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藜蒿(Artemisia selengensis)为菊科蒿属多年生草本植物,也是该属唯一的多年生水生草本植物。分布于东北、华北、华中和西南等省区,江西鄱阳湖和湖南洞庭湖区是主产区。特别是八十年代以后,形成了采食与开发的热潮。藜蒿嫩茎不仅味正香脆,还含有丰富的营养成分,被视为宴中佳品。此外,它还可以入药。它是大自然赐予人类的一种宝贵的植物资源。为了使藜蒿得到良好的保护和可持续发展的开发利用,需要为藜蒿种质保存、新种质的培育及其产业化提供一个基础性技术平台。此外,藜蒿具有特殊香味的挥发油与分泌结构密切相关。
本文从云南产藜蒿离体培养入手,建立离体培养再生体系,并研究试管苗的分泌结构发生与发育,以填补藜蒿分泌结构无研究报道的空白。
主要研究结果如下:
1.建立了以云南产藜蒿为供试材料的离体培养再生体系。
云南产藜蒿的细胞全能性表达能力强,MS+BA1mg·L<-1>+2.4-D4mg·L<-1>培养基适宜于它的致密胚性愈伤组织的诱导;MS+BA1mg·L<-1>+NAA0.4mg·L<-1>培养基适宜丛芽分化和增殖;1/2MS+NAA0.5mg·L<-1>+IAA0.5mg·L<-1>培养基适宜试管苗生根及根状茎的形成。
2.云南产藜蒿外植体不同,所诱导出的愈伤组织在颜色、质地上普遍存在差异。
嫩茎的愈伤组织一般为浅黄绿色的胚性愈伤组织;幼叶的愈伤组织有深绿色、淡紫色、紫红色等。愈伤组织的多样性为藜蒿体细胞无性系变异的筛选提供了良好的基础。
3.细胞组织学观察,表明愈伤组织脱分化与不同外值体有差异,并发现嫩茎愈伤组织的有两种来源。
第一种是由表皮及以下多处皮层薄壁细胞脱分化而产生;第二种,是由切口处维管组织周围基本组织的薄壁细胞脱分化产生。幼叶愈伤组织主要来自部分叶肉细胞脱分化产生分生细胞,从叶缘到整个外植体都为愈伤组织所包被。与此同时,相当一部分叶肉细胞原生质体白溶,细胞壁加厚成为管状分子,这是叶肉细胞分化的标志性特征。藜蒿幼嫩愈伤组织在结构以胚性细胞、胚性细胞团及分生组织结节的出现,但胚性细胞仍然为主,因而藜蒿愈伤组织继代能力比较强。
藜蒿愈伤组织芽分化为外起源。试管苗生根培养,根原基发生于皮层的髓射线处,由薄壁细胞脱分化产生分生细胞形成根原基,属内起源。
4.藜蒿试管苗有分泌腔和分泌腺两种分泌结构,为人工条件下系统研究植物分泌结构与发育提供了新途径。
藜蒿分泌腔分布在茎和根状茎皮层内,为裂生分泌腔。它是由排列紧密的一团细胞,彼此间的中层溶解消失,细胞互相分离并向外推移,形成一个球形囊腔,在腔内由一层具有分泌能力的上皮细胞围绕。
藜蒿试管苗茎和表面分泌着两种分泌腺。一种为腺毛状分泌腺,由10个细胞构成,2个基细胞,2个柄细胞,6个腺毛状细胞,排成2列,成熟时为扇形囊状;另一种为非腺毛状,由管状腺细胞构成。
对腺毛状分泌腺发育过程中的系统观察中发现,腺毛状分泌腺存在多样性,除二列排列外,有单列和三列排列的。二列排列的腺毛状细胞有的超过10个,单列排列的细胞如何发育还有待研究。