題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 云南松成熟胚胚性愈傷組織誘導(dǎo)及增殖
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 為提高云南松成熟胚胚性愈傷組織的誘導(dǎo)及增殖率，為其體胚發(fā)生體系提供支持。以云南松成熟合子胚為外植體，用正交設(shè)計(jì)探索誘導(dǎo)愈傷組織的最適激素濃度配比及消毒方式。用不同方法增殖胚性愈傷，觀察記錄胚性愈傷形成過(guò)程。采用正交設(shè)計(jì)，既減少工作量，又可得到準(zhǔn)確結(jié)論，填補(bǔ)了激素濃度對(duì)云南松胚性愈傷誘導(dǎo)的研究空白。采用固體條件培養(yǎng)增殖法，可以顯著提高胚性愈傷增殖率，為體胚發(fā)生大規(guī)模繁殖云南松奠定了基礎(chǔ)。
- 詳細(xì)介紹：
- 為提高云南松成熟胚胚性愈傷組織的誘導(dǎo)及增殖率，為建立云南松成熟胚體細(xì)胞胚胎發(fā)生體系提供支持，以云南松成熟合子胚為外植體，使用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，在DCR培養(yǎng)基上誘導(dǎo)胚性愈傷組織，以確定最佳消毒劑用量及激素濃度范圍。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)密集梯度的激素濃度配比實(shí)驗(yàn)，確定最佳誘導(dǎo)激素濃度配比。用不同的培養(yǎng)方法增殖胚性愈傷組織，并對(duì)胚性愈傷組織形成過(guò)程中形態(tài)學(xué)與細(xì)胞學(xué)變化進(jìn)行觀察。其后提高培養(yǎng)基中肌醇濃度，增大滲透壓，添加ABA，誘導(dǎo)早期原胚。結(jié)果表明，經(jīng)5%次氯酸鈉消毒20min，使用添加8mg/L 2,4-D、1mg/L 6-BA、500mg/L CH以及500mg/L谷氨酰胺的DCR培養(yǎng)基接種，可獲得較高誘導(dǎo)率；采用在愈傷組織周圍添加少量培養(yǎng)過(guò)該愈傷組織的培養(yǎng)基的方式繼代，可以顯著提高胚性愈傷組織的增殖率。在增殖培養(yǎng)基中添加ABA后,胚性細(xì)胞可逐漸發(fā)育形成胚性胚柄團(tuán)。實(shí)驗(yàn)中多次發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)過(guò)愈傷組織的培養(yǎng)基可能具有促進(jìn)細(xì)胞分裂，提高細(xì)胞胚性及抑菌等作用，猜測(cè)是愈傷組織形成過(guò)程中的自身分泌了相應(yīng)有促進(jìn)作用的物質(zhì)所致。論文明確了云南松成熟胚胚性愈傷組織的最佳誘導(dǎo)條件，采用固體條件培養(yǎng)方式大幅度提高了胚性愈傷組織的增殖率。根據(jù)條件培養(yǎng)可以提高胚性愈傷組織的增殖效果的現(xiàn)象，針對(duì)胚性愈傷組織的增殖過(guò)程及條件培養(yǎng)作用的可能原因進(jìn)行了初步的分析，對(duì)利用云南松成熟胚進(jìn)行體細(xì)胞胚胎發(fā)生有較大意義。
作品圖片
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 為建立云南松成熟胚體細(xì)胞胚胎發(fā)生體系，提高其胚性愈傷組織誘導(dǎo)及增殖率，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)探索誘導(dǎo)愈傷組織的最適激素濃度配比，采用不同培養(yǎng)方式對(duì)胚性愈傷組織進(jìn)行增殖，利用穩(wěn)定增殖的胚性愈傷組織誘導(dǎo)獲得早期原胚，從而達(dá)到預(yù)期目的。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 參考前人實(shí)驗(yàn)成果，針對(duì)誘導(dǎo)主要影響因素——激素濃度，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)及密集梯度濃度實(shí)驗(yàn)，減少了1/3的工作量，節(jié)省成本并提高效率，根據(jù)兩次實(shí)驗(yàn)結(jié)果并綜合愈傷組織生長(zhǎng)狀態(tài)，確定誘導(dǎo)最佳激素濃度配比。 研究中首次提出采用固體條件培養(yǎng)的方法可以大幅提高胚性愈傷組織的增殖率，并減少褐化情況。該研究為愈傷組織的增殖方法提供了一種新的思路，為后續(xù)云南松體胚研究奠定基礎(chǔ)。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 云南松是我國(guó)西南地區(qū)荒山造林的先鋒樹(shù)種，有很高的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)價(jià)值。但常規(guī)的種子繁殖方式已不能滿足其造林需求。體細(xì)胞胚胎發(fā)生是大量無(wú)性繁殖云南松等針葉樹(shù)種最有前途的手段之一，但在此樹(shù)種上的應(yīng)用較少。本研究填補(bǔ)了相關(guān)領(lǐng)域的研究空白，獲得了愈傷組織誘導(dǎo)的最佳條件，提出了可大幅提高胚性愈傷組織增殖率的固體條件培養(yǎng)法，為云南松穩(wěn)定的體胚培養(yǎng)體系的建立提供支持。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 以云南松成熟合子胚為外植體，在DCR培養(yǎng)基上誘導(dǎo)胚性愈傷組織，探索最佳消毒劑用量及激素濃度配比。用不同的培養(yǎng)方法增殖胚性愈傷組織，并對(duì)胚性愈傷組織形成過(guò)程中形態(tài)學(xué)與細(xì)胞學(xué)變化進(jìn)行觀察。其后提高培養(yǎng)基中肌醇濃度，增大滲透壓，添加ABA，誘導(dǎo)早期原胚。結(jié)果表明，經(jīng)5%次氯酸鈉消毒20min，使用添加8mg/L 2,4-D、1mg/L 6-BA、500mg/L CH以及500mg/L谷氨酰胺的DCR培養(yǎng)基接種，可獲得較高誘導(dǎo)率；采用在愈傷組織周圍添加少量培養(yǎng)過(guò)該愈傷組織的培養(yǎng)基的方式繼代，可以顯著提高胚性愈傷組織的增殖率。在增殖培養(yǎng)基中添加ABA后,胚性細(xì)胞可逐漸發(fā)育形成胚性胚柄團(tuán)。
獲獎(jiǎng)情況
- 曾作為本校唯一入選的參展項(xiàng)目，于2010年9月代表學(xué)校參加教育部高等教育司主辦的“第三屆全國(guó)大學(xué)生創(chuàng)新論壇”。相關(guān)初期研究成果《云南松成熟合子胚的胚性愈傷組織誘導(dǎo)條件探究》一文已發(fā)表于中文核心期刊《浙江林業(yè)科技》。（2010年7月 第30卷 第4期）本論文《云南松成熟胚胚性愈傷組織誘導(dǎo)及增殖》已被《西北植物學(xué)報(bào)》接收，將于年內(nèi)發(fā)表。
鑒定結(jié)果
- 本研究技術(shù)路線可行，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，數(shù)據(jù)真實(shí)有效，得到了有參考意義及價(jià)值的結(jié)果，解決了相應(yīng)問(wèn)題，對(duì)針葉樹(shù)體胚發(fā)生相關(guān)研究有一定參考價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
- [1] Hakman l, Fowke LC, von Arnold S. The development of somatc embryos in tissue cultures initiated from immature embryos of Picea abies (NorwaysPruee)[J]. Plant Sci, 1985, 38:53-59 [2] Hakman l, von Arnold S. Plantlet regeneration through somatic embryogenesis in Picea abies (Norways Pruee)[J]. Plant Phystol, 1985, 121:149-153 [3]李茜,張存旭,鄭瑞杰.白皮松胚性愈傷組織誘導(dǎo)因素的研究[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，21（2）：88-83. [4]黃健秋,衛(wèi)志明,許智宏.云南松成熟胚的體細(xì)胞胚胎的發(fā)生研究[J].實(shí)驗(yàn)生物學(xué)報(bào),1995, 28(4):371-379. [5]翟曉巧,翟翠娟,劉新鳳.木本植物體細(xì)胞胚胎發(fā)生及植株再生研究現(xiàn)狀[J].河南林業(yè)科技,2004,24(2):7-9. [6]方開(kāi)泰，馬長(zhǎng)興.正交與均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)[M].科學(xué)出版社，2001，北京. [7]Li X Y, Huang F H, Gbur E F. Effect of basal medium, growth regulators and phytagel concentration on initiation ofembryogenic cultures from immarure zygotic embryos of loblolly pine[J].Plant Cell Reports,1998,17:298-301. [8]江波，楊映根，郭奕明，郭仲琛，陳永喆.松柏類植物體細(xì)胞胚胎發(fā)生的研究進(jìn)展[J].植物學(xué)通報(bào), 2004,21(4):495-505. [9] Jones N B,Van stadent J.Plantlets production from somatic embryo ofPinus patula[J].Plant Physiol,1995, 145:519-525.
同類課題研究水平概述
- 體細(xì)胞胚胎發(fā)生技術(shù)是植物規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化快速繁殖和基因轉(zhuǎn)化再生植株的重要手段。尤其對(duì)于種子繁殖速率慢、成本高，且傳統(tǒng)的無(wú)性繁殖手段不足以滿足造林需求的針葉樹(shù)種來(lái)說(shuō)，是最有發(fā)展前景的無(wú)性繁殖方法之一。 1985年，Hakman等首次報(bào)道由挪威云杉的未成熟合子胚形成體細(xì)胞胚并再生完整植株以來(lái)，針葉樹(shù)的體外胚胎發(fā)生研究已取得了令人矚目的進(jìn)展。近年來(lái)，有許多專家致力于針葉樹(shù)種體細(xì)胞胚胎發(fā)生的研究，但大部分研究是利用未成熟胚進(jìn)行。 目前國(guó)際和國(guó)內(nèi)對(duì)于松杉類植物由成熟合子胚的胚性愈傷組織的誘導(dǎo)研究較少，只有少數(shù)物種如挪威云杉、花旗松、北美喬松、華北落葉松、火炬松、馬尾松等樹(shù)種成功誘導(dǎo)并完成到植株的轉(zhuǎn)化、建立起體胚發(fā)生的技術(shù)體系。截止目前，對(duì)于云南松體細(xì)胞胚胎發(fā)生的相關(guān)研究及報(bào)道還很少，故而有必要進(jìn)行深入一步的研究探索。 在體胚發(fā)生的過(guò)程中，激素濃度是影響胚性愈傷組織誘導(dǎo)的關(guān)鍵因素。黃健秋等（1995）曾利用云南松成熟合子胚成功進(jìn)行體細(xì)胞胚胎發(fā)生，獲得了云南松的完整小植株。該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，沒(méi)有探究不同激素濃度配比對(duì)胚性愈傷組織誘導(dǎo)的影響。培育時(shí)間為22-34周，胚性愈傷組織誘導(dǎo)率最高為35.8%，體細(xì)胞胚轉(zhuǎn)換成小植株的頻率為16．3%。 本研究在前人成果基礎(chǔ)上，探索誘導(dǎo)愈傷組織的最佳激素濃度配比，并首次提出固體條件培養(yǎng)有益于胚性愈傷組織增殖，為云南松體胚發(fā)生體系的建立提供支持。
