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分子植物育种期刊

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分子植物育种期刊

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分子植物育种属于【双月刊】,审稿周期在【1-3个月】左右,具体周期以杂志社公布为准。分子植物育种简介《分子植物育种》(双月刊)创刊于2003年,由海南省生物工程协会主办。是一份为转基因育种、分子标记辅助育种及常规育种服务的国际化科学期刊,内容涉及了水稻、小麦、玉米、油菜、大豆、棉麻、薯类、果树、蔬菜、花卉、茶叶、林草等多方面,主要是刊登分子遗传育种理论、分子育种方法、分子育种研究动态以及优良种质培育的科学论文报道。主要栏目:专题评述、研究论文、研究报告、专题介绍、论文简报、新基因、新种质、新品种、新思路、新技术、新方法、术论坛与信息。《分子植物育种》获2009年海南出版物二等奖、2012年获海南省出版物政府奖三等奖。

你好,分子植物育种节假日不审稿,节假日是放假的《分子植物育种》(双月刊)创刊于2003年,由海南省生物工程协会主办。是一份为转基因育种、分子标记辅助育种及常规育种服务的国际化科学期刊,内容涉及了水稻、小麦、玉米、油菜、大豆、棉麻、薯类、果树、蔬菜、花卉、茶叶、林草等多方面,主要是刊登分子遗传育种理论、分子育种方法、分子育种研究动态以及优良种质培育的科学论文报道。主要栏目:专题评述、研究论文、研究报告、专题介绍、论文简报、新基因、新种质、新品种、新思路、新技术、新方法、术论坛与信息。《分子植物育种》获2009年海南出版物二等奖、2012年获海南省出版物政府奖三等奖。

期刊名称 分子植物育种 期刊CN号 46-1068/S 主管单位 海南省科学技术协会 主办单位 海南省生物工程协会 分子植物育种本刊设有专题评述,研究论文,研究报告,专题介绍,学位论文简报,新基因、新种质、新品种,新思路、新技术、新方法、学术论坛与学术信息、生物技术广告等栏目专业性比较强的一个很不错的杂志。

被子植物种子化学成分研究论文

被子植物又叫显花植物,是在种子植物演化的最后阶段出现的植物种类。它们首先出现在白垩纪早期,在白垩纪晚期占据了世界上植物界的大部分。被子植物的种子藏在富含营养的果实中,提供了生命发展很好的环境。有时可由风当传媒进行受精,但大部分则是靠昆虫或其他动物传导,这样就使得显花植物广为散布。

在植物界中,被子植物可谓是最高级的一类。自从新生代以来,被子植物就在地球上的动植物中占到了绝对的优势。现知的被子植物共1万多属,约20多万种,占植物界的一半,中国有2700多属,约3万种。被子植物之所以具有如此多的种类和极广泛的适应性,这和它的结构复杂化、完善化是分不开的。特别是被子植物繁殖器官的结构和生殖过程的特点,给它们适应、抵御各种环境提供了内在条件。

被子植物是现代植物中最大的类群,种类数目约在250000种以上,无论是各类数目还是个体数目都占有优势,构成当今地球表面的优势植被。其分类位置尚无定论,早期的分类是把被子植物列为种子植物门下的一纲,后提升为被子植物门,最近列为木兰门。人类的生活是离不开被子植物的,它为人类提供了重要的衣、食、住外,它自身还是一种药品和花卉。

被子植物种类繁多,但其习性、形态和大小之间都有很大的差别。从极微小的青浮草到巨大的乔木桉树。大多数直立生长,但也有缠绕、匍匐或靠其他植物的机械支持而生长的。多含叶绿素,自己制造养料,但也有腐生和寄生的。令人感到不可思议的是,在被子动植物中,有几个科的植物是肉食的,如茅膏菜属植物,它的食物来源是一些昆虫和其他小动物。

被子植物传粉方式多异花传粉,少数自花传粉。花粉粒在到达柱头后即萌发并产生花粉管,通过花柱向下进入子房腔。随着花粉管的发育,其前端的生殖细胞分裂成两个雄配子。花粉管一般通珠孔进入胚珠。花粉管进入雌配子体后,顶端破裂,两个雄配子释出,进入雌配子体的细胞质内。其中一个雄配子钻入卵细胞内,与之融合而受精。受精后产生的核子常发育成胚。另一个雄配子则同雌配子体的其他两个核结合形成胚乳核,胚乳核产生胚乳,用以贮藏养料。无论是雄配子还是雌配子都要参加融合过程,这一过程被称为双受精作用,也是被子植物所独有的特点。

被子植物共分为两个纲,在早期阶段,其种子的内胚发育相同,但后来却以不同的方式进行:在双子叶植物,茎原基两侧的侧生子叶均发育,而在单子叶植物仅一个原生子叶得到发育,并向顶端移动。胚的发育过程清楚地表明,被子植物胚的早期均有双子叶阶段。双子叶植物的胚又分化成胚根、胚轴、子叶和胚芽这四个部分。

与其他维管束植物一样,被子植物的器官也有营养器官和繁殖器官之分。木质部有特化的导管,在韧皮部内筛管分子末端相接形成筛管,筛管侧面同伴细胞相接。叶的大小、形状和结构很不一致,叶序有互生、对生或轮生。互生是一种原始的类型,而对生和轮生则是后来衍生形成的。全缘、具羽状脉的单叶较为原始。叶表皮具有特化的气孔。花是高度变异和特化的繁殖枝。孢子叶藏于花托上,通常由花被环绕。花托是节间缩短的茎,原始的花花托较长。萼片常为绿色,叶状或苞片状,是特化的叶。花瓣通常与萼片互生,其质地、颜色(除绿色外)和大小不同于萼片。雄蕊(小孢子叶)总称雄蕊群,每个雄蕊通常由柄状的花丝和带孢子的部分组成。心皮总称为雌蕊群,心皮由子房、花柱和柱头构成。而柱头生于花柱的顶端,是用来接受花粉粒的。

在当今的植物界,被子植物是最高级、种类最多、分布最广的类群,占到了世界植物的一半。现知被子植物有1万多属,20多万种。我国有2700多属,约3万种,是药用植物最多的类群。和裸子植物相比,被子植物有真正的花,故又叫显花植物;胚珠包藏在子房内,子房在受精后形成的果实既保护种子又能帮助种子散布;具有双受精现象和三倍体的胚乳,此种胚乳不是单纯的雌配子体,而具有双亲的特性,使新植物体有更强的生活力;孢子体高度发达和进一步分化,除乔木和灌木外,更多是草本;从解剖构造上看,木质部中有导管,韧皮部有筛管、伴胞。同时在化学成分上,被子植物具有多种生理活性,包含了所有天然化合物的各种类型。

(1)具有真正的花

一些典型的被子植物的都是由4部分构成的,分别是花萼、花冠、雄蕊群、雌蕊群。外层部分为花萼,由萼片组成,通常呈绿色,有保护花的作用;内层为花冠,由花瓣组成,色泽鲜艳,有引诱鸟,虫传粉的作用;至于雄蕊群,则是由雄蕊组成的;子房或雌蕊群由心皮组成,能接受花粉。被子植物花的各部在数量上、形态上有极其多样的变化。而被子植物的这些变化则是在进化过程中,不断地适应虫媒、风媒、鸟媒、或水媒等传粉条件,被自然界选择、保留,并不断加强造成的。

(2)具有雌蕊

由心皮构成的雌蕊,又包括子房、花柱和柱头这3部分。子房内包藏有胚珠,得到子房的保护,避免了昆虫的咬噬和水分的丧失。子房在受精后发育成为果实。果实具有不同的色、香、味,多种开裂方式;果皮上常具有各种钩、刺、翅、毛。果实的这些特点,都有助于保护种子成熟,帮助种子散布的作用。

(3)具有双受精现象

这个现象是被子植物所特有的特征。所谓的双受精现象,就是指当两个精细胞进入胚囊以后,一个与卵细胞结合形成合子,而另一个与2个极核结合,形成3n染色体,发育为胚乳,幼胚以3n染色体的胚乳为营养,使新植物体内矛盾增大,因而具有更强的生活力。双受精现象是所有被子植物都具有的,这也一个可以证明它们拥有共同祖先的证据。

(4)孢子体高度发达

无论是在形态、结构,还是生活型等方面,被子植物的孢子体都比其他各类植物有着更完善化、更多样化的特征。有世界上最高大的乔木,如杏仁按,高达156米;也有微小如沙粒的小草本,如无根萍,每平方米水面可容纳300万个个体。有重达25千克仅含1颗种子的果实,如王棕(大王椰子);也有轻如尘埃,5万颗种子仅重克的一些附生兰。有寿命长达6千年的植物,如龙血树;也有仅在3个周内就完成开花结籽的植物,如一些生长在荒漠的十字花科类;有以水生、砂生、石生和盐碱地生的植物;也有可自养的植物。被子植物的次生木质部有导管,韧皮部有伴胞;而裸子植物中大多都有管胞,韧皮部却无伴胞,输导组织的完善使裸子植物运输畅通,从而适应能力得到提高。

(5)配子体进一步退化

被子植物的小孢子发育成雄配子体,而成熟的雄配子体大多只有2个细胞,其中一个为营养细胞,另一个为生殖细胞。少数植物在传粉前生殖细胞就分裂1次,产生2个精子,所以这类植物的雄配子体为3核的花粉粒,如石竹亚纲的植物和油菜、玉米、大麦、小麦等。而对于大孢子,则发育为成熟的雌配子体,称为胚囊。一般情况下,胚囊只有8个细胞:3个反足细胞、2个极核、2个助细胞、1个卵。反足细胞是原叶体营养部分的残余。有的植物反足细胞较多,可达300多个,而相反的是,有的植物在胚囊成熟时,反足细胞就消失。助细胞和卵合称卵器,是颈卵器的残余。由此可以看出,无论是被子植物的雌配子,还是雄配子体都没有独立生活的能力,它们终生要寄生在孢子体上,而在结构上,更是要比裸子植物简化的多。

以上就是被子植物所具有五大特征,这些特征使它在生存竞争中,具备了优越于其他植物的内部条件。被子植物的产生,便地球上第一次出现色彩鲜艳、类型繁多、花果丰茂的景象。随着被子植物的不断发展,使得那些直接或间接依赖于植物生存的动物界获得了相应的发展,尤其是昆虫、鸟类和哺乳类动物,对被子植物的花、种子、果实依赖性更大。

种子的发芽率 种子发芽率一般是指在适宜的条件下,经浸种吸足水分的种子,在l0天内发芽的种子数占供试种子总数的百分率。它是决定种子质量和实用价值,确定播种量和用种量的主要依据。不同的种子,其发芽力往往有很大差别,相同的种子,其发芽力也会有变化。种子的发芽力受栽培条件、成熟程度、收获时的气候、入库时的种子含水率以及贮藏条件好坏、贮藏时间长短等多因素的复杂影响。如果不进行发芽测定,盲目地进行浸种、催芽或者直接播种,就有可能出现出苗不齐、苗数不足、甚至完全不出苗等现象,其结果不仅浪费粮食,又耽误了季节,造成生产被动。认真做好种子的发芽力测定,周密计算用种量,有计划地进行生产,不但可以避免出现上述情况,还可以提高产量。水稻种子发芽率常用的测定计算方法是:先从供试品种的种子容器中,分上、中、下、边缘、中央不同部位分别随机取出少量种子,去除杂质后,在水温20—30℃条件下浸24小时,然后将吸足水分的种子以100粒为一组,分成四组,分别均匀排列在铺有滤纸或草纸的4个培养皿内,并分别以等量适量的水,放在气温30—35℃环境条件—下,逐日记载发芽数,从试验开始记载10天,最后分组计算其发芽率,四组的平均数即为该种子的发芽率,其计算公式为:发芽率(%)=发芽的种子数*100/供试种子总数 二、种子发芽需要的条件 种子发芽必需的条件是水分、温度、氧气及阳光。 水分是种子发芽的首要条件。种子必须吸收足够的水分才能加速种子内部的生理作用,促进酶的活动,有利于贮藏养料的溶解和胚的增长,从而促进种子的萌发。 温度也是种子发芽必要条件之一。种子在吸收足够水分和氧气后,还需要一定的温度才能萌发,温度是种子萌发的能量来源。温度作用在于促进酶的活性,种子萌发的最适温度也就是酶的最适宜温度。此外,温度也直接影响到种子吸水快慢和呼吸强弱。在一定温度范围内,温度越高,种子吸水越快,呼吸也越强,发芽越快。 种子发芽试验需要大量的氧气。种子发芽时呼吸作用增强,如种子缺氧呼吸,造成种子不宜发芽。 不同作物种子,发芽时对光的反应不同。大部分农作物种子(如玉米、禾谷类等种子)对光照要求不严格。这些种子发芽试验时用光照或黑暗均可。有一些好光性的种子如烟草种子,芹菜种子等,只有在光照条件下才能发芽或促进发芽。还有一些嫌光性的种子,如黑草种有光照时会抑制发芽。这些种子发芽试验时应给黑暗处理。 三、种子萌发的过程 当一粒种子萌发时。首先要吸收水分。子叶或胚乳中的营养物质转运给胚根、胚芽、胚轴。随后,胚根发育,突破种皮,形成根。胚轴伸长,胚芽发育成茎和叶。 我也曾经做过两次种子萌发的实验,是用绿豆做的,第一次实验的时候,因为总是忘了给种子加水,结果种子全都干死了,终于第一次实验以失败而告终。接着马上就迎来了第二次实验,这次记得了上次的教训,我的种子终于发芽了。 这篇论文主题是关于种子的,介绍了怎么样测种子的发芽率、种子萌发的条件与种子萌发的过程。

被子植物的种子一般由种皮、胚和胚乳三部分组成,有些植物的种子无胚乳。种皮是种子外面的保护层,其薄厚、色泽等,常因植物的种类不同而有一定程度的差异。胚是构成种子最重要的部分,它是由胚芽、胚轴、胚根和子叶四部分所组成。种子萌发后,胚根、胚芽和胚轴分别形成植物体的根、茎、叶及其过渡区,因而胚也是植物新个体的原始体。胚乳是种子内储藏营养物质的组织,种子萌发时提供种子萌发所需的能量,主要由淀粉、脂肪和蛋白质等物质组成。

菊科植物菊科是比较年青而进化程度较高的一个大科。虽然出现在地球上的时间较晚,但由于该科植物在形态结构上先进,对环境适应能力强,使这个年青的科在较短的时间内,不论在种的数量上还是分布范围上,均跃居世界种子植物之冠。许多植物分类专家和系统演化专家都一致认为它在被子植物(尤其是双子叶植物)系统演化中的地位,发展到了最高阶段。菊科植物的绝大部分属、种的营养体都是草本,木本者甚少,仅占本科植物种数的。从进化角度看,草本植物以种子或地下器官(根、根茎、块茎、球茎等)度过环境的不良时期,比木本植物适应性强,因而较木本植物进化。菊科植物除少数种类(如百日草、鬼针草)为对生叶外,多为互生单叶。1.菊科植物繁殖器官的特点是头状花序。头状花序是由许多无柄小花(或仅有一朵花)密集着生于花序轴的顶部,聚成头状。外形酷似一朵大花,实为由多花(或一朵)组成的花序。一般再由许多头状花序组成圆锥花序、伞房花序等。漏芦属的头状花序小,只包含一朵花,由许多小的头状花序又组成较大的复头状花序。头状花序的最外面,包有总苞,一般为绿色,叶状,它的功能无疑是在头状花序未开放之前,包在外面起保护作用。但本科中许多属、种的总苞,特化成具有特殊用途的器官,如蜡菊的总苞变成膜质,并有鲜艳的色彩,用它吸引昆虫;牛蒡、苍术及苍耳等的总苞变成钩刺,腺梗菊、豨莶等的总苞上具粘质的腺毛,可利用动物来传播果实、种子。由许多小花集成头状花序,这就使本来不太明显的每个小花集在一起,显得较大而醒目,尤其当某些属、种花序边缘的舌状花开放后,使花序变得更大、更醒目,以利于招引更多的昆虫。有些属、种的头状花序中,各小花之间有了明确的分工,如向日葵,花序边缘的舌状花是不能结实的无性花,中间的管状花既能产生花粉,又能结果实,是两性花,而金盏菊与之不同,边缘的舌状花是能结实的雌花,而中间的管状花全是只能产花粉而不能结实的雄花。2.头状花序上每朵花的结构,简要概括有如下几点:萼片变成冠毛,花瓣5枚连合,雄蕊聚药、子房2心皮下位。但各属、种之间差异很大,简化或特化现象很普遍。萼片:萼片是保护器官,尤其在花蕾时期。菊科的头状花序外围有总苞统一保护,所以萼片失去了它原有的作用,有些种类特化成为果实顶端刺状、毛状或片状的“冠毛”,成为果实种子的传播器官,如蒲公英、鸦葱等具毛状冠毛,可借风力使果实到处飘扬。又如鬼针草,冠毛变成刺状,可使果实附着于动物身体上,借以传播。花瓣:5枚,互相连合成管状或舌状。从进化角度看,合瓣花是后出性状,要比离瓣花进化。若花瓣的基部连合成较长的管,顶端五个花瓣呈辐射对称排列的,叫管状花,如向日葵花序中央的小花。若花瓣基部连合成较短的管,五个花瓣连合成为片状,两侧对称,向一侧伸展的叫作舌状花,花瓣顶端五个齿,表明该舌状花是由五枚花瓣连合而成。如蒲公英的花。有的种类花瓣基部连合成较长的管,但花瓣五枚形成唇形,分上下二唇,往往有的只发育一个唇,另一个唇退化,形成假舌状花,如金盏菊和向日葵花序外围的小花。在花冠管的基部,有环形的蜜腺,可分泌花蜜贮存在管的基部。雄蕊:5枚,花丝互相分离而花药边缘互相连合形成空筒形,即聚药雄蕊。每当花药成熟时,将花粉粒撒在聚药雄蕊的“筒”中,待雌蕊花柱生长时,将它们“推”出筒外。有些种类花药的基部特化成“尾”状,其功用是保护花瓣管基部的蜜腺和花蜜,免遭灰尘或雨水的侵蚀。在每个花药的顶端有突出的“药隔”,在雄蕊未成熟时,此五个药隔互相靠合形成一个“盖子”,封住花药管的口部,起防护作用。雌蕊:子房下位,二心皮构成,一室,一枚倒生胚珠,基底着生。花柱一条,伸于花药管中,顶端柱头2裂,但在雌蕊尚未成熟时,柱头不张开。在花柱上部,常生有一圈毛,叫“扫粉毛”,每当花柱发育而伸长的过程中,此“扫粉毛”即可将雄蕊花药“撒”在花药管中的花粉粒“推”出,便于来访的昆虫携带。菊科植物花一般都是雄蕊先熟,花柱伸长过程中将花粉粒“推”出后,顶端的柱头再张开来接受其它花传来的花粉。这是避免自花传粉的适应。但是,一旦柱头上没接受到其他花传来的花粉,即异花传粉遭到失败,也无妨,柱头可以下弯,将“授粉面”接触到自己的花柱上,沾上自花产生的花粉粒,完成自花授粉。3.菊科的果实是不开裂的干果,果皮致密,其中只含有一粒种子,一般认为是瘦果。但它来源于二心皮,并且是子房下位形成的,这与由一心皮形成的子房上位的瘦果有所不同,严格说起来应叫“菊果”或“连萼瘦果”(Cypsela)。菊科植物大多数花序较大而鲜艳,适于虫媒传粉,但另外有些属、种的花并不鲜艳,例如蒿属(Artemisia)、苍耳属(Xanthium)及豚草属(Ambrosia)等,它们的花序很小,黄绿色,很不鲜艳。这些植物是由虫媒特化成风媒的一个类型。苍耳属植物是雌雄同株,异花,雄花序较小,还保留扁平的头状花序,花期很短,花谢后即脱落,往往不被人们注意到。雌花序(即所谓的“苍子”)的花序轴(托)木质化,外有许多钩刺,其中包有两朵雌花,每朵雌花只剩下一个子房和二裂的花柱,成熟时整个花序脱落。向日葵在我国各地广为种植,取材容易,而且花序及花都较大,便于观察,下面将它的各部器官作一简述,供教学参考。向日葵是原产北美洲的一年生大型草本油料作物,种子含油量~52%。高2~4米,大型的心脏形叶,互生。头状花序单生于茎顶,一般直径30厘米,大的可达60厘米。头状花序的花序轴(托)扁平,其中充满白色海绵状的填充物(薄壁细胞)。花序边缘围有3~4层绿色的总苞。最外圈的花为鲜黄色的“舌状花”(边花),中央为黄褐色的管状花(盘花)。舌状花(边花)(见图c)是不育性的无性花,功能就是吸引昆虫来访,帮助传粉。花瓣基部连合成短管,花瓣上部扁平、伸展,由三枚花瓣连合而成,另外两枚花瓣退化,所以有人称它为“假舌状花”。子房三角柱状,内无胚珠,花柱和雄蕊皆退化,不复存在。萼片退化成膜质的“冠毛”,一般三枚,分别着生在子房三个角的顶端。子房基部无明显的苞片。管状花(盘花)(见图B)的五枚花瓣基部连合成管状,上部五个齿,辐射对称。在花瓣管的下部膨大成球形,上生纤毛,其作用有二:1.膨大的空腔内贮花蜜供来访的昆虫采食。2.膨大的部分彼此靠得紧密,填充了花冠管之间的空隙,防止雨水、灰尘或长吻昆虫伤害下面的子房。萼片退化成膜质三角形的小薄片,着生在扁平子房的两个上角,已无明显的作用,果实成熟时脱落。雄蕊的花药黑褐色,连合成管,药隔三角形,黄褐色。雌蕊的子房下位,未成熟时白色,壁薄而软,待成熟后,果皮变硬而具黑色花纹。每个子房的基部都有一枚膜质的苞片包住子房,白色,顶端有三个裂齿,当果实成熟脱落时,此苞片仍存留在扁平的花序轴上。菊科植物依据头状花序内花的形态及乳汁的有无可分为两个亚科12个族。划分标准即:管状花亚科(Asteroideae)植物体不含乳汁,头状花序皆为管状花或至少花序中的盘花为管状花。包括11个族,大多数菊科植物都属于此亚科。应当说明的是我们日常栽培的菊花(Dendranthema morifolium)虽花序中央的盘花似舌状,那是长期人工选择的结果,它无乳汁应归于本亚科。蒿属、向日葵等,也都属于本亚科。舌状花亚科(Cichorioideae)植物体含乳汁,头状花序上皆为舌状花。只包含一个族。蒲公英、莴苣、苣荬菜等都属于本亚科。菊科植物与人类生活关系较为密切。其中有许多著名的观赏花卉如菊花、大丽菊、万寿菊、金盏菊、翠菊、蜡菊、大波斯菊(秋英)、瓜叶菊、雏菊等。日常食用的蔬菜有莴苣、茼蒿(北京称蒿子秆),菊芋(姜不辣),生菜等。药用种类较多如除虫菊、红花、牛蒡、蛔蒿(花序中产驱蛔虫有效成分——山道年)、苍术、泽兰、大蓟等。可提取芳香油的植物有艾纳香(Blumeabalsamifera),蒸馏后提取的挥发性物质即冰片,黄花蒿(Artemisia annua)全草可提取芳香油。橡胶草(Taraxacum kok-saghyz)是北方较寒冷地区的草本橡胶资源植物,苏联曾大量栽培。对人类生活有害的植物如蒿属某些种,专门生长在农田中,是庄稼的大敌。豚草属一些种的花粉对某些人易产生过敏反应。

植物育种学论文

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文章标题:论植物组织培养褐变产生的因素及对策摘要:本文针对植物组织培养中常见的褐变现象,详细地分析了其产生的机理及影响因素,并提出了相应的对策,为科研和生产提供了一定的理论和实践依据。关键词:植物组织培养,褐变,对策目前,在许多植物组织培养过程中,常遇到褐变问题。褐变主要发生在外植体,在植物愈伤组织的继代、悬浮细胞培养以及原生质体的分离与培养中也经常发生。褐变产物不仅使外植体、细胞、培养基等变褐,而且对许多酶有抑制作用,从而影响培养材料的生长与分化,严重时甚至导致死亡。本文探讨植物组织培养中褐变现象的影响因素、机理及防范措施,对我们进行科学研究或工厂生产,包括植物组织的培养,原生质体、悬浮细胞和植物器官的培养都有着十分重要的现实意义。1褐变产生的影响因素影响植物组织培养褐变的因子是复杂的,因植物的种类、基因型、外植体部位及生理状态等不同,褐变的程度也有所不同。植物种类及基因型不同的植物和不同的基因型决定了不同的褐化程度。在组织培养中,品种褐化难易可能是与该品种中多酚类物质含量的多少及多酚氧化酶(PPO)活性的差异有关。外植体部位及生理状态外植体的部位及生理状态不同其褐化程度不同,同时,不同时期和不同年龄的外植体在培养中褐变的程度也不同。培养基成分培养基成分中的无机盐、蔗糖浓度、激素水平等对褐变的程度的影响尤为重要。另外,其pH值也与褐变程度有较大关系。培养条件温度过高或光照过强,均可加速被培养组织的褐变。不利环境条件都能造成细胞的程序化死亡,温度是诱导程序化死亡的主要因素[1]。2褐变产生的机理非酶促褐变非酶促褐变是由于细胞受胁迫或其他不利条件影响所造成的细胞程序化死亡或自然发生的细胞死亡,即坏死形成的褐变现象,并不涉及酚类物质的产生。徐振彪等[1]将生长正常的愈伤组织转移到含NaCl的培养基中,组织周围尤其是接触培养基部分发生褐变,但培养基中没有看到扩散的褐化物质。当温度升高时继代保存时间过长,也会发生此类现象。但这种褐变若采取适当措施或者愈伤组织适应了胁迫环境就不再发生了[3]。酶促褐变目前认为植物组织培养中的褐变主要是由酶促褐变引起的,培养材料变褐主要是由伤口处分泌的酚类化合物引起的[4]。酶促褐变如同一般的酶促反应,其发生必须具备三个条件,即酶、底物和氧。引起褐变的酶有多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶等。从初次培养和继代培养过程中试管苗的褐变程度和PPO的活性来看,表明PPO活性的高低是引起培养材料褐变的关键。引起褐变的酶的底物主要是酚类化合物,按其组成可分成3类:苯基羧酸(包括邻羟基苯酚、儿茶酚、没食子酸、莽草酸等),苯丙烷衍生物(包括绿原酸、肉桂酸、香豆酸、咖啡酸、单宁、木质素等),第三类是黄烷衍生物(包括花青素、黄酮、芸香苷等),但并非所有的酚类物质都是PPO的底物。在正常发育的植物组织中,底物、氧气、PPO同时存在并不发生褐变,是因为在正常的组织细胞内由于多酚类物质分布在细胞的液泡内,而PPO则分布在各种质体或细胞质中,这种区域性分布使底物与PPO不能接触。而当细胞膜的结构发生变化和破坏时,则为酶创造了与PPO接触的条件,在氧存在的情况下使酚类物质氧化成醌,进行一系列的脱水、聚合反应,最后形成黑褐色物质,从而引起褐变。3防止外植体产生褐变的对策从理论上讲,酶促褐变可以通过以下三种方法加以抑制:一是除去引起氧化的物质——氧;二是捕捉或减少聚合反应的中间产物;三是抑制有关的酶。实际操作上,下列措施是被认为行之有效的。适当外植体的选择取材时应注意选择褐变程度较小的品种和部位作外植体。成年植株比幼苗褐变程度厉害,夏季材料比冬季及早春和秋季材料的褐变要严重。冬季的芽不易生长,宜选用早春和秋季的材料作为外植体。王异星[5]用荔枝无菌苗不同组织的诱导试验表明,茎最容易诱导出愈伤组织,培养2周后长出浅黄色的愈伤组织;叶大部分不能产生愈伤组织或诱导出的愈伤组织中度褐变;而根极大部分不产生愈伤组织,诱导出的愈伤组织全部褐变。对外植体的处理通过对较易褐变的外植体材料的预处理能减轻醌类物质的毒害作用。处理方法如下:外植体经流水冲洗后,在2-5℃的低温下处理12-24小时,再用升汞或70酒精消毒,然后接种于只含有蔗糖的琼脂培养基中培养5-7天,使组织中的酚类物质部分渗入培养基中。取出外植体用漂白粉溶液浸泡10分钟,再接种到合适的培养基中。若仍有酚类物质渗出,3-5天后再转移培养基2-3次,当外植体的切口愈合后,酚类物质减少,这样可使外植体褐变减轻或完全被抑制。何琼英等[6]用抗坏血酸预处理香蕉吸芽外植体,能减轻外植体褐变,从而提高芽丛诱导率。适宜的培养基培养基的成分与褐变程度有关,要考虑所选培养基的状态和类型。适当的无机盐浓度张妙霞等[7]在柿树组织培养防止褐变所进行的试验中,4种培养基的无机盐以改良MS(大量元素减半)和1/2MS的效果最好,MS的效果较差,结果证明低浓度的无机盐可促进外植体的生长与分化,减轻外植体褐变的程度。徐振彪[1]在对玉米幼胚耐NaCl愈伤组织的筛选表明,随NaCl浓度升高,褐变现象加重。适当和适量的激素王异星[5]在荔枝的组织培养过程中,培养基中添加1mg/LBA 时,愈伤组织较坚硬,增殖缓慢,易产生褐变。培养基中添加1mg/LBA 1mg/L2,4-D时,愈伤组织浅黄疏松,增殖也快。培养基的硬度在一定范围内,琼脂用量大,培养基硬度大,褐变率低[8],这可能是培养基的硬度影响了酚类物质的扩散速度的缘故。培养基中水的硬度的影响硬度低的蒸馏水褐变率低,而使用硬度较高的自来水,褐变严重,甚至会出现褐变死亡[8]。这可能是配制培养基的水改变了培养基中无机盐的浓度,间接地影响了植物外植体的褐变。培养基的pH值在水稻体细胞培养中,pH值为时MS液体培养基可保持愈伤组织处于良好的生长状态,其表面呈黄白色,而pH值为时,愈伤组织严重褐变[9]。一般来说,酸性环境(pH值为)不利于褐变过程的发生[10]。培养条件如温度过高或光照过强,光照会提高PPO的活性,促进多酚类物质的氧化,从而加速被培养的组织褐变。高浓度CO2也会促进褐变,其原因是环境中的CO2向细胞内扩散,细胞内CO32-增多,CO32-与细胞膜上的CO32-结合,使有效CO32-减少,导致内膜系统瓦解,酚类物质与PPO相互接触,产生褐变[11]。因此,初期培养要在黑暗或弱光下进行。添加褐变抑制剂和吸附剂褐变抑制剂主要包括抗氧化剂和PPO抑制剂。在培养基中加入偏二亚硫酸钠、L-半胱氨酸、抗坏血酸、柠檬酸、二硫苏糖醇等抗氧化剂都可以与氧化产物醌发生作用,使其重新还原为酚[12]。由于其作用过程均为消耗性的,在实际应用中应注意添加量,其中L-半胱氨酸和抗坏血酸均对外植体无毒副作用,在生产应用中可不受限制。在水稻细胞的培养基中,添加植酸(PA),可防止褐变,PA分子中众多的羟基产生抗氧化作用,使生色物质的含量下降或PA与PPO分子中的Cu2 结合,从而降低了其活力。陈学森等[13]在对植酸在银杏组织培养中应用的研究中也证实了植酸具有抑制多酚氧化酶活性的作用。常用的吸附剂有活性炭和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。活性炭是一种吸附性较强的无机吸附剂,能吸附培养基中的有害物质,包括琼脂中的杂质、培养物在培养过程中分泌的酚、醌类物质以及蔗糖在高压消毒时产生的5-羟甲基糠醛等,从而有利于培养物的生长。粉末状的活性炭与颗粒状的活性炭相比吸附性更强,一般在培养基中加入1-4g/L的活性炭。在使用过程中应注意,尽量用最低浓度的活性炭来对抗褐变的产生,因为活性炭的吸附作用是没有选择性的,在吸附物质的同时,也会吸附培养基中的其他成分,对外植体的诱导分化会产生一定的负面影响[14]。而聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是酚类物质的专一性吸附剂,在生化制备中常用作酚类物质和细胞器的保护剂,可用于防止褐变[15]。进行细胞筛选和多次转移在组织培养过程中,经常进行细胞筛选,可以剔除易褐变的细胞。在外植体接种1-2天后应立即转移到新鲜培养基中,能减轻酚类物质对培养物的毒害作用,降低抑制作用,使外植体尽快分生,连续转移5-6次,可基本解决外植体的褐变问题。参考文献:[1]徐振彪等.植物组织培养过程中的褐化现象.国外农学——杂粮作物,1997(1):55~56.[2]符近.三种不同类型种子休眠萌发及马占相思种子老化过程的研究.北京农业大学硕士研究生论文,1996.[3]傅作申,玉米耐NaCl幼胚愈伤组织的筛选及特性分析,长春农牧大学硕士论文,1996.[4]颜昌敏编著,植物组织培养手册,上海科学技术出版社,1990.[5]王异星.荔枝细胞培养的初步研究.暨南大学学报,1997,18(5):84~85.[6]何琼英等.抗坏血酸预处理阻止香蕉吸芽外植体褐变的研究初报.华南农业大学学报,1995,16(3):79~82.[7]张妙霞.柿树组织培养防止外植体褐变的研究.河南农业大学学报,1999,33(1):87~91.[8]金坚敏.水稻幼穗和成熟种子诱导胚状体时的有关因子探讨.植物学通报,1992,9(2):53~54.[9]金坚敏.水稻幼稿和成熟种子诱导胚状体时的有关因子探讨.植物学通报,1992.[10]王东霞等,如何对抗植物组织中的组织褐变,中国花卉盆景,2002,12:29~30.[11]姚洪军,罗晓芳,田砚亭.植物组织培养外植体褐变的研究进展.北京林业大学学报,1999,21(3):78~83.[12]蔡金星等.不同品种梨多酚氧化酶特性及其抑制剂的研究.河北农业技术师范学院学报,1999,13(1):55~57.[13]陈学森,张艳敏等,植酸在银杏组织培养中应用的研究.天然产物研究与开发,1997,9(2):24~27.[14]刘用生.植物组织培养中活性炭的使用.植物生理学通讯,1994,30(3):214.[15]姚洪军等.植物组织培养外植体褐变的研究进展.北京林业大学学报,1999,21(3):78~84.《论植物组织培养褐变产生的因素及对策》来源于文秘114网,欢迎阅读论植物组织培养褐变产生的因素及对策。---------------------------- 植物组织培养 植物组织培养即植物无菌培养技术,是根据植物细胞具有全能性的理论,利用植物体离体的器官、组织或细胞,如根、茎、叶、花、果实、种子、胚、胚珠、子房、花药、花粉以及贮藏器官的薄壁组织、维管束组织等,在无菌和适宜的人工培养基及光照、温度等条件下,能诱导出愈伤组织、不定芽、不定根,最后形成完整的植株。至今,世界各国在无性系繁殖、花卉育种、植株脱病毒和种质保存等方面,广泛应用组织培养技术。 (一)组织培养技求的应用 1.无性系繁殖无性系繁殖是植物组织培养应用的主流之一,用植物组织培养进行无性繁殖的优点是,用材少,速度快,不受气候、季节、基质等自然条件的影响,比传统的常规繁殖方法要快得多,人们又叫它'快速繁殖'或'微型繁殖'。其常见繁殖方式有短枝扦插、芽增殖、原球茎、器官分化和胚状体发生。其中芽增殖在盆栽花卉繁殖中应用最为普遍,如草本植物四季秋海棠、鸡冠花、万寿菊、长春花,观叶植物蟆叶秋海棠、网纹草、花叶芋、天鹅绒竹芋,木本植物三角花、比利时杜鹃、月季、八仙花等,在生产实践中,均已取得较好的经济效益。原球茎培养在大花蕙兰、蝴蝶兰、美丽兜兰、石斛、春兰等兰科植物和肾蕨、凤尾蕨、鹿角蕨等观赏蕨的规模性生产中得到广泛应用。胚状体培养,据报道目前已在30个科150种植物上观察到它们的愈伤组织可以分化出胚状体,而盆栽花卉中的花叶芋、山茶花都是成功的范例。器官分化主要是从外植体直接产生不定芽或不定根,一般不通过从愈伤组织进行器官分化形成植株,因为其性状有可能发生变化或经过多次继代培养后,会丧失再生植株的能力。 2.花卉育种当今盆栽花卉育种中,也广泛应用组培技术。 胚培养:在花卉种间杂交或远缘杂交中,有时虽然能正常受精,但胚往往发育不完全或胚与胚乳间不亲和,不能得到种子,可采用胚的早期离体培养促使胚正常发育,培养出杂交后代。如山茶花、百合和鸢尾杂交中均采用幼胚培养,成功地收到了杂交种子。同时,在杂交中受精困难,也可把未受精的胚珠分离出来,在试管内用花粉受精来解决,这在草本花卉花菱草中已取得成功。 单倍体育种:利用花药培养诱导花粉形成单倍体,在试管培养中通过秋水仙素处理,使染色体加倍,而成为纯合二倍体植物,从而缩短新品种育种的时间,还有利于突变中隐性突变的分离。这在花卉的株型、花色、花型的大小或重瓣,叶型、叶色等产生变异,往往有直接利用价值。这在矮牵牛的育种中已应用。 体细胞杂交和植物基因工程:利用原生质体遗传操作技术,可以从原来不大可能进行杂交的不同属植物间获得体细胞杂种或核质杂种。可以通过摄取外源目的基因,定向改造植物的某些重要性状。 3.植株脱病毒用无性繁殖方法来繁衍的花卉种类如菊花、香石竹、郁金香、百合、白鹤芋等,不能通过种子途径去除病毒,用化学方法防治和高温处理往往成效不稳定。作为组织培养的无性繁殖材料,最好是去病毒组织,否则易导致病毒积累,危害加重。而植物的茎尖部分无维管束,病毒难以侵入。所以,茎尖培养是获得无病毒植株的最好途径。至今,茎尖培养脱毒法已在菊花、百合、香石竹、郁金香等盆栽花卉上推广使用。 4.种质保存用无性繁殖的植物,因没有种子,只能在植物园内长期栽培保存,耗费大量的土地和劳力。种质材料还易受自然环境的变化和病虫危害而流失。若用组织培养方法,保存愈伤组织、胚状体、茎尖等组织,可节省大量人力和物力。 (二)组织培养的几个步骤 1.材料的选用一般用于组织培养的材料称为外植体。常分为两类。一类是带芽的外植体,如茎尖、侧芽、鳞芽、原球茎等,组织培养过程中可直接诱导丛生芽的产生。其获得再生植株的成功率较高,变异性也较小,易保持材料的优良性状。另一类主要是根、茎、叶等营养器官和花药、花瓣、花轴、花萼、胚珠、果实等生殖器官。这一类外植体需要一个脱分化过程,经过愈伤组织阶段,再分化出芽或产生胚状体,然后形成再生植株。 外植体的取用与组织部位、植株年龄、取材季节以及植株的生理状态、质量,都对培养时器官的分化有一定影响。一般阶段发育年幼的实生苗比发育年龄老的栽培品种容易分化,顶芽比腋芽容易分化,萌动的芽比休眠芽容易分化。在组织培养中,最常用的外植体是茎尖,通常切块在0.5厘米左右,太小产生愈伤组织的能力差,太大则在培养瓶中占据空间太多。培养脱毒种苗,常用茎尖分生组织部,长度为0.1毫米以下。 2.外植体的消毒植物组培能否取得成功的重要因素之一,就是保证培养物在无菌条件下安全生长。为此,必须抓好外植体的消毒和实行无菌操作。 由于培养的植物材料大都采集于田间栽培植株,材料上常附有各种微生物,一旦被带入培养基,即会迅速繁殖滋长,造成污染,培养失败。所以培养前必须对外植体进行严格的消毒处理,消毒的尺度为既能全都杀灭外植体上附带的微生物,但又不伤害材料的生活力。因此,必须正确选择消毒剂和使用的浓度、处理时间及程序。目前,常用的消毒剂有次氯酸钙、氯化汞、次氯酸钠、双氧水、酒精(70%)等。具体消毒方法如下: (1)茎尖、茎、叶片的消毒消毒前先用清水漂洗干净或用软毛刷将尘埃刷除,茸毛较多的用皂液洗涤,然后再用清水洗去皂液,洗后用吸水纸吸干表面水分,用70%酒精浸数秒钟,取出后及时用10%次氯酸钙饱和上清液浸泡10~20分钟。或用2%~10%次氯酸钠溶液浸泡6~15分钟。消毒后用无菌水冲洗3次,用无菌纱布或无菌纸吸干接种。 (2)根、块茎、鳞茎的消毒这类材料大都生长在土中,常带有泥土,挖取时易遭损伤。消毒前必须先用净水清洗干净,在凹凸不平处以及鳞片缝隙处,均用毛笔或软刷将污物清除干净,用吸水纸吸干后,在70%酒精中浸一下,然后用6%~10%次氯酸钠溶液浸5~15分钟,或用0.1%~0.2%氯化汞消毒5~10分钟,最后用无菌水清洗3~4次,用无菌纱布或无菌纸吸干后接种。 (3)果实、种子的消毒这类材料有的表皮上具有茸毛或蜡质,消毒前先用70%酒精浸泡几秒钟或2~10分钟,然后用饱和漂白粉上清液消毒10~30分钟或2%次氯酸钠溶液浸10~20分钟,消毒后去除果皮,取出内部组织或种子接种。直接用种子或果实消毒,经消毒后的材料均须用无菌水多次冲洗后接种。 (4)花药、花粉的消毒植物的花药外面常被花瓣、花萼包裹着,一般处于无菌状态,只需采用表面消毒即可接种。通常先用70%酒精棉球擦拭花蕾或叶鞘,然后将花蕾剥出,在饱和漂白粉上清液中浸泡10~15分钟,用无菌水冲洗2~3次,吸干后即可接种。 3.组织培养的条件接种后的培养容器置放培养室,室温应控制在23~26℃,每天12~16小时光照,光照度为1000~3000勒克斯。 4.外植体的增殖接种后的外植体要分化出丛状芽、愈伤组织或胚状体,必须对培养基及激素的种类和浓度进行严格的设计和筛选。常用的基本培养基为MS培养基,激素的种类和浓度对外植体的分化和增殖起到重要的作用。也就是说不同的花卉种类对激素的种类和浓度是有差别的(表4--3)。 5.诱导生根继代培养形成的不定芽和侧芽等一般没有根,要促使试管苗生根,必须转移到生根培养基上,生根培养基一般应用1/2MS培养基,因为降低无机盐浓度有利于根的分化。同时,不同盆栽花卉诱导生根时所需要的生长素的种类和浓度是不同的(表4-4)。一般常用吲哚乙酸(IAA)、萘乙酸(NAA)和吲哚丁酸(IBA)三种。一般在生根培养基中培养1个月左右即可获得健壮根系。 6.组培苗的移栽生根或形成根原基的试管苗从无菌,温、光、湿度稳定环境中进入到自然环境中,从异养过渡到自养过程,必须经过一个炼苗过程。首先打开试管瓶塞放阳光充足处让其锻炼1~2天,然后取出幼苗用温水将琼脂冲洗掉,移栽到泥炭、珍珠岩、蛭石、砻糠灰等组成的基质中,基质使用前需高温消毒,移栽后要适当遮荫,可用塑料薄膜覆盖,保持较高空气湿度,温度维持在25℃左右,勿使阳光直晒,7~10天后要注意通风和补充浇水,约20~40天,新梢开始生长后,小苗可转入正常管理。

在孟德尔之前,已先后有科尔罗伊德(J.G.Koelreuter,1733—1806)、奈特(T.A.Knight,1759-1838)、萨格莱特(A.Sageret,1763-1851)、盖特纳(C.F.V.Gartnor,1722-1850)和诺丁(C.Naudin,1815-1899)等科学家,至少持续了100年的植物杂交工作,但是都没有取得大的进展。 1856年,为了探究控制杂种形成和发育的规律,孟德尔在奥地利布隆(Brunn)(现属捷克)的奥古斯丁(Augustin)修道院中,进行了长达8年的豌豆杂交实验。他在实验中对于要解决什么问题、选择什么实验材料、怎样分析实验结果等,都有一个十分清楚的构想。他创造了一整套全新的遗传学研究方法,这主要包括:单因子分析法、数学统计法和测交实验法等。严谨正确的科学方法,使孟德尔的实验结果真实地反映出了生物遗传的实质。 1865年,在奥地利布隆自然科学协会每月例会上,孟德尔分两次(2月8日和3月8日)报告和解释了他的豌豆杂交实验目的、方法和过程。在这个报告中,孟德尔着重根据经统计到的实验数据进行了深入的理论论证;详细地陈述了他独特的遗传学分析方法;提出了关于遗传因子分离和组合的新观念。 1866年,孟德尔对他的豌豆杂交实验结果,经过再次核查各年的实验记录而未发现有什么错误后,以题为“植物杂交试验”之论文,发表在布隆自然科学协会会刊第4卷上。在这篇约3万字的论文中,孟德尔如实地记述了他的重大发现;总结出了被后人称为“分离律”和“自由组合律”的遗传定律。 孟德尔的论文,当时曾分送至德国植物学会、英国皇家学会、法国科学院、奥地利维也纳大学和美国哥伦比亚大学等国内外130多个科研机构和大学的图书馆。但是各方面都没有作出任何的反应,整个科学界对此保持沉默,谁也没有认识到,在孟德尔的论文中,蕴藏着一个划时代的发现。 这样,被后人视为是科学实验和资料丰富透彻的重要典范的孟德尔论文,由于“时机不成熟”,超越了当时的认识水平,便在布满灰尘的各国图书馆的书架上,默默无闻地沉睡了30多年。 3 种质学说的提出及其影响 就在孟德尔定律被埋没之时,细胞学的研究由于显微制片技术的改进而有了重大发展。细胞学家和胚胎学家关于“细胞分裂”、“染色体行为”和“受精过程”等方面的研究,正从另一角度探讨着生物遗传的原理。与此同时,英国生物学家达尔文(C,Darwin,1809—1882)在他的进化论巨著《物种起源》一书中提出的“支配生物遗传的定律大部分还不明了”的问题,也促使人们把研究生物遗传的兴趣推向高峰。许多学者设想出各种理论,试图解释生物遗传和变异的现象。遗传理论的探讨,伴随着不成熟的思辩,极其缓慢地前进着。 德国生物学家魏斯曼(A.Weismann,1834—1914)立足当时生物学的研究成果,主要根据比利时胚胎学家贝内登(E.von.Beneden,1846—1910)、德国实验胚胎学家鲍维里(T.Boveri,1862—1915)等人对马蛔虫的研究,从思辩推理出发,于1892年发表了代表作“种质:一种遗传理论”。在这个遗传理论中,魏斯曼把生物体明确分为体质和种质,认为“遗传是由具有一定化学性,首先是具有分子结构的物质在世代之间的传递来实现的,这种物质就是‘种质’。它具有稳定性和连续性。”魏斯曼还认为,“有性生殖能够增加遗传的变异性。”“遗传的变异是由种质的变异产生的,因而成为生物进化的原因。”“当环境的影响只改变了体质,而并没有引起种质发生相应的变异时,这种体质变异,即后天获得性状是不能遗传的。”它和达尔文提出的“暂定的泛生说”、荷兰植物学家德弗里斯(H.DeVries,1848—1935)提出的“细胞内的泛生论”等,成为众所周知的、被广泛讨论的遗传理论。激烈的论战,以及当时生产实践上急待解决的动植物育种中的遗传问题,促使以德弗里斯、德国植物学家科伦斯(C. Corrcns,1864—1933)、奥地利植物学家丘歇马克(E. von.S.Tschermak,1972—1962)等纷纷去进行孟德尔早在30多年以前就已做过的杂交实验,从而为1900年孟德尔定律的重新发现拉开了序幕。 3 孟德尔定律的重新发现 1899年7月11日—12日以“植物杂交工作国际会议”的名义,在英国伦敦召开的第1届国际遗传学大会上,英国遗传学家贝特森(W.Bateson,1861—1926)宣读了“作为科学研究方法的杂交和杂交育种”的论文中,提醒人们注重研究生物单个性状的遗传原理,指出:“如果要使实验结果具有科学价值,就一定要对杂交后产生的子代,从统计学上加以检验。”早在1897年,贝特森便就生物如何进化的问题,开始对家鸡的冠形和羽色等性状进行杂交实验。在实验中,他不仅发现了与孟德尔类似的分离比率,还了解了对杂种后代进行统计学分析的重要性。可见,不论是研究方法,还是实验结果,贝特森都很接近30多年前的孟德尔。这也说明了孟德尔遗传理论此时被学术界接受的时机已经成熟。在这次大会召开后的第二年,德弗里斯的“杂种的分离律”、科伦斯的“关于品种间杂种后代行为的孟德尔定律”以及丘歇马克的“豌豆的人工杂交”等三篇论文,相继在《柏林德国植物学会》杂志第18卷上发表(三篇论文收到的时间分别为1900年的3月14日、4月24日和6月2日)。这样,三位不同国度的科学家通过各自独立进行的植物杂交实验,并在研究论文发表的前夕查阅有关文献,而几乎同时重新发现了孟德尔早在1866年发表的论文——“植物杂交试验”。科学史上把这一重大事件称为孟德尔定律的重新发现。 4 遗传学的真正崛起 在孟德尔定律被重新发现后的最初时间里,科学界并没有引起多大的震动。孟德尔论文受到科学界重视,遗传学的真正崛起,主要归功于贝特森的积极倡导和不懈努力。 1900年5月初,贝特森从德弗里斯寄给他的论文中了解到孟德尔的工作和发现。作为一个长期致力于生物进化、变异和遗传研究的科学家,贝特森比前三位再发现者,更加深刻地认识到孟德尔工作的重要意义。他立即修改了已拟定的讲演稿,在5月8日的英国皇家园艺学会大会开幕时,作了题为“作为园艺学研究课题中的遗传问题”的演讲,结合孟德尔论文,报告了证实孟德尔定律的有关实验,包括他自己的家鸡杂交实验结果。演讲中提到:“孟德尔对杂交实验结果的解释是精确而又完备的。他从实验中推导出来的定律,对于我们今后探讨生物进化问题,显然有着极其重要的意义。”由于贝特森的演讲,出席这次会议的学者们才第一次知道了孟德尔的豌豆杂文实验及其所揭示的遗传定律。 1901年,贝特森率先把孟德尔的论文“植物杂交实验”由德文译成英文,并加以评注发表在英国皇家园艺学会杂志。正是这篇译文,使孟德尔的重大发现首先引起了英语国家的注意,进而在世界各地产生了巨大的反响。 在此同时,为了使人们易于理解和接受孟德尔的遗传理论,贝特森和他的学生庞尼特(R.C. Punnett)将孟德尔原始论文所使用的文字和数学公式加以图式化,并给予了固定符号,如杂种第一代用“”表示、杂种第二代用“”表示、将遗传图用简明的棋盘式图解(即人们后来称为的庞尼特方格)表示。 1906年7月30日~8月3日在英国伦敦召开的第3届国际遗传学大会,仍然以“杂交和植物育种”的名义。贝特森在大会宣读“遗传学研究进展”论文,第一次公开建议人们把研究遗传和变异的生理学统称为“Genetics”(遗传学)。他在论文中提到:“采用‘遗传学’这个词,能完全表述我们所从事阐明生物遗传和变异现象的工作,其中包括进化论者和分类学者的理论问题、应用于动植物育种学家的实际问题。贝特森的建议,被出席大会的学者们顺利接受。 5 染色体遗传理论的建立 在20世纪最初几年间,当植物学家和杂文工作者以极大的兴趣通过大量的动植物的杂交实验,继续去证明孟德尔学说具有普遍意义的同时,一些具有深厚细胞学基础的学者已敏锐地觉察到,在显微镜下可看到的染色体与孟德尔的”遗传因子”之间有着某种必然的联系。 1902年,鲍维里在用胚胎学和细胞学的实验方法对马蛔虫和海胆的染色体进行研究后,得出了“染色体的行为与孟德尔遗传因子具有平行关系”的结论。1903年,美国遗传学家萨顿(W.S.Sutton,1877—1916)通过对笨蝗精子形成过程中染色体变化的研究,意识到孟德尔遗传因子的分离和重组,与染色体在减数分裂中的分离和重组是如影随形,完全一致的。由此,他得出了“同源染色体在减数分裂时,以配对形式联合,再彼此分离,将构成孟德尔定律的物质基础”的著名推论。萨顿-鲍维里提出的染色体遗传理论,为解释孟德尔定律寻找到细胞学的基础。 1902年,美国细胞学家威尔森(E.B.Wilson,1856—1939)在他的经典著作《发生与遗传中的细胞》(第2版)中,也把细胞学家对染色体的认识与孟德尔定律进行了漂亮的综合,把生物的发生与遗传统一在细胞水平上,推进了人们对染色体和遗传之关系的认识。 1909年,美国遗传学家摩尔根(T.H.Morgan,1866-1945)从他自己培养的野生型红眼果蝇群体里,意外地发现了一只白眼雄果蝇。通过对果蝇眼色的遗传学分析,摩尔根第一次把一个具体的基因(白眼基因)定位于一个特定的染色体(X染色体)上,从而为遗传的染色体理论捉供了重要实验证据,开辟了一条遗传学和细胞学紧密结合的研究道路。 这以后,摩尔根和他的学生继续以果蝇为研究材料,进行了一系列的确定基因与染色体关系的精彩实验,相继发现了基因的连锁和互换规律、性别决定和伴性遗传的机理,为遗传学的染色体理论的最终建立打下了牢固的基础。1926年,摩尔根出版了集染色体遗传学之大成的名著《基因论》(《The Theory of theGene》),系统阐述了遗传学在细胞水平上的基因理论,丰富和发展了孟德尔遗传学说,使遗传学获得了前所未有的大发展 孟德尔(1822-1884)与达尔文(1809-1882)都是十九世纪的科学巨人,这是常识。我们生活在「后-基因组时代」的人,甚至可能觉得孟德尔才是巨人中的巨人。例如起草高中生物学课程大纲的大学教授,就认为达尔文演化论是可有可无的题材,只适合让高三学生选修,意思就是网开一面,免修啦。有人敢主张遗传学也放在高三选修吗? 不过,我们对孟德尔这个人知道得的确很少。要是拿他与达尔文比较,更能凸显这个事实。达尔文出身名门,连雪莱夫人的《科学怪人》(1818)都要抬出他祖父的名号,说服读者相信书中故事「不完全向壁虚构」。在母系方面,达尔文的母亲来自知名的威吉伍(Wedgwood)家。达尔文的外祖父为「威吉伍瓷器」奠定了基础,与达尔文的祖父是知识与事业上的朋友;他们一伙人在英国工业革命发轫之初(十八世纪末)的活动,仍是史家研究的焦点。 就算达尔文没搞出什么伟大的名堂,他五年环球航行的游记,一路上收集的标本,加上他写的短篇论文与私人信件、札记,都能确保他在科学史上的地位,因为那些资料全都可以反映英国在十九世纪的典型科学活动。 有时,平庸一些的科学家更能让我们一窥科学生涯的究竟。别的不说,做实验就是个沈闷的苦差事。百分之九十以上的实验都以失败告终。即使诺贝尔奖得主,也有许多人在本行之内,发表的错误意见比正确的还多。 孟德尔实在太平庸了。他出生于农家,是长子,也是独子。他不想继承家业,家里又供不起他念书,这才进了修道院。孟德尔正式成为神职人员之后,连例行的职责都做不好,例如到医院照顾病人,因为他受不了医院内的景象。那时,贫穷的人才会上医院看病,医院资源不够,脏乱不堪,简直是病媒集散地。孟德尔身心受创,自己都病了。于是修道院长派他去教书。 可是孟德尔到维也纳大学考中学教员资格考试,两次都失败了。修道院长送他到维也纳大学进修两年,好让他当个称职的中学老师。一八五三年七月,孟德尔返回修道院,第二年夏天就开始进行豌豆实验。一八六五年,他把实验结果整理出来,在当地的自然科学会分两次宣读,第二年正式发表,我们现在知道,其中包括了现在中学课本里的「孟德尔定律」:分离律与独立分配律。 问题在于:孟德尔做豌豆实验的「本意」是什么?他想解决什么问题?他自认为得到了什么结论?他什么实验记录、笔记都没有留下,这几个问题的答案,后人只能从论文里自行解读。牛顿说他看得远,只因为他站在巨人的肩上;我们现在可以肯定发现行星三定律的克卜勒(Kepler, 1571-1630)是他的巨人之一。孟德尔呢? 别说现在的我们搞不清楚孟德尔的企图,即使在当年,孟德尔也没什么知音,最冷酷的事实是:当时科学界对他的实验结果毫无反应。他订购了四十份论文抽印本,许多都寄给当时他心仪的学者,在达尔文的图书室里也找到过一份,居然还没有拆封!这件事让崇拜达尔文的人跌足叹息,因为达尔文自己发明的遗传学理论(1868),当年是个笑话。 孟德尔「暴得大名」,是他过世后十六年的事。公元一九○○年春,荷兰、德国、奥国有三位学者不约而同地「重新发现」孟德尔论文的价值。现在教科书将孟德尔冠上「遗传学之父」的头衔,就是根据他们的解释。 有趣的是,科学界重新发现了孟德尔之后,一些自命为孟德尔信徒的学者反而是驳斥天择理论最力的人,使达尔文拒绝拆读孟德尔论文的往事似乎更显得合理。 两位科学界的巨人,对彼此的成就既不讶异,又不欢喜,给了科学史家作文章的机会。为孟德尔作传的人就麻烦了,必须东拉西扯才能完成厚度足以与「遗传学之父」相称的传记。难的是,东拉西扯得有功力。中译出版的孟德尔传《花园中的僧侣》,英文原着(2000)没博得好评,就因为作者没扯出什么道理。 例如一八六一年夏,孟德尔到伦敦参加世界博览会,作者想象两位大师万一见面的情景,根本没有抓住达尔文演化论的关键:人类数千年的育种经验,已足以撑起达尔文的论证;因此达尔文的遗传理论虽然是笑话,却无损他的学术地位。而作者无法清楚说明孟德尔豌豆实验的企图,使她的想象只能凑字数而已。 生物遗传有两个面向,一是常,一是变。孟德尔遗传学定律可以说明「常」,却无法说明「变」。达尔文需要的遗传理论,必须能说明生物的「变」。因此,他们即使有机会切磋,大概也没有交集吧。 至于孟德尔怎么看自己,仍是个谜。其实也不重要,科学史上是没有「个人」的。重要的是孟德尔定律,而不是孟德尔。......

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种子植物论文题目

一、种子的发芽率 种子发芽率一般是指在适宜的条件下,经浸种吸足水分的种子,在l0天内发芽的种子数占供试种子总数的百分率。它是决定种子质量和实用价值,确定播种量和用种量的主要依据。不同的种子,其发芽力往往有很大差别,相同的种子,其发芽力也会有变化。种子的发芽力受栽培条件、成熟程度、收获时的气候、入库时的种子含水率以及贮藏条件好坏、贮藏时间长短等多因素的复杂影响。如果不进行发芽测定,盲目地进行浸种、催芽或者直接播种,就有可能出现出苗不齐、苗数不足、甚至完全不出苗等现象,其结果不仅浪费粮食,又耽误了季节,造成生产被动。认真做好种子的发芽力测定,周密计算用种量,有计划地进行生产,不但可以避免出现上述情况,还可以提高产量。水稻种子发芽率常用的测定计算方法是:先从供试品种的种子容器中,分上、中、下、边缘、中央不同部位分别随机取出少量种子,去除杂质后,在水温20—30℃条件下浸24小时,然后将吸足水分的种子以100粒为一组,分成四组,分别均匀排列在铺有滤纸或草纸的4个培养皿内,并分别以等量适量的水,放在气温30—35℃环境条件—下,逐日记载发芽数,从试验开始记载10天,最后分组计算其发芽率,四组的平均数即为该种子的发芽率,其计算公式为:发芽率(%)=发芽的种子数*100/供试种子总数 二、种子发芽需要的条件 种子发芽必需的条件是水分、温度、氧气及阳光。 水分是种子发芽的首要条件。种子必须吸收足够的水分才能加速种子内部的生理作用,促进酶的活动,有利于贮藏养料的溶解和胚的增长,从而促进种子的萌发。 温度也是种子发芽必要条件之一。种子在吸收足够水分和氧气后,还需要一定的温度才能萌发,温度是种子萌发的能量来源。温度作用在于促进酶的活性,种子萌发的最适温度也就是酶的最适宜温度。此外,温度也直接影响到种子吸水快慢和呼吸强弱。在一定温度范围内,温度越高,种子吸水越快,呼吸也越强,发芽越快。 种子发芽试验需要大量的氧气。种子发芽时呼吸作用增强,如种子缺氧呼吸,造成种子不宜发芽。 不同作物种子,发芽时对光的反应不同。大部分农作物种子(如玉米、禾谷类等种子)对光照要求不严格。这些种子发芽试验时用光照或黑暗均可。有一些好光性的种子如烟草种子,芹菜种子等,只有在光照条件下才能发芽或促进发芽。还有一些嫌光性的种子,如黑草种有光照时会抑制发芽。这些种子发芽试验时应给黑暗处理。 三、种子萌发的过程 当一粒种子萌发时。首先要吸收水分。子叶或胚乳中的营养物质转运给胚根、胚芽、胚轴。随后,胚根发育,突破种皮,形成根。胚轴伸长,胚芽发育成茎和叶。 我也曾经做过两次种子萌发的实验,是用绿豆做的,第一次实验的时候,因为总是忘了给种子加水,结果种子全都干死了,终于第一次实验以失败而告终。接着马上就迎来了第二次实验,这次记得了上次的教训,我的种子终于发芽了。 我的论文主题是关于种子的,介绍了怎么样测种子的发芽率、种子萌发的条件与种子萌发的过程。这就是我的生物小论文。

你问的应该是金包银吧?金包银,又叫岗梅、糟楼星、上甘草、点秤根、天星根、七星蔃、山梅根、乌皮柴、西解柴。科属分类冬青科,常生于海拔400-1000m的山谷路旁灌丛中或阔叶林中。性味:苦甘,寒。《岭南采药录》:味苦。《陆川本草》:甘,寒。《南宁市药物志》:甘,平,无毒。功能主治:清热,生津,活血,解毒。治感冒,头痛眩晕,热病燥渴,痧气,热泻,肺痈,咳血,喉痛,痔血,淋病,痈毒,跌打损伤。另外,金包铁是中药对一种蛇的别称,并不是植物。【出处】《广西中药志》【别名】手巾蛇(《脊椎动物分类学》),金蛇,金包铁,金角带(《广西中药志》)。【来源】为眼镜蛇科动物金环蛇除去内脏的全体。9~10月间捕捉。捕得后,剖腹除去内脏,剔去牙齿,鲜用或烘干后用。栖于山地,常见于潮湿地区或水边。夜间活动,捕食蜥蜴、鱼类及其他蛇类;具强烈的神经性毒。【性味】味咸,性温。【归经】入肝经。【功能主治】治风湿麻痹,手足瘫痪,肿痛。【用法用量】内服:浸酒。【注意】如属于血燥筋枯之痹症忌用。(性味以下出《广西中药志》)智者的梦再美,也不如愚人实干的脚印。

1 ①谈“当地”(学生所在的地方)休闲农业的现状和发展 2 ②谈儿童活动区的规划要求 3 ③探讨“生态”在公园规划中的体现 4 ④谈园林景观中的休闲空间及应用 5 ①居住区景观设计探讨 6 ②公园景观设计探讨 7 ③广场景观设计探讨 8 ④小区水体景观生态设计方法探索 9 ①水生花卉及其在园林造景中的应用 10 ②~~(省/市/县)花卉产业现状及发展方向 11 ③~~(花卉)组织培养繁殖技术研究 12 ④~~切花采后生理及保鲜技术 13 ①城市道路绿化景观分析研究 14 ②开放性公园规划设计初探 15 ③匾额、楹联在园林中的应用 16 ④观光农业园发展初探 17 ①城市景观大道植物造景 18 ②居住社区植物造景 19 ①~~(城市)色叶植物资源调查 20 ②~~(城市)行道树资源调查 21 ①高校校园规划设计 22 ②居住区景观规划设计 23 ③公园规划设计 24 ①乡村旅游(景观)探讨 25 ②观光农业(景观)探讨 26 ③浅析XXX校园景观 27 ④浅析XXX城市景观 28 ①~~小区园林规划设计 29 ②~~社区公园规划设计 30 ③~~工厂核心区园林规划设计 31 ①滨水景观设计 32 ②城市公园规划设计 33 ③乡村景观保护与规划 34 ④公共绿地可达性调查研究 35 ①浅谈住宅小区景观的色彩设计与应用 36 ②园林景观设计中水景的营造手法 37 ③园林景观设计中小品的表现手法和作用 38 ④园林景观设计中铺装材料调查 39 城市道路绿化景观设计研究 40 关于城市广场人性化设计方法的思考 41 城市广场植物景观设计方法研究 42 关于城市广场铺装设计方法的思考 43 居住区植物景观设计方法研究 44 城市步行街景观设计方法的研究45 城市滨水景观设计方法的思考 46 山地城市中地形设计方法的研究西南大学网络与继续教育学院2013年春 园艺专业毕业论文题目1 当地果树生产现状及对策 2 当地蔬菜产业现状调查及对策 3 设施栽培效益分析 4 节水灌溉系统的建设及管理 5 园艺作物节水灌溉效益分析 6 “某一种”蔬菜产销体系的调查研究 7 当地蔬菜生产模式现状与对策 8 当地食用菌产业发展方向与新技术推广的研究 9 当地蚜虫危害园艺作物的种类及消长规律研究 10 当地农业杂草种类的调查及防治方法研究 11 当地蔬菜生产与营销现状及对策 12 品牌在蔬菜产业可持续发展中的作用研究 13 无公害蔬菜生产中农药污染问题的调查研究 14 蔬菜标准化生产的实践与思考 15 我国蔬菜种子产业发展现状 16 绿色食品蔬菜生产中的问题及对策 17 蔬菜新品种引种比较试验 18 果树苗木繁殖技术研究(以当地你感兴趣的某一种果树为材料) 19 xx地区果树产业现状及发展策略研究(以某市或者某县的果树产业为研究对象) 20 果树病虫害防治研究(以当地一种果树的某种病害或者虫害为研究对象) 21 xx地区水果行情调查分析(以某市或者某县的水果行情为研究对象) 22 某种蔬菜作物的繁殖技术研究 23 某种蔬菜作物的病虫害防治技术研究 24 当地蔬菜生产存在的问题及对策建议 25 当地特色蔬菜的开发与利用 26 植物激素在果树生产上的应用 27 植物激素在蔬菜生产上的应用 28 植物激素在花卉生产上的应用

植物育种研究论文

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收稿日期:2007-10-25基金项目:深圳市科技和信息局基金资助项目作者简介:王丹(1982-),女,辽宁本溪人,硕士研究生,从事植物生物技术研究。注:雷江丽为通讯作者。大花美人蕉茎尖组织培养技术研究王 丹1,2,雷江丽2,吴燕民3,吕 慧2,郁继华1(1.甘肃农业大学 农学院,甘肃 兰州 730070;2.深圳市园林科学研究所,广东 深圳 518003;3.中国农业科学院 生物技术研究所,北京 100081)摘 要:以大花美人蕉(Canna×generalis)根茎茎尖为外植体进行组织培养技术研究,筛选出芽诱导适宜的培养基为MS + 6-BA (单位下同)+ TDZ ;MS + 6-BA + TDZ + NAA 培养基能较好地诱导分化出丛生芽, 继代增殖培养中与MS + 6-BA + TDZ + NAA 培养基交替使用可减少畸形芽,增殖系数达;适宜的生根培养基为MS + 6-BA + NAA ,生根率达,且植株生长健壮,移栽易成活。关键词:大花美人蕉;茎尖;组织培养中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1009-7791(2008)01-0033-04Research on Shoot-tip Culture of Canna×generalisWANG Dan1,2, LEI Jiang-li2, WU Yan-min3, LÜ Hui2, YU Ji-hua1( of Agronomy, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, Gansu China; Institute of LandscapeGardening, Shenzhen 518003, Guangdong China; Research Institute, Chinese Academy of AgriculturalSciences, Beijing 100081, China)Abstract: The paper mainly studied on tissue culture of Canna×generalis with the stem tips asexplants. The results showed that the bud inoculation medium was MS + 6-BA ; the best of clump shoot induction and differentiation medium was MS + 6-BA +TDZ + NAA ; using MS + 6-BA + TDZ + NAA asproliferation medium, an optimal proliferation rate was obtained. When the two kinds of mediumused alternatively, the effect was better. The optimum rooting medium was MS + 6-BA +NAA , the rate of rooting could reach , and cultured in this medium, the plant grewwell and easy to words: Canna×generalis; shoot-tip; tissue culture大花美人蕉(Canna×generalis)属美人蕉科(Cannaceae)美人蕉属(Canna)的园艺杂交种[1],是多年生喜光宿根草本花卉,原产美洲热带和非洲等地。其枝叶茂盛、花朵艳丽、姿态优美、花期长,在深圳地区几乎全年开花,是配置大型花坛的优良品种。大花美人蕉不仅观赏价值高,而且能吸收硫、氯、氟、汞等有害物质,具有净化空气、保护环境的作用,因此,世界许多城市的园林绿化中都广泛应用。美人蕉传统的繁殖方式主要采用分切地下根茎的方法,繁殖速度慢、增殖效率低,而且连续营养繁殖造成病毒积累致使病毒病在各地相当普遍,严重影响其观赏价值。利用茎尖组织培养进行脱毒试管苗快繁,是目前大力繁殖与推广美人蕉的主要手段。关于美人蕉组织培养的研究报道较少[2,3],本研究探索其组织培养高效的再生体系,以期为品种提纯复壮及遗传转化、性状改良奠定基础。2008,37(1): Plant Science第·34· 37 卷1 材料与方法 材料供试材料为目前城市绿化中普遍应用的大花美人蕉‘President’品种。 外植体选择与处理选择生长健壮、无病虫害的优良母株,挖取带芽胞的根茎,去除表面老皮并用肥皂水清洗。用75%乙醇棉擦拭,然后采用不同的消毒剂及处理时间(升汞10min、2%次氯酸钠10min、2%次氯酸钠20min、2%次氯酸钠 + 升汞5min、2%次氯酸钠 + 升汞10min),封闭式振摇灭菌。无菌水冲洗5 次,置于超净工作台上备用。接种前,剥去外部叶片,露出生长点,立即切取茎尖进行接种。 培养方法及培养条件试验于2006 年10 月在深圳市园林科学研究所组培室进行。诱导、增殖和生根培养基均选用MS为基本培养基,在不同培养阶段附加不同种类、不同浓度配比的植物生长调节剂(表2~表4),蔗糖3%,pH 。培养温度(28±2)℃,光照强度2 500 lx,光照周期为14h/d,相对湿度70%~80%。每处理接种30 瓶。定期观察试管苗生长与分化情况。2 结果与分析 不同消毒处理方式对外植体无菌化的影响因供试外植体取自美人蕉地下根茎,表面污染物较多,不易消毒,且不同植物及外植体的成熟度对消毒剂的反应不同,故本试验选用升汞和次氯酸钠进行灭菌效果比较,以筛选合适的消毒剂及消毒处理时间。由表1 可知,2%次氯酸钠20min 处理的无菌化效果较好,但茎尖褐化较严重,说明灭菌时间过长对去老皮后的幼嫩根茎影响较大。升汞10min 处理与2%次氯酸钠 + 升汞 10min处理,无菌化效果差异不大,但2%次氯酸钠 + 升汞 10min 处理有轻微药害。因此,后续实验选用升汞处理10min 进行外植体消毒。 不同生长调节剂配比对芽诱导的影响以MS 为基本培养基,附加不同浓度6-BA、NAA、2,4-D、KT、TDZ 等(表2),以筛选出较适宜美人蕉茎尖诱导分化的配方。因美人蕉根茎具有休眠特性,芽诱导分化较难。TDZ 具有很强的促进细胞分裂活性,~μmol/L 即可有效促进分化[4],因此,本实验对TDZ 的诱导效果进行初步探索。试验表明,在不添加任何生长调节剂的MS 基本培养基(1 号)上,茎尖接种10d 后开始生长,叶片展开后,生长停止;15d 后转接到新的MS 培养基上无明显生长,随后叶片逐渐变黄、萎蔫,说明基本培养基中添加生长调节剂是美人蕉离体培养的必要条件。在仅添加6-BA 的2、3、4 号培养基中,高浓度的2 号培养基分化率为,明显好于3、4号培养基,说明美人蕉启动芽诱导分化需要高浓度的细胞分裂素(表2)。11~16 号培养基添加物为不同生长调节剂与TDZ 组合(表2)。仅添加TDZ 的培养基分化率为0,而多种生长调节剂配合使用分化效果更好[5]。其中15 号培养基的侧芽分化率最高,达,且每个茎尖可增殖2~3 个侧芽,但个别茎尖经多次转接后有畸形芽;与2 号培养基相比,分化率明显提高,说明添加低浓度TDZ 可促进芽诱导分化(表2)(图版-a)。5、6、7 号培养基为生根培养基,探讨NAA 对美人蕉茎尖生长和生根的影响。试验结果初步说明美人蕉在6-BA/NAA 小于2/ 时生根率可达50%以上(表2)。8、9、10 号培养基,探讨美人蕉脱分化,诱导愈伤组织,但结果均不理想。因此,建立高效的美表1 不同消毒剂及处理时间对外植体无菌化的影响处 理 接种数污染数污染率(%) 药害情况升汞10min 30 5 基本无药害2%次氯酸钠10min 30 12 无药害2%次氯酸钠20min 30 4 20%有轻微药害2%次氯酸钠+升汞5min 30 10 3%有轻微药害2%次氯酸钠+升汞10min 30 5 7%有药害第1 期 王丹,等:大花美人蕉茎尖组织培养技术研究 ·35·人蕉遗传转化再生体系还需进一步探索愈伤组织诱导途径。 芽继代增殖为了探讨优化的芽继代增殖培养基配方,按表3 设计6-BA、NAA、TDZ 的正交实验,以15 号培养基上分化出的丛生芽为接种材料,进行继代增殖培养(图版-b)。由表3 可见,除17、18 号培养基外,低浓度TDZ()的分化促进作用较高浓度()的效果好,说明高活性的TDZ 浓度过高反而抑制分化。当 时, NAA 促分化作用显著优于。在TDZ、NAA 浓度相同的情况下,随着6-BA 浓度的升高,分化率提高。但随着继代次数的增多,含高浓度6-BA的27 号培养基分化率略有下降,甚至有个别畸形芽产生,说明高浓度细胞分裂素对短期的分化有促进作用[9],但继代数次后,芽已经萌动,自身具有分化能力,需适当降低6-BA 浓度进行壮苗,以避免畸形芽产生。因此,在增殖过程中交替使用分化增殖系数较高的19 号培养基和27 号培养基,既可保证较高的芽分化率,又可使继代苗生长健壮,减少畸形芽。 生根诱导增殖芽3~5cm 长时,转接到生根培养基上培养约10d 后,可见到根生成(图版-c)。接种20d 后统计生根结果(表4)。从表4可见,所用培养基上都有根生成,说明美人蕉生根较容易;结合生根率和生长势,我们认为MS + 6-BA + NAA 培养基较适宜美人蕉生根。表2 不同植物生长调节剂组合的比较植物生长调节剂(mg/L) 编号6-BA NAA 2,4-D KT TDZ分化率(%) 生根率(%) 备注1 0 0 0 0 02 9 0 0 0 0 参考[2]3 5 0 0 0 0 参考[3]4 3 0 0 0 0 2 1 0 0 0 2 0 0 0 2 0 0 0 08 0 0 4 0 09 0 0 2 1 0 参考[6]10 0 0 2 0 参考[7]11 0 0 0 0 012 0 0 0 参考[8]13 0 0 0 0 0 1 0 8 0 0 0 5 0 0 表3 不同生长调节剂配比对芽继代繁殖的影响生长调节剂(mg/L) 编号6-BA NAA TDZ接种数分化率(%)增值系数 生长势17 30 ++18 30 ++19 30 ++20 30 ++21 30 ++22 30 ++23 30 ++24 30 +25 30 ++26 30 +27 30 ++28 30 +注:++ 表示生长势强;+表示生长势弱。同列中不同字母表示差异显著(P<=,表4 同。表4 不同的生长调节剂配比对组培苗生根的影响生长调节剂(mg/L) 编号6-BA NAA接种数生根苗数生根率(%)植株生长势29 0 30 19 +30 0 30 21 ++31 30 20 +++32 30 16 ++注:+++ 表示生长势强;++表示生长势中等;+表示生长势弱。第·36· 37 卷3 结 论美人蕉根茎生长在土壤中,无菌化操作较困难。灭菌试验表明,升汞震荡灭菌10min 效果较好,采回的外植体应尽快处理接种,放置时间过长伤口处易染菌,导致接种后褐化较严重。MS + 6-BA + ZDT + NAA 培养基能较好地诱导分化丛生芽,MS + 6-BA + TDZ NAA 为较好的增殖培养基,在增殖培养过程中这两种配方交替使用效果更好;短时间使用高浓度生长调节剂对增殖有促进作用,但长时间使用高浓度生长调节剂会使组培苗质量下降。在试验中还发现,转接次数多的茎尖较转接次数少的分化率大,建议在接种后的10~20d 内及时转接。选用MS + 6-BA + NAA 为生根培养基,生根率较高,根系粗壮、根毛密集,植株生长健壮(图版-d),且移栽成活率较高。参考文献:[1] Segeren W, et al. The genus Canna in Northern South America[J]. Acta Bot Neerl., 1971,20(6): 663-680.[2] 刘文萍,等. 美人蕉茎尖组织培养及快繁技术[J]. 北方园艺, 2001(6): 32.[3] 丁爱萍,等. 美人蕉组织培养及快速繁殖技术[J]. 园林科技, 2006(1): 11-12.[4] Singh N D, et al. The effect of TDZ on organogenesis and somatic embryogenesis in pigeonpea (Cajanus cajan L. Millsp)[J].Plant Science, 2003,164(3): 341-347.[5] 王关林,等. 高活性细胞激动素TDZ 在植物组织培养中的应用[J]. 植物学通报, 1997,14(3): 47-53.[6] 宣朴,等. 生姜茎尖组培快繁技术研究[J]. 西南农业学报, 2004,17(4): 484-486.[7] Kromer K, et al. In vitro cultures of meristem tips of Canna indica L.[J]. Acta Horticulturace, 1985,167: 279-286.[8] Vendrame W A, et al. In vitro propagation and plantlet regeneration from Doritaenopsis Purple Gem 'Ching Hua' flowerexplants[J]. HortScience, 2007,42(5): 1 256-1 258.[9] 刘敏. 花卉组织培养与工厂化生产[M]. 北京: 地质出版社, 2002: 101-102.

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植物组织培养及其应用研究概况在世界各国科学家的不断努力下,近几十年来,植物组织培养技术迅速发展。利用组织培养,不仅可以大量生产优良无性系,获得人类需要的多种代谢物质,还可获得单倍体、三倍体、多倍体及非整倍体。通过细胞融合可以打破种属间的界限,克服远缘杂交不亲合性,在植物新品种的培育和种性的改良中发挥了巨大作用。组织培养的植物细胞是在细胞水平上分析研究的理想材料,从植物快繁、花药培养发展到细胞器培养、原生质融合以及DNA重组技术等,植物组织培养技术广泛应用于植物科学的各个领域及农业、林业、工业、医药等多种行业,已经成为当代生物科学中最有生命力的一门学科。1 植物组织培养的基本概念、原理和试验步骤1.1概念植物组织培养是在无菌条件下,将离体的植物器官(根尖、茎尖等)、组织(形成层、花药组织等)、细胞(体细胞、生殖细胞等)、胚胎(成熟或未成熟的胚)、原生质体等在人工配制的培养基上培养,给予适宜的培养条件,诱发其产生愈伤组织或潜伏芽或长成完整的植株的技术。1.2原理 植物组织培养的依据是植物细胞的“全能性”及植物的“再生作用”。1902年,德国著名植物学家 G.Haberlandt根据细胞学理论提出了一个观点,“高等植物的器官和组织可以不断分割,直至单个细胞,即植物体细胞,体细胞在适当的条件下具有不断分裂、繁殖并发育成完整植株的潜力”。1943年,美国人White在烟草愈伤组织中偶然发现形成一个芽,证实了G.Haberlandt的论点。 不同植物所需要的生长条件不同,所用的培养基也有所不同。较常用的基础培养基有MT、MS、 SH、N6、White等。在组织培养中,愈伤组织和胚状体能否形成是培育出新植株的关键。通过在基础培养基里添加一定浓度的外源激素,可以诱导出愈伤组织、胚状体、不定芽、根等器官,最终获得再生植株或次生物质。 用于植物组织培养的材料称为外植体,其主要形式有器官、胚胎、单细胞、原生质体等。根据外植体的不同,所需要的培养基种类、培养条件、外源激素的种类及比例等均不同。植物组织培养中,影响培养力的因素是多方面的,诱导愈伤组织成败的关键在于培养条件,植物激素是诱导愈伤组织和绿苗分化的关键因素。最常用的诱导愈伤组织的生长素是IAA、NAA和2,4一D,所需浓度为O.01~10 mg/L。最常用的细胞分裂素是KT和ABA,使用浓度为O.1~10 mg/L。KT的主要作用是促进细胞分裂和愈伤组织分化。ABA对植物体细胞胚的发生与发育具有重要作用。各类植物激素的生理作用虽有相对专一性,但是植物的各种生理效应是不同种类激素之间相互作用的综合表现。1.3试验步骤1.3.1选择和配制培养基 培养基是植物组织培养中的“血液”,血液的成分及其供应状况直接关系到培养物的生长与分化,因此了解培养基的成分、特点及其配制至关重要。1.3.2灭茵灭菌是组织培养中的重要工作之一,通常采用物理的或化学的灭菌方法。培养基用常压或高压蒸煮等湿热灭菌、器械采用灼烧灭菌、玻璃器皿及耐热用具采用干热灭菌、不耐热的物质采用过滤灭菌、植物材料表面用消毒剂灭菌、物体表面用药剂喷雾灭菌、接种室等空间采用紫外线或熏蒸灭菌。1.3.3接种将已消毒好的根、茎、叶等离体器官,经切割或剪裁成小段或小块放入培养基,整个接种过程要在无菌条件下进行。 .4培养把培养材料放在有一定光照和温度等条件的培养室里,使之生长、分裂和分化,形成愈伤组织或进一步分化成再生植株。1.3.5试管苗驯化移栽 试管苗是在特殊环境条件下生长的幼苗,与自然生长的幼苗有很大差异,只有通过驯化,使之适应自然环境后才能移栽。2 植物组织培养的应用2.1植物快速繁殖和无病毒种苗生产植物快速繁殖技术始于20世纪60年代,法国的Morel用茎尖培养的方法大量繁殖兰花获得成功,从此揭开了植物快速繁殖技术研究和应用的序幕。目前,通过离体培养获得小植株并且具有快速繁殖潜力的植物已有100多科1 000种以上,有的已经发展成为工业化生产的商品。世界上80%~85%的兰花是通过组织培养进行脱毒和快速繁殖的。培养的植物种类也由观赏植物逐渐发展到园艺植物、大田作物、经济植物和药用植物等。在我国,同类的研究始于20世纪70年代。马铃薯无毒种薯和甘蔗种苗已在生产上大面积种植,30余种植物已进行规模化生产或中间试验。利用组织培养进行植物快速繁殖及无病毒种苗生产,不仅能够挽救珍惜濒危物种,而且能够解决植物野生资源缺乏的问题。2.2植物花药培养和单倍体育种 将植物花药培养成单倍体植株,再经过染色体加倍,能很快得到纯合的二倍体,这样将大大缩短育种年限。到目前为止,世界上通过花粉和花药培养已获得了几百种植物的单倍体植株。印度科学家应用这种方法培育的水稻品系,比对照产量提高15%~49%。韩国先后育成了5个优质、抗病、抗倒伏的水稻品种。我国自20世纪70年代开始该领域的研究,已经培育了40余种由花粉或花药发育成的单倍体植株,其中有10余种为我国首创。玉米获得了100多个纯合的自交系;橡胶获得了二倍体和三倍体植株。仅“九五”期间就育成高产、优质、抗逆、抗病的农作物新品种44个,种植面积超过660万 hm2。2.3植物胚胎培养杂交育种中,杂种胚常常败育,因此将早期生长的胚取出,应用组织培养方法,就有可能培育出杂交植物。已经有100篇以上幼胚培养成为植株的报道。国内外科学家应用植物胚胎培养技术获得了多种远缘杂交的重组体、栽培种和杂交品种。2.4植物愈伤组织或细胞悬浮培养利用植物愈伤组织或细胞悬浮培养可以生产用于预防和治疗疾病的植物次生代谢产物。近年来,这一领域的发展极为迅速,已经研究了400多种植物,从培养细胞中分离到600多种次级代谢产物,其中60多种在含量上超过或等于原植物,20种以上干重超过原植物的1 9,6。例如,从薯芋愈伤组织和悬浮细胞生产的diosgenin用于合成甾体药物。最近抗癌药物紫杉醇一红豆杉细胞培养物,可用75t发酵罐培养,已达到商业化生产水平。另外,达到商品化水平的还有紫草、人参、黄连、老鹳草等;长春花、毛地黄、烟草等已实现工业化生产;牙签草、红花等20多种植物正在向商品化过渡。2.5细胞融合与原生质体培养自1960年英国学者Cocking首次利用纤维素酶从番茄幼苗的根分离原生质体获得成功以来,到1990年已有100种以上植物的原生质体能再生植株。我国获得了30余个品种的原生质体再生植株,其中包括难度较大的重要粮食作物和经济作物,如大豆、水稻、玉米、小麦、谷子、高梁、棉花等。在木本植物、药用植物、蔬菜和真菌原生质体培养方面的进展也十分迅速。国外已先后获得了种内及种间的体细胞杂种植株。植物原生质体培养还可应用于外源基因转移、无性系变异及突变体筛选等研究,因而越来越受到人们的重视。2.6植物细胞突变体筛选植物细胞突变体的筛选最早始于1959年,G. Melchers在金鱼草悬浮细胞培养中获得了温度突变体。1970年,P.S.Carlson,H.Binding和Y.M. Heimer等分别分离出烟草营养缺陷型细胞、矮牵牛抗链霉素细胞系及烟草抗苏氨酸细胞系。迄今为止,已经在不少于15个科45个种的植物细胞培养中筛选出100个以上的植物细胞突变体或变异体。其中包括抗病细胞突变体,如玉米抗小斑病突变体和小麦抗赤霉病、根腐病突变体;抗氨基酸及其类似物细胞突变体,如甘蓝型油菜抗HYP突变体[263;抗逆境胁迫细胞突变体,如水稻耐盐突变体和小麦抗盐突变体;抗除草剂细胞突变体及营养缺陷型细胞突变体,如玉米抗除草剂变异体;株高突变体的筛选,如水稻矮秆变异体。2.7植物体细胞胚胎和人工种子1958年,Reinert在胡萝卜的组织培养中最先发现了体细胞胚胎(胚状体)。据不完全统计,能大量产生胚状体的植物有43科92属100多种。一些重要作物如水稻、小麦、玉米、珍珠谷等,也能通过离体培养产生胚状体。这些胚状体用褐藻酸钠等包埋,再加上人工种皮,就形成了人工种子。人工种子的优点是:繁殖快速,成苗率极高;不受气候影响,四季皆可工厂化生产。上世纪80年代初,美、日、法等国家相继开展了人工种子的研究,我国也于“七五”期间开展了此项研究,并于1987年列入了国家“863”高技术研究发展计划。2.8 植物组织细胞培养物的超低温保存与种质库建立植物细胞全能性的发现和证实,为植物种质资源的长期保存开辟了一条新途径。采用液氮超低温保存技术,能保持很高的存活率,并且能再生出新植株和保持原来的遗传特性。如建立茎尖分生组织培养物的超低温保存种质库,不仅可以防止种质的遗传变异和退化,而且可以长期保存无病毒的原种。2.9 植物组织培养与转基因技术的应用 我国第一个T—DNA插入突变体库的构建和研究为我国水稻功能基因组学研究奠定了良好的技术和材料基础,为确保我国拥有一批有自主知识产权的基因资源做出了积极贡献。由中国水稻研究所农业部水稻生物学重点开放实验室和中科院上海植物生理研究所合作,通过建立大规模、高效的农杆菌介导的转基因技术体系,将玉米转座子Ac—Ds等外源基因导入水稻未成熟胚和种子诱导的愈伤组织,获得了1.2万个独立的T—DNA插入株系,并构建了水稻突变体的数据库。 3 展望植物组织培养研究与应用是20世纪科技进步的重大成果之一,为研究植物生长发育、抗性生理、激素及器官发生与胚胎发生等提供了许多良好的实验材料和有效途径。植物组织培养方法不断提高的同时,也相应拓宽了其应用范围。由于组织培养在人工控制的条件下进行,容易掌握花芽分化和开花成因;通过胚胎培养,能够得到杂种或自交种;通过分离单倍体细胞,能培育纯合的二倍体优良品系;提高育种多样性的同时缩短了育种时间;通过突变体筛选,提高植物的品质,增强抗逆境胁迫能力,扩大植物的生长范围;将体细胞冷藏在低温下,建立基因库,达到保存物种的目的;获得药用价值高和工业生产所需要的次生产物,加快药物生产的时间并且减少了单纯依靠天然植物的被动性。植物组织培养技术已经渗透到科研、生产和生活各个领域,必将日臻完善。黑龙江农业科学2006,(3)

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