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薰衣草(Lavandula angustifolia M.)为多年生的亚灌木,是一种非常名贵、观赏价值高的天然香料植物,作为一种芳香植物具有重要的药用价值。薰衣草的用途很多,它的叶子可以作为调料,外用花瓣可作为香料,提取的薰衣草精油不仅在抗癌、抗肿瘤、降低血压、改善睡眠等方面都具有很好的疗效,而且精油还被作为原料制作香皂和化妆品。目前薰衣草的繁殖方式大多为无性繁殖和种子繁殖,繁殖率低,利用植物组织培养技术可以快速获得大量的无菌苗、培养优良品种及提高次生代谢产物的含量。建立完整的薰衣草组织培养再生体系,可以为薰衣草资源大量生产提供技术支持以及精油的提取提供原料。
本实验选择薰衣草的茎段为外植体,建立薰衣草组培快繁体系。本论文的研究内容及主要结果如下:
(1)采用顶空固相微萃取(HS-SPME)法结合GC-MS来检测薰衣草原生植株精油的化学成分和含量,建立了一种简便、快速检测薰衣草精油成分的分析方法。
HS-SPME萃取条件为:萃取时间60min,萃取温度70℃,纤维头为DVB/CAR/PDMS,解析时间5min。确定了38种薰衣草精油的主要化学成分,其中樟脑和龙脑的含量最高,平均含量分别为10.53%、27.27%,其次为乙酸芳樟酯、芳樟醇,平均含量分别为5.95%、8.28%。
(2)建立了薰衣草外植体表面灭菌的方法及薰衣草愈伤组织的诱导条件
外植体用75%酒精处理25s,0.1%HgCl2处理8min,外植体存活率为78%。诱导愈伤组织的培养基:MS+0.2mg/LTDZ+0.2mg/LNAA,诱导率为96%,愈伤组织呈黄绿色、疏松状。
(3)建立了薰衣草愈伤组织分化不定芽体系条件
愈伤组织增殖的培养基:MS+0.3mg/LTDZ+0.05-0.2mg/LNAA,愈伤组织已转变为绿色,而且愈伤组织边缘处有明显的深绿色颗粒。诱导愈伤组织分化不定芽的培养基:MS+0.5mg/L6-BA+0.2mg/LNAA,不定芽诱导率为90%,不定芽的长度平均可达0.6cm,不定芽数目平均可达8.0。
(4)建立了薰衣草玻璃化苗的逆转优化体系并生根炼苗
以0.5mg/L6-BA结合0.2mg/LNAA为不定芽的增殖提供生长动力,为了克服玻璃化苗难以成活的难题,本实验通过调整MS培养基的成分、琼脂的浓度、继代周期及添加PVP来研究其对薰衣草玻璃化苗逆转的影响,然后采用响应面优化法(RSM)旨在寻找最佳的玻璃化苗逆转的实验条件,进行了4因素3水平的正交实验设计,以玻璃化逆转率为考察指标,最后得出基本培养基为1/2MS培养基,琼脂的浓度为9.70g/L,继代周期为21d,PVP的浓度为1.0g/L,不定芽玻璃化逆转率为66%。生根培养基:1/2MS+0.5mg/L IBA,薰衣草组培苗生根缓慢,所生的根细长,炼苗基质为珍珠岩∶蛭石∶沙土=1∶1∶2,将生长状态良好的植株挪至温室进行培养。
本论文通过对薰衣草外植体的消毒方法、愈伤组织的诱导、愈伤组织的增殖及分化、玻璃化苗的逆转、生根等研究,成功地建立了薰衣草组培快繁体系,可以为园林观赏提供大量的种苗,为精油的生产提供大规模的繁殖,为薰衣草品种改良提供材料和理论基础。
本实验选择薰衣草的茎段为外植体,建立薰衣草组培快繁体系。本论文的研究内容及主要结果如下:
(1)采用顶空固相微萃取(HS-SPME)法结合GC-MS来检测薰衣草原生植株精油的化学成分和含量,建立了一种简便、快速检测薰衣草精油成分的分析方法。
HS-SPME萃取条件为:萃取时间60min,萃取温度70℃,纤维头为DVB/CAR/PDMS,解析时间5min。确定了38种薰衣草精油的主要化学成分,其中樟脑和龙脑的含量最高,平均含量分别为10.53%、27.27%,其次为乙酸芳樟酯、芳樟醇,平均含量分别为5.95%、8.28%。
(2)建立了薰衣草外植体表面灭菌的方法及薰衣草愈伤组织的诱导条件
外植体用75%酒精处理25s,0.1%HgCl2处理8min,外植体存活率为78%。诱导愈伤组织的培养基:MS+0.2mg/LTDZ+0.2mg/LNAA,诱导率为96%,愈伤组织呈黄绿色、疏松状。
(3)建立了薰衣草愈伤组织分化不定芽体系条件
愈伤组织增殖的培养基:MS+0.3mg/LTDZ+0.05-0.2mg/LNAA,愈伤组织已转变为绿色,而且愈伤组织边缘处有明显的深绿色颗粒。诱导愈伤组织分化不定芽的培养基:MS+0.5mg/L6-BA+0.2mg/LNAA,不定芽诱导率为90%,不定芽的长度平均可达0.6cm,不定芽数目平均可达8.0。
(4)建立了薰衣草玻璃化苗的逆转优化体系并生根炼苗
以0.5mg/L6-BA结合0.2mg/LNAA为不定芽的增殖提供生长动力,为了克服玻璃化苗难以成活的难题,本实验通过调整MS培养基的成分、琼脂的浓度、继代周期及添加PVP来研究其对薰衣草玻璃化苗逆转的影响,然后采用响应面优化法(RSM)旨在寻找最佳的玻璃化苗逆转的实验条件,进行了4因素3水平的正交实验设计,以玻璃化逆转率为考察指标,最后得出基本培养基为1/2MS培养基,琼脂的浓度为9.70g/L,继代周期为21d,PVP的浓度为1.0g/L,不定芽玻璃化逆转率为66%。生根培养基:1/2MS+0.5mg/L IBA,薰衣草组培苗生根缓慢,所生的根细长,炼苗基质为珍珠岩∶蛭石∶沙土=1∶1∶2,将生长状态良好的植株挪至温室进行培养。
本论文通过对薰衣草外植体的消毒方法、愈伤组织的诱导、愈伤组织的增殖及分化、玻璃化苗的逆转、生根等研究,成功地建立了薰衣草组培快繁体系,可以为园林观赏提供大量的种苗,为精油的生产提供大规模的繁殖,为薰衣草品种改良提供材料和理论基础。