1. 研究目的与意义
铁线莲为毛茛科 (Ranunculaceae)、铁线莲属多年生草本或木质藤本。全世界约有铁线莲300种,中国约有110种。铁线莲枝叶扶疏,有的花大色艳,有的多数小花聚集成大型花序,风趣独特,是攀援绿化中不可缺少的良 好材料。可种植于墙边、窗前,或依附于乔、灌木之旁,配植于假山、岩石之间。攀附于花柱、花门、篱笆之上;也可盆栽观赏。少数种类适宜作地被植物。有些铁线莲的花枝、叶枝与果枝,还可作瓶饰、切花等。近年来, 由于城市空间的日益拥挤, 垂直绿化越来越受到人们的重视, 作为为数不多且开花大而艳丽的藤本铁线莲属植物的应用价值越来越受到人们的青睐,国外对铁线莲的组织培养技术的开发比较成熟,国内也有不少专家学者做过铁线莲的组织培养,但是多集中于国外引进品种,对中国特有品种的铁线莲的组培报道并不多,铁线莲的体胚发生技术的探讨基本上没有相关的报道。本实验通过对大花铁线莲野生种的组织培养,建立中国野生种铁线莲的组织培养及体胚发生诱导体系,了解外植体、培养基、激素和培养条件对其组培和体胚发生诱导的影响,为中国野生种铁线莲的快繁提供技术支持,充分体现其景观和经济价值。同时体胚的诱导铁线莲的品种改良和优质种的无性快繁和植物转基因等提供材料和技术基础,具有重要的现实意义。
2. 国内外研究现状分析
植物组织培养概念(广义)又叫离体培养,指从植物体分离出符合需要的组织.器官或细胞,原生质体等,通过无菌操作,在人工控制条件下进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。(狭义)指用植物各部分组织,如形成层.薄壁组织.叶肉组织.胚乳等进行培养获得再生植株,也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养,愈伤组织再经过再分化形成再生植物。组织培养可以大规模快速繁殖某些稀有植物或有较大经济价值的植物而不受地理条件的的限制。
植物体胚发生是植物界存在的一种普遍现象。植物体细胞胚发生是指体细胞在特定条件下,未经性细胞融合而通过与合子胚类似的发育途径形成新个体的形态发生过程。经体细胞胚发生过程形成的类似合子胚的结构称为胚状体或体细胞胚。体细胞胚发生的应用,除了人工种子和转基因工程等方面外,在品种改良和种质资源的保存和原生质体的培养等方面都具有广泛的应用前景。植物体细胞胚为研究植物细胞的分化、发育、全能性表达和作物品种改良、突变体筛选等提供了良好的实验体系,在理论上和应用中都具重大意义;利用胚性愈伤组织可在适宜的条件下长期保存的特性可以为挽救濒危植物提供技术和材料;利用体细胞胚发生过程中产生的众多体细胞无性系,可为突变体的筛选提供新的来源;同时,胚性细胞还是制备原生质体的良好材料,为进行细胞融合、 原生质体再生、 细胞分化和植株再生等研究奠定了基础。
国内外对植物细胞的组织培养及体胚发生有很多研究。gup ta p k等研究植物体细胞胚胎的发生,得出相对于器官发生,体细胞胚胎发生具有数量多、速度快、结构完整、再生率高等优点的结论,体细胞胚形成经历球形胚、心形胚、鱼雷形胚和子叶胚等胚胎发育过程, 并由此形成了再生植株, 直到开花结实, 这区别于组织培养的器官发生中芽与根的分化。其最根本特征是在体细胞胚发生早期就具有两极性, 即胚根和胚芽,而不定芽或不定根则是单极性;体细胞胚的维管组织分布是独立的[1] y 形, 与外植体无解剖结构上的联系, 容易从外植体上脱落下来, 不定芽或不定根的维管组织往往与愈伤组织的维管组织联系, 且无y 形分布现象;另外, 体细胞胚与合子胚相似,从一开始便是一个完整的植物体雏。关亚丽等植物体细胞胚发生进行研究文章综述了植物体细胞胚发生的特点和途径, 重点讨论了影响植物体细胞胚发生的几个因素,包括植物基因型、 植物生长调节物质、外植体来源、培养基、培养条件等。植物体细胞胚发生受细胞内外多种因子调控,需要植物生长调节剂和其他条件共同作用,如植物的基因型及外植体来源、光照、温度以及培养基成分等。各种因素对体胚发生的作用效果随不同因素组合和不同培养材料而不尽相同,外植体选择和激素使用是大多数体细胞胚发生研究中最有效的手段。大量研究表明,植物生长调节物质对细胞分化、发育和形态建成起着关键作用, 但有关外源生长调节物质与植物内源激素间关系的研究还比较欠缺,深入探索外源生长调节物质如何刺激或调节内源激素的变化,或如何发挥作用将为更合理添加外源生长物质提供理论依据。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容
对大花铁线莲野生种的组织培养和体胚发生进行研究,建立中国野生种铁线莲的组织培养及体胚发生诱导体系,从而了解外植体、培养基、激素和培养条件对其组培和体胚发生诱导的影响。
研究计划
4. 研究创新点
本实验是按照铁线莲的生物学特性,对大花铁线莲野生种进行组织培养分析不同激素对植物生长分化产生不同影响,以及不同激素配比对植物生长产生的影响。从而熟大花铁线莲组织培养与体胚发生。
