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目的:
以黄瓜品种优丰早为研究材料,比较黄瓜愈伤组织培养体系中不同消毒剂、不同外植体和不同培养基的效果,分析不同铜浓度处理下黄瓜植株和愈伤组织的生长状况及其内铜的积累与分布情况。
方法:
以黄瓜种子为研究材料,培养黄瓜无菌苗。然后由无菌苗诱导出黄瓜愈伤组织,进而对愈伤组织及黄瓜植株进行铜处理,最后进行细胞分部分离。
结果:
1、以0.1%HgCl2作为消毒剂处理黄瓜种子效果优于75%酒精和75%酒精+0.1%HgCl2;茎段愈伤组织诱导效果优于叶片;培养基激素配比为6-BA:NAA=5:1,6-BA浓度为0.5mg/L或1.0mg/L时愈伤组织诱导效果良好;最佳继代培养基为MS+6-BA1.5mg/L+NAA0.3mg/L。
2、10mg/L铜处理组黄瓜植株生长正常,茎中铜累积浓度达到865mg/kg干重,高于根和叶;20mg/L以上浓度铜处理组黄瓜植株出现明显的铜毒害现象,其根中铜累积浓度超过茎叶,均超过1500mg/kg干重,高于10mg/L铜处理组,但其茎中铜累积浓度低于10mg/L铜处理组。
3、黄瓜愈伤组织能耐受10mg/L~40mg/L的铜胁迫,但其生长均明显受到抑制;愈伤组织对铜的吸收积累较快,铜积累量一般在第三周达到最大值,此后会有所下降;愈伤组织铜积累量与铜处理浓度正相关,最高积累量可达2350mg/kg;愈伤组织的细胞壁、细胞器和细胞可溶部分等细胞各部分都能积累铜,在较低浓度铜胁迫下,细胞壁是主要积累部位,而在较高浓度铜胁迫下,细胞可溶部分是主要积累部位。
结论:以上结果表明,黄瓜细胞对铜离子具有超积累能力,但黄瓜植株并未达到铜超积累水平,其原因可能在于黄瓜根系易受铜离子毒害从而影响了其对铜离子的吸收能力。本研究探索了以愈伤组织为材料进行植物重金属耐受研究,为进一步揭示植物对重金属的吸收与积累的分子机制以及进行超积累植物的分子育种提供了新的研究途径。