白及种胚发育及种子萌发研究

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以白及[Bletilla striata(Thunb.)Rchb.f.]为研究对象,进行了三个方面的研究。对授粉后不同时期胚珠和种子的形态发育进行观察,探究白及有性生殖与NAA诱导无融合生殖(Apomixis)的差异;以种子为材料,在石英砂基质上添加MS液体培养基(去除有机成分)进行无菌光照培养,同时在泥炭、树叶基质上进行光照及暗培养,确定白及种子萌发的营养类型;另外还探究了授粉后不同天数、植物生长调节剂、光照强度等因素对白及种子萌发的影响,为进一步了解白及种胚发育及种子萌发等相关研究提供参考。主要研究结果如下:1.白及有性生殖和无融合生殖比较研究。结果显示:(1)开花时子房仅进行了有限的发育;授粉后10 d形成大量胚珠原基,25 d孢原细胞发育成大孢子母细胞,36-39 d完成双受精,45 d开始胚胎发育,130 d胚体发育完全;(2)NAA诱导的无融合生殖形成的果实小且有胚率低;正常授粉后130 d的果实直径和种子有胚率分别为0.71 cm、66.73%,而NAA诱导的分别为0.45 cm、42.47%;另外离体培养显示NAA诱导形成的种子萌发及生长较正常授粉的迟缓,干燥处理也明显延迟种子萌发;(3)同一子房的胚珠发育在两种处理方式下均表现不同步。正常授粉后39 d的胚珠纵径最大为1.08 mm,最小的仅0.21 mm,大多数胚囊已完成双受精,少数还在发育中;NAA处理后30 d的胚珠纵径最大为0.31 mm,最小的仅0.16 mm,大多数已发育到单核胚囊,少数出现2核胚囊。2.白及种子萌发营养类型研究。结果显示:(1)在仅具MS无机成分的石英砂基质上,光照下种子可以正常萌发生长,形成自养个体;萌发初期干重下降,后期逐渐上升,培养2 d时干重3.4μg,6 d时下降到1.8μg,12 d时增加到9.2μg,此时原球茎上绿色叶片长度为0.22?0.03 mm;(2)白及种子在泥炭上萌发及生长较树叶上快,可高效成苗;树叶基质上光照条件下可以正常萌发生长,在黑暗条件下绝大多数种胚膨大突破种皮后生长停止;(3)对泥炭、树叶上萌发生长的原球茎进行组织染色观察,均未观察到内生真菌,研究显示白及与大多数兰科植物种子萌发不同,是非真菌异养型。3.白及种子萌发影响因素研究。结果显示:(1)授粉后不同天数对萌发的影响:随着授粉后时间延长,种子萌发时间缩短,萌发率增加。加入酸水解酪蛋白能够促进授粉后45 d、50 d、70 d的种子萌发,且未成熟种子在胚体膨大时,仅上部变绿;(2)四种植物生长调节剂对萌发的影响:仅ABA抑制白及种子萌发及生长,但不抑制原球茎转绿;GA3促进原球茎和叶片伸长,0.5 mg·L-1GA3中原球茎长度可高达3.23 mm;6-BA对白及种子萌发及生长无显著影响;NAA使原球茎绿色褪去,且高浓度抑制白及生长;(3)三种光照强度对萌发及生长的影响:在固体培养基上,正常光照下种胚吸水膨大后变绿,依次形成叶片、不定根、假鳞茎;弱光条件下原球茎伸长;黑暗条件下萌发时间延长,且原球茎持续伸长,类似“黄化”现象,与GA3作用类似。
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