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植物组织培养技术是果树种质离体保存的重要手段。繁殖能力的保持对苹果种质离体保存至关重要。有研究表明,细胞分裂、衰老以及植物生长发育与端粒、端粒酶的特性有关。本试验对不同保存年限的‘富士’、‘金冠’和‘嘎拉’苹果试管苗进行了繁殖特性研究,并应用实时荧光定量PCR法和TRAP法对不同保存时间、不同苗龄苹果试管苗以及不同试管材料的端粒长度、端粒酶活性和端粒酶逆转录酶基因开展了研究,主要结果如下:
1.对保存8~33年的‘富士’、保存8~27年的‘金冠’以及保存8~25年的‘嘎拉’苹果不同继代次数试管苗繁殖特性进行研究。个别代数间‘富士’出梢数以及‘富士’、‘金冠’有效新梢数略有不同外,3个品种不同代数间出梢数和有效新梢数差异不显著。离体保存多年的种质继代增殖能力没有显著变化。随着继代次数由31、52代增加至68代,‘富士’、‘嘎拉’试管苗生根条数显著增加,3个品种不同代数试管苗生根率始终保持较高水平,且移栽成活率高。继代次数增加至68代,‘富士’叶片再生率显著提高,‘金冠’和‘嘎拉’平均出芽数显著增加,多次继代繁殖的苹果试管苗叶片具有稳定的叶片再生能力。
2.对不同继代次数‘富士’、‘金冠’和‘嘎拉’苹果试管苗的端粒长度、端粒酶活性和端粒酶逆转录酶基因表达量进行测定。结果表明,3个品种不同继代次数之间端粒长度、端粒酶活性和端粒酶逆转录酶基因表达量差异不显著。
3.对10、30、50和90d苗龄的‘富士’、‘金冠’和‘嘎拉’苹果试管苗的端粒长度、端粒酶活性和端粒酶逆转录酶基因表达量进行测定。结果表明,不同苗龄的‘富士’和‘嘎拉’试管苗端粒长度差异不显著;‘金冠’端粒长度差异显著,苗龄50d时最长,苗龄90d时最短。3个品种端粒酶活性在不同苗龄之间存在差异,‘金冠’和‘嘎拉’苗龄30d时端粒酶活性最高,‘富士’苗龄50d时端粒酶活性最高。3个品种端粒酶逆转录酶基因表达量均呈现先上升后下降的趋势,‘金冠’、‘嘎拉’和‘富士’端粒酶逆转录酶基因表达量最高的苗龄分别是30d、30d和50d,‘富士’在苗龄30d和90d时,‘嘎拉’在苗龄50d时端粒酶逆转录酶基因表达量均高于对照,‘金冠’苗龄50d和90d时端粒酶逆转录酶基因表达量低于对照。
4.对‘金冠’和‘嘎拉’苹果试管苗的叶片、茎段以及苹果愈伤组织的端粒长度、端粒酶活性和端粒酶逆转录酶基因表达量进行测定。结果表明,‘金冠’茎段端粒长度显著高于叶片,茎段和愈伤组织、叶片和愈伤组织之间端粒长度差异不显著;‘嘎拉’试管材料之间端粒长度存在愈伤组织>叶片>茎段的关系。不同试管材料之间,‘金冠’愈伤组织和‘嘎拉’叶片端粒酶活性最高。‘金冠’端粒酶逆转录酶基因表达量差异表现为愈伤组织>叶片>茎段,‘嘎拉’表现为叶片>茎段>愈伤组织。
1.对保存8~33年的‘富士’、保存8~27年的‘金冠’以及保存8~25年的‘嘎拉’苹果不同继代次数试管苗繁殖特性进行研究。个别代数间‘富士’出梢数以及‘富士’、‘金冠’有效新梢数略有不同外,3个品种不同代数间出梢数和有效新梢数差异不显著。离体保存多年的种质继代增殖能力没有显著变化。随着继代次数由31、52代增加至68代,‘富士’、‘嘎拉’试管苗生根条数显著增加,3个品种不同代数试管苗生根率始终保持较高水平,且移栽成活率高。继代次数增加至68代,‘富士’叶片再生率显著提高,‘金冠’和‘嘎拉’平均出芽数显著增加,多次继代繁殖的苹果试管苗叶片具有稳定的叶片再生能力。
2.对不同继代次数‘富士’、‘金冠’和‘嘎拉’苹果试管苗的端粒长度、端粒酶活性和端粒酶逆转录酶基因表达量进行测定。结果表明,3个品种不同继代次数之间端粒长度、端粒酶活性和端粒酶逆转录酶基因表达量差异不显著。
3.对10、30、50和90d苗龄的‘富士’、‘金冠’和‘嘎拉’苹果试管苗的端粒长度、端粒酶活性和端粒酶逆转录酶基因表达量进行测定。结果表明,不同苗龄的‘富士’和‘嘎拉’试管苗端粒长度差异不显著;‘金冠’端粒长度差异显著,苗龄50d时最长,苗龄90d时最短。3个品种端粒酶活性在不同苗龄之间存在差异,‘金冠’和‘嘎拉’苗龄30d时端粒酶活性最高,‘富士’苗龄50d时端粒酶活性最高。3个品种端粒酶逆转录酶基因表达量均呈现先上升后下降的趋势,‘金冠’、‘嘎拉’和‘富士’端粒酶逆转录酶基因表达量最高的苗龄分别是30d、30d和50d,‘富士’在苗龄30d和90d时,‘嘎拉’在苗龄50d时端粒酶逆转录酶基因表达量均高于对照,‘金冠’苗龄50d和90d时端粒酶逆转录酶基因表达量低于对照。
4.对‘金冠’和‘嘎拉’苹果试管苗的叶片、茎段以及苹果愈伤组织的端粒长度、端粒酶活性和端粒酶逆转录酶基因表达量进行测定。结果表明,‘金冠’茎段端粒长度显著高于叶片,茎段和愈伤组织、叶片和愈伤组织之间端粒长度差异不显著;‘嘎拉’试管材料之间端粒长度存在愈伤组织>叶片>茎段的关系。不同试管材料之间,‘金冠’愈伤组织和‘嘎拉’叶片端粒酶活性最高。‘金冠’端粒酶逆转录酶基因表达量差异表现为愈伤组织>叶片>茎段,‘嘎拉’表现为叶片>茎段>愈伤组织。