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水曲柳(Fraxinus mandshurica Rupr.)为木犀科白蜡树属的落叶乔木,是东北林区珍贵的3大硬阔叶树种之一,同时也是我国东北地区重要的用材树种和园林绿化树种。本研究以不同耿材时期水曲柳合子胚的子叶为外植体诱导体细胞胚胎发生,确立合子胚的最佳取材时期,并对体细胞胚的成熟、萌发、生根的影响因素如培养基的种类、激素的浓度和种类以及蔗糖和琼脂的浓度等进行了探讨,探索了体细胞胚萌发到实现正常转株的可能性途径。首次在有关水曲柳体细胞胚胎发生研究的基础上针对取材时期这一影响因素进行系统的研究,逐步完善体细胞胚胎发生体系,为实现植株再生奠定基础。研究结果如下: (1) 取材时期是水曲柳合子胚体细胞胚胎发生的关键影响因素之一。7月中旬(授粉后大约9周)取材的未成熟合子胚其体细胞胚诱导率较高,而且体细胞胚的质量较好;而7月初(授粉后8周左右)和9月中旬(授粉后大约17周)取材的合子胚体细胞胚发生率较低。因此,我们确定了水曲柳合子胚的最佳取材时期是7月中旬。 (2) 不同取材时期水曲柳合子胚的子叶在MS1/2基本培养基上同时添加不同浓度的生长素NAA和细胞分裂素BA即可诱导出体细胞胚,二者浓度适当时体细胞胚的发生多以直接发生为主,诱导的体细胞胚数量多、质量高;当初生体细胞胚发生后,较易产生次生胚。最终筛选出诱导水曲柳体细胞胚发生的最佳激素组合:MS1/2+BA0.5 mg.L-1+NAA1.5,2.5mg.L-1,诱导率达到35.32%; (3) 水曲柳体细胞胚萌发培养基选取MS和MS1/2,并附加不同浓度的NAA,结果表明体细胞胚在MS1/2培养基上萌发率较高,并且在子叶胚的胚根及下胚轴处可以不断产生大量的次生胚;筛选出体细胞胚萌发的最佳组合是MS1/2+NAA 0.01mg.L-1,萌发率可达24.8%。 (4) 水曲柳的体胚苗生根难是一个亟待解决的难题。在体胚苗生根培养中,确定了体胚苗生根的最佳组合:MS1/2+NAA0.01mg.L-1+20g.L-1蔗糖+7g.L-1琼脂。 (5) 进一步验证了水曲柳体细胞胚胎的发生有单细胞和多细胞起源两种起源方式,发生于子叶外植体表面或愈伤组织表面的体细胞胚为单细胞起源,发生于愈伤组织内部的体细胞胚则为多细胞起源。体细胞胚的发生经历了原胚、心形胚、鱼雷胚、子叶胚阶段。在球形胚后期至心形胚发育前期可见胚柄的形成,随着心形胚的发育,胚柄逐渐退化消失;同时,在心形胚阶段已经出现维管束的分化,鱼雷胚后期可见维管束呈明显的“V”字形,与母体组织相独立,表现出明显的极性。