马尾松胚性愈伤组织诱导与增殖研究

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马尾松(Pinus massoniana)是我国南方分布面积最大的造林树种之一,具有用材、采脂、造纸等经济用途。然而,马尾松的良种繁育技术相对滞后,因此制约着马尾松良种的广泛应用。本研究以马尾松不同采种时间的未成熟种子为材料,探讨采种时间、母树基因型、培养基类型、激素浓度、蔗糖浓度等对胚性愈伤组织诱导的影响,并进一步研究胚性愈伤组织在增殖阶段的增殖倍数以及胚性愈伤组织的形态变化和细胞变化。旨在为后期进行体胚成熟提供大量材料和理论指导,为建立高效稳定的马尾松体细胞胚胎发生技术奠定扎实的基础和提供一定的技术指导。本文主要的研究内容与结果如下:1.马尾松合子胚在湖南的发育过程与其它松属树种的合子胚发育过程基本一致。5月下旬至6月下旬的马尾松种子幼胚中合子胚还未形成雏形,还以液态状存留在马尾松种子幼胚的胚乳中,此时的种子胚乳与种皮很难分离;7月份的马尾松种子幼胚中合子胚已渐成形,胚头开始膨大,胚柄逐渐开始退化,胚轴伸长,合子胚处于子叶前期,此时胚乳与种皮很容易分离,8月份的马尾松种子幼胚合子胚已趋于成熟,胚轴伸长,胚柄退化,胚头顶端出现分生组织,胚乳已固化,种皮与胚乳较易分开,合子胚逐渐成熟。2.马尾松胚性愈伤组织诱导的最佳采种时间为7月25日,胚性愈伤诱导率最高可达到15%,而此时的合子胚处在子叶前期。5月下旬至6月下旬采集的外植体接种后诱导产生的多为非胚性愈伤组织,外植体接种后很容易褐化,褐化率最高,达到了85%;7月份采集的外植体接种后较易诱导产生胚性愈伤组织,胚性愈伤诱导率最高达到15%,外植体褐化数量较少;8月份采集的外植体体接种后诱导产生少量的胚性愈伤组织,较多的非胚性愈伤组织,大量的外植体接种后不发生启动反应。对不同采种期的胚性愈伤组织诱导率进行单因素方差分析,发现采种时间(合子胚的发育阶段)对胚性愈伤诱导率和非胚性愈伤诱导率均呈显著性影响。3.不同母树基因型的胚性愈伤组织诱导率有差异,但差异不显著。7月25日采集的3个母树基因型的外植体接种后,胚性愈伤诱导率由高到低分别为A树15%,B树6.7%,C树3.3%。对不同母树基因型的胚性愈伤组织诱导率进行单因素方差分析,结果显示,母树基因型对胚性愈伤诱导率影响不显著,但母树基因型对非胚性愈伤组织诱导率成显著影响。4.诱导马尾松胚性愈伤组织的最佳培养基为LP。实验所用的三种培养基,其诱导马尾松胚性愈伤组织的诱导率分别为DCR10%,LPGR13.3%,LM1.7%。LP培养基与DCR培养基对胚性愈伤组织诱导率相差不大,但在后期的增殖培养中DCR培养基上诱导产生的胚性愈伤组织在增殖过程中水化现象严重,胚性愈伤组织增殖倍数小,2次继代后基本死亡,LP培养基上诱导产生的胚性愈伤组织在后期的增殖过程中增殖倍数和愈伤状态以及继代次数均高于DCR培养基。LM培养基上诱导产生极少量的胚性愈伤组织,在后期增殖过程中死亡。单因素方差分析显示,培养基类型对诱导胚性愈伤组织有显著的影响。5.诱导马尾松胚性愈伤组织的最佳激素组合为:1.5mg/L2,4-D+1.0mg/L6-BA该激素浓度的处理,胚性愈伤组织诱导率最高可达8.33%:蔗糖对胚性愈伤组织的诱导影响不显著,但是在含有高浓度蔗糖的培养基上诱导产生的胚性愈伤组织在后期的增殖培养中增殖倍数较大,且增殖能力很强。不同激素水平下诱导出的胚性愈伤组织在后期的增殖过程中增殖倍数不同和愈伤质量有显著差异;同一激素水平下诱导产生的不同细胞系的胚性愈伤组织在后期的增殖过程中增殖倍数和愈伤质量有亦较大的差异,但差异不显著。6.本文还对诱导产生的两类不同的愈伤组织以及在增殖培养过程中不同继代次数的胚性愈伤组织进行了形态学和细胞学的观察。发现,胚性愈伤组织表面有突起的早期体细胞胚,细胞有明显的极性,细胞核大,排列不规则;而非胚性愈伤组织表面无突起的早期体细胞胚,细胞近圆形,规则排列,无明显极性。在胚性愈伤组织增殖过程中,不同的增殖阶段胚性愈伤组织的形态和细胞均有较大差异。
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