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该文从魔芋生产和新品种选育推广的实际出发,以魔芋组织培养为基本实验体系,对魔芋组织培养过程中的形态学变化、生理生化基础及其与培养条件的相互关系、魔芋组培蕾的遗传稳定性、生育环境等进行了系统研究,得出以下主要结论。(1)根据魔芋组织培养过程中的组织细胞学观察结果,提出了魔芋细胞分化取决于组培过程中五种类型的细胞—园形薄壁细胞、拟分生组织细胞、长形细胞、管状分子细胞、衰败型细胞的比例的观点,认为魔芋细胞工程生育环境的调控实质就是努力获得理想的细胞状态;愈伤组织细胞类型的比例能反映培养材料的生理状况和分化潜力,对植物组织培养具有普遍性意义。(2)除愈伤组织分化不定芽再生根成苗的魔芋器官发生途径而外,该文首次发现愈伤组织分化不定根再生芽、分化小块茎成苗、形成体细胞胚、外植体休眠芽直接萌动发育成苗等四种器官发生途径。(3)魔芋体细胞胚的发生是植物组织培养过程中体细胞胚发生的一种特殊形式,它可以发在芽苞片外植体的切口处或愈伤组织的表面,也可以发生在愈伤组织的内部,前者由多细胞的拟分生组织发育而成,而后者则发源于单细胞—胚原细胞。胚原细胞分裂产生二细胞原胚,之后无序分裂发育成具有明显株芽结构的块茎原始体。(4)魔芋细胞内CTK、IAA的代谢变化是细胞分化、器官发生的调节因子和物质基础,培养基中激素种类和浓度通过影响内源激素的代谢而起作用。试验结果首次发现影响魔芋细胞分化的内源CTK主要是iPAs类。(5)作者通过魔芋、网纹甜瓜、菊花等组织培养过程中不定芽发生的激素调节试验和内源激素测定,对诱导不定芽发生的“激素平衡理论”作以下发展和完善:培养基中或细胞内的CTK/IAA值均难用于表明细胞不定芽或不定根的分化方向,在促进细胞全能性表达、分化形成再生植株的激素调控时,培养材料的基因型、细胞内的CTK、IAA的代谢和对生长调节物质的选择响应三者共同决定培养基中激素的种类和浓度,因此激素调控方式有五种类型:Ⅰ较高的CTK和较低的生长素浓度;Ⅱ较低的CTK和较高的生长素浓度;Ⅲ单独使用CTK;Ⅳ单独使用生长素;Ⅴ用无激素培养基。(6)魔芋细胞分化、器官发生的生化反应顺序是:激素代谢—RNA合成代谢—DNA合成代谢—蛋白质合成—酶系统反应。组织培养生育环境的调控就是创造有利于这些生化反应的生态环境。(7)经继代培养1—11次的组培苗的遗传稳定性分析,发现魔芋组培苗遗传稳定性较好,生物学性状稳定,核型稳定,继代七次以后染色体倍性发生变化。(8)在魔芋细胞分化机理研究的基础上,作者建立了魔芋组织培养快速繁殖的技术路线,总结出克服魔芋器官发生困难、成苗率低、培养周期长的技术措施,能将168—352天的成苗周期缩短至90—120天,由组培苗收获的种芋经两个生产单位引种成功已产生经济效益和社会效益。