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本文以刺葡萄为试材,对其愈伤组织的诱导、离体培养、原生质体分离、原生质体培养、原生质体再生植株进行了研究;以刺葡萄和玫瑰香为试材,对葡萄原生质体电融合技术体系进行了比较系统的研究,旨在运用生物技术为刺葡萄的快速繁殖、抗性育种等方面的科学研究提供理论依据和操作技术。研究结果如下:
1.刺葡萄愈伤组织的诱导和离体培养研究本研究以刺葡萄的叶片、卷须、茎段、幼果、果柄为试材,以1/2MS和B5为基本培养基,通过不同浓度的生长TI调节剂配比,探讨了刺葡萄愈伤组织的诱导率及继代培养情况;以刺葡萄愈伤组织为材料,在B5培养基上附加不同的生长TI调节剂种类及浓度配比,探讨了刺葡萄芽的诱导、增殖和生根。结果表明:1/2MS和B5都是适合刺葡萄愈伤组织诱导的基本培养基;诱导材料以茎段对剖的诱导率最高,以B5+2,4-D3mg·L-1+6-BA0.01mg·L-1的效果最好,愈伤组织诱导率可达100﹪,且愈伤组织的质量高;继代培养以B5+2,4-D0.5mg·L-1+6-BA0.2mg·L-1为培养基,4周继代一次,愈伤组织的密度适中,生长速度较快,褐变率低,仅为15﹪。刺葡萄愈伤组织的分化率很低,仅在B5+ZT0.5mg·L-1+NAA0.1mg·L-1和B5+6-BA1.0mg·L-1+NAA0.02mg·L-1两种培养基上培养有少量胚状体产生,胚状体分化成苗的能力弱,分化率最高为13.3﹪,增殖培养以B5+6-BA1.0mg·L-1+NAA0.05mg·L-1培养基为佳,4周可增殖6.4倍;生根培养以B5+IBA1.0mg·L-1+NAA0.01mg·L-1培养基为好,4周平均生2.1条,根粗达2.4mm。
2.刺葡萄胚性愈伤组织的诱导及胚性细胞悬浮系的建立本研究以刺葡萄的小花序、花蕾、花丝、花梗、子房和幼果为试材,以B5为基本培养基,在不同的生长TI调节剂配比和蔗糖条件下,研究其对诱导胚性愈伤组织的影响;同时探讨其不同的继代培养次数、培养密度和震荡速度对刺葡萄胚性愈伤组织悬浮培养的影响,并观察测定了悬浮细胞的生长情况。结果表明,小花序是刺葡萄胚性愈伤组织诱导的良好材料,在B5+2,4-D2~3mg·L-1+6-BA1~3mg·L-1,蔗糖浓度为10﹪时,诱导率可达93.3﹪;悬浮培养以继代培养1~4次的胚性愈伤组织为材料、培养密度以1.0~1.5:100、震荡速度以80~100rpm·min-1为好;悬浮细胞的生长大致呈“S”型,每隔8~10d继代一次能使愈伤组织细胞保持较高的胚性和活性。
3.刺葡萄原生质体的分离研究本研究以刺葡萄的叶片、根尖和不同的愈伤组织为试材,经不同的酶液组合、不同酶解时间处理,采用筛网过滤、离心收集纯化,最后测定原生质体的产量和活力。结果表明,原生质体分离的材料以愈伤组织为佳,叶片次之,根尖较差;采用4次继代培养以内的愈伤组织为材料、以2﹪纤维素酶+0.5﹪果胶酶+1﹪离析酶酶液组合,经8h酶解,可收到较好的分离效果,原生质体产量可达5.12×106个,活力可达88.57﹪。
4.刺葡萄原生质培养及植株再生本研究以悬浮培养的刺葡萄胚性愈伤组织来源的原生质体为试材,研究了不同的培养基、碳源物质、培养密度、培养方式和生长TI调节剂配比对原生质体培养的影响。结果表明,以B5为基本培养基,以0.45mol.L-1葡萄糖和0.15mol·L-蔗糖为碳源,培养密度为5×105个.mL-1,附加2,4-D1mg.L-1和ZT0.025mg.L-1,用低熔点琼脂糖固体包埋培养,5-6d出现第一次分裂,分裂频率可达12.6﹪,植板率达3.8﹪,第50-55d可形成肉眼可见的小愈伤组织。并且通过获得的愈伤组织分步诱导培养可获得刺葡萄原生质体再生植株。
5.刺葡萄原生质体电融合适宜条件的研究本研究以刺葡萄愈伤组织原生质体和玫瑰香葡萄叶肉原生质体为试材,研究了葡萄原生质体电融合的适宜参数。结果表明,在交流电场频率为1000~1500KHz,交流电场强度为100V·cm-1,直流脉冲电压为1.25KV·cm-1,脉冲幅宽为60μs,5次脉冲,电融合液中甘露醇浓度为10﹪,CaCl2浓度为0.4mmol·L-1时,原生质体的融合频率可达25﹪左右。
6.刺葡萄体细胞杂种的检测通过对刺葡萄和玫瑰香葡萄融合体细胞进行培养,获得16株再生植株,并对再生植株进行了形态学、细胞学和分子生物学的检测。结果表明,体细胞杂种苗具有叶片面积增大、叶片厚度增加、节间长度缩短等特点,融合体再生苗的染色体数为2n=4x=76。通过对亲本和体细胞杂种的RAPD分析,6个随机引物都能将亲本明显分开,对体细胞杂种后代而言,在S1398和S1469引物的扩增产物中同时出现双亲的特异带,在S1398、S1468和S514的扩增产物中,融合体再生植株都出现了新带。在引物S1468的扩增产物中,融合体再生植株的带型不仅是双亲带型的和,而且产生至少1条独有的特异带,RAPD分析结果证明融合体再生植株为体细胞杂种。