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本文以铁皮石斛原球茎为材料,在愈伤组织诱导及植株再生、体细胞胚胎发生的形态学过程、体胚发生过程中同工酶的变化以及体胚发生过程中的基因表达四个方面进行了研究,主要实验结果如下:
1.以已分化出两片幼叶的原球茎为外植体,建立了通过愈伤组织的植株再生体系,探讨了不同外源激素对外植体出愈及愈伤组织分化的影响。将外植体培养在附加2.0 mg 1<-1> 6-BA的1/2MS培养基上出愈率可达82%,继代2次后的愈伤组织在不添加外源激素的1/2MS基本培养基上能够很好地实现类原球茎再生,当类原球茎进一步培养在添加0.2 mg 1<-1>NAA的1/2MS培养基上可发育形成幼苗,将再生植株炼苗后移栽到蛭石中,成活率可达95%。
2.通过石蜡切片技术,以处于不同分化阶段的愈伤组织为材料,研究了体细胞胚胎发生的细胞学过程。结果表明体胚既可起源于愈伤组织的表层,又可起源于愈伤组织内层的单个胚性细胞。内起源体胚的早期胚胎发生过程与铁皮石斛体内胚胎发育过程相一致,主要经单细胞胚、二细胞胚、四细胞胚、五细胞胚以及球形胚;球形胚以后的发育过程与铁皮石斛种子体外萌发所经历的过程相一致,主要经球形胚、心形原球茎、子叶原球茎直至成苗。
3.在上述实验体系之上,以不同发育时期含体胚的愈伤组织为材料,进行了过氧化物酶、过氧化氢酶、细胞色素氧化酶、超氧化物歧化酶、酶酯、苹果酸脱氢酶、淀粉酶、乙醇脱氢酶的同工酶及过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶三种抗氧化酶的活性研究,结果表明这些酶在体胚发生过程中呈现一定的规律性变化,酯酶、细胞色素氧化酶、乙醇脱氢酶同工酶在心形原球茎期都出现新的特异性条带,而苹果酸脱氢酶同工酶中的一条酶带在心形原球茎时期消失;三种抗氧化酶活性都在单细胞体胚发生时期达到峰值。
4.在铁皮石斛体胚发生基础之上,用RT-PCR技术在体胚发生过程中检测到与胚胎发育相关的TIM和CUC基因,通过3’-RACE和5’-RACE获得了TIM和CUC mRNA序列,并初步对TIM和CUC进行了序列分析。
综上,本实验建立了铁皮石斛的体细胞胚胎发生体系,研究了其体胚发生历程,获得了2个与胚胎发育相关的基因,从而为研究兰科植物胚胎发育提供了良好的实验体系并为研究体胚发生过程中的基因表达奠定了基础。