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紫萍Spiradela polyrhiza (L.) Schleiden属于浮萍科紫萍属,为一年生浮水植物,分布于全球温带及热带地区。紫萍具有生长速度快,易打捞,淀粉、蛋白质含量高等特点,常作为动物饲料;全草还可作为中药。紫萍也可以直接利用废水进行生物质生长,达到净化水质的作用。因此,紫萍是一种具有饲用、药用、环境、能源等多重效益的新型能源生物。目前,紫萍作为能源植物,在实验室保存主要是利用其叶状体,并且需要定期更换培养基。紫萍的休眠体中淀粉含量可占干重的60%左右,能够在恶劣环境存活。本实验的主要目的是通过诱导紫萍的休眠体并保存,达到提高紫萍淀粉含量和保存种质资源的目的。本实验以采自海南的紫萍DW2501-4和湖北的紫萍HB0301为材料,研究紫萍的营养繁殖过程,利用石蜡切片观察紫萍叶状体和休眠体的组织结构;研究休眠体产生实验室诱导条件和室外诱导条件,休眠体保存和萌发条件,主要研究结果如下:(1)紫萍DW2501-4在0.5倍Hoagland’s液体培养基中,先不断长出新的叶状体,随着营养物质的减少,长出休眠体进入休眠状态。观察到紫萍叶状体有数条叶脉,含少量的淀粉粒,上表皮层以下有许多分层的气室,通常分上下两层,上层气室比下层气室小;类休眠体也有数条叶脉和少量气室,细胞中有较多淀粉粒;休眠体的细胞差别不明显,几乎没有气室,细胞内有大量的淀粉粒,部分细胞含有单宁;伴随着休眠体的萌发,细胞内淀粉粒不断变小,休眠体分化出根和新的叶状体。(2)将缺素培养基、ABA浓度、培养温度、光照时间四个因子,进行单因子实验和正交实验,探索诱导休眠体形成的条件。单因子诱导休眠体的实验结果表明:①氮素缺乏能快速有效的诱导休眠体的产生;②ABA浓度超过0.05 μg/mL时,叶状体生长受抑制,0.005 μg/mLABA对DW2501-4休眠体形成诱导效果最佳,0.01 μg/mLABA对HB0301休眠体形成诱导效果最佳;③在20℃-32℃范围内,较低的温度利于休眠体的形成,较高的温度利于叶状体的生长;④DW2501-4和HB0301在16h、24h光照下比8 h光照下产生的休眠体和叶状体更多,长日照更有利于叶状体的生长和休眠体形成。正交实验结果表明:最佳诱导条件为缺氮的0.5倍的Hoagland’s液体培养基,添加ABA浓度0.005 μg/mL,培养温度24℃,光暗比16h: 8h。(3)在室外自然光照条件下诱导休眠体:①在2015年8月培养,DW2501-4在自来水和缺氮的0.5倍Hoagland’s培养基中产生的休眠体最多且休眠体中淀粉含量最高,HB0301在自来水和缺氮的0.5倍Hoagland’s培养基中产生的休眠体最多,在缺磷的0.5倍Hoagland’s培养基中休眠体淀粉含量最高,氮和磷的缺乏能促进休眠体的形成和淀粉的积累;②在2016年1月培养时,对于DW2501-4, 0.001μg/mLABA促进叶状体中淀粉的积累,而0.01 μg/mL ABA能最好地促进休眠体中淀粉的积累。对于HB0301,0.005 μg/mL ABA能最好地促进叶状体和休眠体中的淀粉积累。③DW2501-4和HB0301在1月时,产生的休眠体最多,但休眠体中淀粉含量在2015年8月、2015年12月、2016年1月诱导培养下差异不显著(p>0.05)。低温可以促进休眠体的形成。(4)休眠体诱导实验:①在1%-5%蔗糖含量范围内,较高的蔗糖含量会抑制休眠体的萌发,在蔗糖含量为1%、2%条件下,DW2501-4和HB0301休眠体萌发诱导效果最好;②DW2501-4休眠体在32℃下萌发效果最佳,HB0301休眠体在28℃下萌发效果最佳;③在0-10 μg/mL范围内,GA3能促进DW2501-4和HB0301休眠体休眠体的萌发,在GA3浓度为0.1μg/mL时休眠体萌发效果最佳;④DW2501-4和HB0301休眠体在光暗比为24h: Oh和16h: 8 h下萌发势最高,叶状体数量最多;三种日照时间下萌发率差异不显著,但长日照可缩短休眠体萌发时间,促进叶状体繁殖。⑤DW2501-4和HB0301-4休眠体的最佳诱导条件是0.5倍Hoagland’s固体培养基中添加1%蔗糖和0. 1 μg/mL GA3,培养温度为28℃,光暗比为16 h : 8 h。(5)休眠体保存:DW2501-4和HB0301休眠体4℃下保存比室温下更适宜,保存270天后萌发率为38.3%和40.0%。