‘紫精灵’紫薇组织培养及内源激素含量变化研究

来源 :中南林业科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bjyoung
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‘紫精灵’紫薇(Lagerstroemia indica‘Zijingling’)是湖南省林业科学院选育出来的紫薇新品种,花紫蓝色,花开茂盛;花期长,观赏价值高,优质苗木需求旺盛。植物组织培养繁殖速度快,育苗周期短,可以在短时间内培育出大量苗木,满足‘紫精灵’紫薇苗木日益增长的需求。目前国内外尚未建立紫薇高效遗传转化体系,而愈伤组织高效诱导和分化是构建紫薇高效遗传转化体系的重要途径。本文以‘紫精灵’紫薇带腋芽茎段、组培苗无菌叶片、组培苗和愈伤组织为试验材料,采用单因素、双因素和正交试验设计,开展了茎段部位选择、HgCl2灭菌处理、基本培养基和植物激素种类及浓度的筛选试验、愈伤组织诱导和不定芽分化试验、以及组织培养过程中内源激素含量的分析测定,以期筛选出初代培养和继代增殖及生根培养最适宜的培养基及炼苗移栽,同时筛选适宜的愈伤组织诱导和分化培养基,并探究内源激素在培养过程中主要的调控机理,以及植物生长调节剂的添加对其含量变化的影响,为紫薇组织培养快繁及建立高效遗传转化体系提供理论依据和试验基础。主要研究结果如下:(1)在茎段部位选择中,最适外植体为半木质化嫩枝中部茎段,在0.1%HgCl2灭菌时间7min时的存活率最高,达到86.67%。初代培养基中添加的植物生长调节剂对茎段的萌芽率有影响,适宜的初代培养基组合为DKW+6-BA1.5 mg·L-1+NAA0.2 mg·L-1+蔗糖 30.0 g·L-1+琼脂5.0 g·L-1。(2)以带腋芽茎段萌发的芽为外植体进行继代增殖培养的结果表明,不同的基本培养基、细胞分裂素种类和浓度及生长素浓度对组培苗增殖生长有显著影响。继代增殖中适宜的培养基组合为MS+6-BA2.0 mg·L-1+NAA0.4 mg·L-1+蔗糖30.0 g.L-1+琼脂5.0 g·L-1,增值系数达6.15。(3)以组培苗为外植体的生根诱导试验中,基本培养基和生长素的种类及浓度是生根的主要影响因素。适宜生根诱导的培养基组合为1/2MS+IBA0.6 mg·L-1+蔗糖15.0g·L-1+琼脂5.0g·L-1+活性炭200 mg.L-1,生根率达92.5%。生根石蜡切片观察结果说明不定根的发生是诱生根原基型,其生根方式属于直接发生型。(4)以组培苗叶片为外植体的愈伤组织诱导和分化试验结果表明,基本培养基MS对愈伤组织诱导促进明显,植物生长调节剂显著影响愈伤组织的诱导率,适宜愈伤组织诱导的培养基组合为MS+6-BA1.5 mg.L-1+2,4-D 1.2 mg·L-1+蔗糖30.0 g·L-1+琼脂5.0 g·L-1+椰汁10%,诱导率高达93.55%。不同浓度的6-BA对愈伤组织分化的影响差异显著,在4.0 mg·L-1时分化率较高,在1.0 mg·L-1时不定芽生长最好。适宜的分化培养基组合为MS+6-BA 4.0 mg·L-1+NAA 0.1 mg·L-1+ 蔗糖 30.0 g·L-1+琼脂 5.0 g·L-1,分化率为 13.33%。(5)增殖和生根过程中内源激素含量变化的研究结果表明,增殖过程中含量最大的内源激素是GA3,其次是IAA,较少的是ZR和ABA。植物生长调节剂能显著提高内源激素的含量,其中ZR、GA3、IAA、ABA分别比对照提高了 48.21%、11.34%、130.74%和47.66%。激素比值变化波动较大的是IAA/ZR、GA3/ZR和GA3/ABA,说明其共同调控组培苗的增殖生长。生长素是促进生根的主要激素,生根过程中内源激素的含量较多的是GA3和IAA,ABA和ZR含量较少,变化较大的内源激素为IAA,说明其为诱导组培苗生根的主要因素。外源IBA可以显著提高IAA的含量和降低ZR的含量,促进‘紫精灵’生根。高的IAA/ZR比值促进根原基分化和生长及不定根的伸长。(6)愈伤组织诱导过程中需要较高含量的内源GA3和ABA及较低含量的ZR和IAA,ABA和ZR含量变化较明显,说明其在愈伤组织诱导中发挥重要作用,IAA/ZR值是愈伤组织诱导过程中重要的影响因子。各激素及激素比值共同调节愈伤组织诱导和形成。愈伤组织分化培养第30d的内源激素含量表明,含量最多的是内源GA3,其次是ABA,IAA和ZR含量较低,因此GA3和ABA是诱导分化和生长的主要因素。总结上述结果,确定了‘紫精灵’中部茎段为最适外植体,筛选出了适宜的初代培养基、继代增殖培养基、生根培养基、愈伤组织诱导及分化培养基;建立了组织培养快繁体系并初步研究诱导愈伤组织和分化再生不定芽,为紫薇组织培养和高效遗传转化体系奠定基础。
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