枸杞原生质体分离与培养研究

来源 :青海大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:raul2008
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枸杞(Lycium)为茄科植物,西北地区常见的枸杞有三种:宁夏枸杞(Lycium barbarum vr)、黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr.)、北方枸杞(Lycium chinense Mill.vr)。其中,黑果枸杞因其花青素含量丰富,宁夏枸杞因其多糖含量高保健效果好深受人们的喜爱。然而,随着黑果枸杞野生资源急剧降低以及人们对宁夏枸杞保健价值要求的提高,枸杞细胞工程研究的开展成为一件有重要意义的事情。本研究以青藏高原地区的野生黑果枸杞及人工栽培的宁夏枸杞为材料,在建立起组织培养再生体系的基础上,对其进行原生质体的游离与培养研究,为后续黑果枸杞和宁夏枸杞的体细胞杂交研究提供技术支撑。主要研究结果如下:1.以黑果枸杞的无菌苗叶片为外植体,建立了两条器官再生途径:一条是经愈伤组织再分化的间接再生体系,一条是不经愈伤组织再分化的直接再生体系。最佳愈伤组织诱导培养基为MS+1.5 mg·L-1 2,4-D,诱导率达100%;最佳分化培养基为MS+1.5 mg·L-1 6-BA+0.1 mg·L-1 IBA,每克愈伤组织上的平均不定芽数为39.4个。叶片直接诱导不定芽的最佳培养基为MS+0.5 mg·L-16-BA+0.3 mg·L-1 NAA,不定芽诱导率为92.9%,每个外植体上平均不定芽数为18.1个。以宁夏枸杞的无菌苗叶片为外植体,建立了不经愈伤组织再分化的直接再生体系。叶片直接诱导不定芽的最佳培养基为MS+1.0 mg·L-1 6-BA+0.5mg·L-1 NAA,不定芽诱导率为53.3%,最多出芽数为27个。再生的不定芽在不含植物生长调节剂的MS培养基上,两周内可正常生根。2.以黑果枸杞和宁夏枸杞的叶片为材料,采用酶解法游离原生质体,比较酶解时间、纤维素酶浓度、甘露醇预处理、蔗糖纯化对游离结果的影响。黑果枸杞叶片最佳酶解时间为5 h,纤维素酶的最适浓度为1.5%,酶解前用甘露醇处理30 min可显著提高原生质体的产量;6 h是宁夏枸杞叶片的最佳酶解时间,2%的纤维素酶浓度酶解效果最好,酶解前用甘露醇处理30 min可显著提高原生质体的产量。两种枸杞均在18%的蔗糖浓度下纯化效果最好。以两种枸杞的愈伤组织为材料,比较酶解时间、酶液组成、愈伤组织添加量、愈伤组织取材时间、蔗糖纯化对游离结果的影响。黑果枸杞愈伤组织最佳酶解时间为8 h,纤维素酶的最适浓度为2%,10 m L酶液中添加3g继代培养12 d的愈伤组织产量最好;宁夏枸杞愈伤组织最佳酶解时间为12 h,纤维素酶的最适浓度为1%,在10 m L酶液中添加1 g继代培养9 d的愈伤组织时游离效果最好。黑果枸杞和宁夏枸杞的愈伤组织分别在蔗糖浓度为17%、18%时纯化效果最好。3.黑果枸杞的原生质体使用改良MS液体培养基-固液双层培养的方式优于其他组合,该培养条件下第一次细胞分裂时间是第2 d,第10 d时的分裂频率为45.9%,第20 d时的细胞团形成比率为22.9%,最终培养获得了愈伤组织并分化得到了再生植株;改良MS液体培养基-液体浅层培养的方式用来培养宁夏枸杞的原生质体效果最佳,该培养条件下第一次细胞分裂时间是第3 d,第10 d时的分裂频率为42.4%,第20 d时的细胞团形成比率为32.5%,最终获得了再生愈伤组织。4.对两种枸杞的再生材料进行了遗传稳定性分析。流式细胞术(FCM)结果显示,再生材料与亲本材料在倍性上一致,均为二倍体。ISSR分子标记显示,再生的黑果枸杞不定芽与亲本苗的平均遗传相似系数为0.875,再生的宁夏枸杞愈伤组织与亲本愈伤组织的平均遗传相似系数为0.899;过氧化物酶与多酚氧化酶谱带显示,再生材料与亲本材料条带基本一致,只在个别再生材料中有部分条带的增减。两种枸杞原生质体的再生材料都能够较高程度的保持亲本的遗传性状,同时也存在一定的体细胞变异。
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