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四川红景天的组织培养及其抗性基因表达情况的检测
作 者: 白丽莉
导 师: 任正隆
学 校: 电子科技大学
专 业: 生物物理学
关键词: 红景天 植物组织培养 抗性基因 营养条件
分类号: S567.239
类 型: 硕士论文
年 份: 2007年
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内容摘要
红景天作为一种珍贵藏药植物,因其具有清热解毒和燥湿的功效,早期主要用于治疗肺炎以及由传染病引起的发烧和清血管热,现认为其还具有抗疲劳、抗衰老、抗缺氧、抗紫外线辐射等作用,是非常有开发前途的环境适应性药用植物。红景天生长环境极其恶劣且多变,如缺氧、低温干燥、狂风、强紫外线照射、昼夜温差大等,这使其具备了其它植物所罕有的特殊适应性物质,也导致其自然资源极其匮乏。红景天种子繁殖相当困难,由高山引种至低海拔地区进行驯化栽培时病虫害发生很严重,加上人们大量地采挖其野生资源,使得其已濒临灭绝的境地。因此加强红景天的组织培养及其快速繁殖,保护其自然资源及其遗传多样性极其迫切。中国有红景天属植物73种,其中以云南、四川及西藏的种类最多,西藏有32种,四川省有22种。现有不少关于云南和西藏红景天的组织培养报道,但未见有关四川红景天组织培养的报道。本研究首次对四川野生红景天进行组织培养,并成功获得其愈伤组织和再生植株。在组织培养过程中,我们研究不同的取材时间、不同的外植体以及不同的营养条件对红景天愈伤组织诱导的影响、植物激素对愈伤组织的分化和生根培养等方面的影响,以及组织培养几个时期抗性基因表达的情况。研究结果如下:1.一年中最佳的取材时间是10月份,外植体成愈率最高,达到78%以上。2.在大花红景天愈伤组织诱导过程中,茎段显示出比叶片更易于诱导愈伤组织。在长鞭红景天愈伤组织培养过程中,叶片比茎段显示出更易于诱导愈伤组织。3. 2,4-D与NAA比较,其能够较早的启动愈伤化,2,4-D启动愈伤化,只需要5d时间,而NAA启动时间至少需要10 d。2,4-D诱导出的愈伤组织结构致密,高浓度(4mg/L)启动愈伤化需要时间更短。NAA诱导出的愈伤组织呈现淡黄绿色,而且结构比较蓬松,活性强,很容易诱导分化出芽。用低浓度的2,4-D(2mg/L)和中等浓度的NAA(0.2mg/L)配合诱导愈伤组织,能够较早启动愈伤化,且愈伤组织比较容易分化。植物激素6-BA 2mg/L、NAA 0.2mg/L、2,4-D 2mg/L、KT 0.5mg/L)组合诱导出的愈伤组织最好,愈伤组织淡黄绿又有光泽,结构蓬松,容易诱导出芽而且出芽多。4.在植物激素和蔗糖的组合中,最佳的浓度组合是6-BA 2mg/L,NAA 0.2mg/L,蔗糖40g/L。高浓度的蔗糖有利于愈伤组织的分化。5.检测红景天组织培养过程中各个阶段的培养物的抗性基因表达情况,发现11个特异表达的基因,其中大部分基因与抗病性有关,3个基因未知其功能,这表明组织培养具有特殊的生理活动。利用红景天植物组织培养,我们除了可快速繁殖出大量的红景天种苗及多种代谢物质外,还可获其大量的优良无性系、单倍体、三倍体、多倍体及非整倍体,与细胞融合技术结合打破红景天种属间的界限,克服远缘杂交不亲和性障碍,培育红景天植物新品种和改良其种性。组织培养的植物细胞还是在细胞水平上分析研究的理想材料。因此通过红景天的组织培养我们可以进一步研究红景天的生理学、遗传学、育种学、胚胎学、解剖学、病理学、生物制药、以及生物化学等方面,以期全面研究、开发、利用和保护红景天植物。
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全文目录
摘要 4-6 ABSTRACT 6-11 第一章 绪论 11-27 1.1 红景天属植物研究进展 11-19 1.1.1 红景天属植物的生态学研究 11-12 1.1.2 红景天属植物的化学成分和药理作用研究 12-19 1.2 红景天植物的开发与利用 19-23 1.2.1 产品开发 19-20 1.2.2 红景天属植物的栽培研究 20-21 1.2.3 组织培养研究 21-22 1.2.4 细胞培养 22 1.2.5 人工合成红景天苷 22-23 1.3 红景天濒危原因的分析 23-24 1.3.1 内因 23 1.3.2 外因 23-24 1.4 组织培养设计方法 24 1.5 组培过程中抗性研究 24-25 1.6 立题依据和主要内容 25-27 第二章 实验材料和方法 27-39 2.1 材料 27 2.2 试验设计 27 2.3 方法 27-31 2.3.1 配制培养基 27-30 2.3.2 取材 30 2.3.3 接种 30 2.3.4 培养条件 30 2.3.5 愈伤组织的诱导 30-31 2.3.6 愈伤组织的分化 31 2.3.7 生根培养 31 2.4 愈伤组织生长情况统计 31-32 2.4.1 愈伤组织生长势 31-32 2.4.2 愈伤组织生长情况统计计算公式 32 2.4.3 愈伤组织分化出芽和生根情况统计 32 2.5 抗性基因表达情况的检测 32-39 2.5.1 总DNA 和总RNA 的提取 32-35 2.5.2 引物设计与合成 35 2.5.3 PCR 扩增 35-36 2.5.4 RT-PCR 扩增 36 2.5.5 RT-PCR 扩增片段回收、克隆及测序 36-39 第三章 结果和分析 39-51 3.1 外植体取材时间和部位 39-41 3.1.1 不同取材时间对茎段和叶片成活率和愈伤组织启动情况的影响 39-40 3.1.2 不同取材时间对茎段和叶片成愈率及生长诱导值的影响 40-41 3.2 植物激素的作用 41-44 3.2.1 愈伤组织的诱导情况 41-42 3.2.2 愈伤组织分化情况 42-43 3.2.3 生根培养情况 43-44 3.3 抗性基因的检测 44-51 3.3.1 PCR 扩增电泳结果 44 3.3.2 RT-PCR 扩增电泳结果 44-45 3.3.3 RT-PCR 克隆测序及比对结果 45-51 第四章 讨论 51-60 4.1 外植体的取材 51-53 4.2 植物激素的作用 53-55 4.2.1 植物激素对愈伤组织诱导的效应 53-54 4.2.2 6-BA 和2,4-D 对愈伤组织分化出芽的效应 54-55 4.2.3 NAA 对生根培养的效应 55 4.3 碳源的影响 55-56 4.4 组织培养过程中抗性基因的表达 56-59 4.5 结论 59-60 致谢 60-61 参考文献 61-67 硕士期间取得的研究成果 67-68
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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 经济作物 > 药用作物 > 草本 > 多年生 > 其他
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