大荧光（F_m）、PSⅡ潜在光化学效率（F_v/F₀）和光化学猝灭系数（q_P）比对照显著增加,初始荧光（F₀）较对照显著下降,PSⅡ最大光化学效率（F_v/F_m）、PSⅡ实际光化学效率（Φ_PSⅡ）、开放的PSⅡ反应中心捕获激发能效率（F_v′/F_m′）和非光化学猝灭系数（NPQ）与对照无显著差异;而高盐胁迫幼苗的F₀、F_m、F_v/F_m、F_v/F₀、Φ_PSⅡ、F_v′/F_m′和q_P均较对照显著下降,NPQ比对照显著增加。（4）各盐胁迫幼苗叶片的可溶性蛋白含量以及过氧化物酶、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性与对照相比先升后降,并以低盐下最高;可溶性总糖和脯氨酸含量均比对照显著增加;丙二醛含量和质膜透性相对值在低盐胁迫下无显著变化,而在高盐下显著增加;叶绿素含量和根系活力在低盐胁迫下无显著变化,而在高盐胁迫后开始显著下降。研究发现,江西铅山红芽芋移栽驯化苗的耐盐阈值为 50 mmol·L^-1,其能够诱导提高叶片可溶性蛋白含量和主要保护酶活性,稳定质膜透性、叶绿素含量和根系活力,增加PSⅡ潜在光化学效率,提高PSⅡ的电子传递活性,维持PSⅡ实际光化学效率,有效启动非辐射热能量耗散机制来保护了光合机构,最终提高净光合速率,增加生物量。     

江西铅山红芽芋胚性愈伤组织的包埋干燥法超低温保存

对江西铅山红芽芋（Colocasia esculenta var．cormosus cv．Hongyayu）胚性愈伤组织包埋干燥法超低温保存进行了初步的研究。结果表明：江西铅山红芽芋胚性愈伤组织包埋干燥法超低温保存较佳的条件为：0．75mol·L-1蔗糖预培养3d;脱水方式为空气干燥7h或硅胶干燥11h;化冻温度为37℃（2min）;冻后培养条件为暗培养7d再转到光周期中培养。此方法超低温保存后的平均成活率约为45％。超低温保存时间以及是否去除包裹的褐藻酸钙对其成活率无显著性影响。形态学和细胞学检测表明红芽芋胚性愈伤组织冻后再生苗与母本材料相比没有发生变异。     

江西铅山红芽芋胚性愈伤组织的包埋玻璃化超低温保存

为长期安全保存江西铅山红芽芋种质资源,本文以江西铅山红芽芋的胚性愈伤组织为对象,研究了包埋玻璃化冻存过程中各因素对细胞活力和愈伤组织成活率的影响,优化建立了江西铅山红芽芋胚性愈伤组织包埋玻璃化超低温保存体系。将约0.2 g胚性愈伤组织块包埋成海藻酸钙凝胶珠后,在25℃下转入MS+2 mg/L TDZ+1 mg/L NAA+0.75 mol/L蔗糖的培养基中于14 h/d光周期下预培养1 d;预培养后的胚性愈伤组织块用2 mol/L甘油和0.4 mol/L蔗糖的混合物在25℃下装载40 min;采用PVS2在25℃下脱水30 min,更换PVS2后直接投入液氮保存1 d;再将胚性愈伤组织块置于37℃恒温水浴中化冻3 min,然后用MS+2 mg/L TDZ+1 mg/L NAA+1.2 mol/L蔗糖的液体培养基洗涤3次,每次10 min;洗涤后的胚性愈伤组块转入MS+2 mg/L TDZ+1mg/L NAA固体培养基上先暗培养7 d再转到14 h/d光周期中培养。7 d后胚性愈伤组织块开始恢复生长,并且在30 d内分化出胚状体;将胚状体再次转入MS+2 mg/L TDZ+1 mg/L NAA固体培养基上,60 d后形成完整的植株。红芽芋胚性愈伤组织包埋玻璃化超低温保存后的平均成活率约为60%,并且红芽芋胚性愈伤组织冻后再生苗没有发生形态性状和染色体数目的变异,此结果为长期安全保存江西铅山红芽芋种质资源奠定了良好的基础。