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论文以石刁柏UC800(Asparagus officinalis L. cv UC800)为材料,研究了石刁柏体细胞胚胎发生过程中的生理生化变化,着重探讨了多胺在体胚发生中的作用及其机理。 1.首先对石刁柏体细胞胚发生系统的培养条件进行了优化。诱导初始愈伤组织的最佳培养基为MS+NAA1mg·L-1+BA0.5mg·L-1+2,4-D2mg·L-1;诱导胚性愈伤组织的最佳培养基为MS+2,4-D10mg·L-1+NAA0.5mg·L-1,加入10mg·L-1Put可改善胚性愈伤组织的质量,诱导出的胚性愈伤组织米黄色、色泽亮丽、松散、颗粒状、大小均匀一致。胚性愈伤组织诱导周期为70d,第60d左右需继代扩繁。体细胞胚诱导培养基为MS无激素培养基,在7~8d胚性细胞团出现,10~14d形成球形胚、梨形胚,21d时形成棒状胚,28~30d观察到香蕉胚出现。 2.以MS+2,4-D10mg·L-1+NAA0.5mg·L-1+Put10mg·L-1为胚性愈伤组织诱导和继代培养基,可使胚性愈伤组织继代4次仍有较高的胚胎发生能力,说明在一定程度上可保持胚性愈伤组织的胚性。 3.用高效液相色谱法(HPLC)检测了不同时期培养物的内源激素和多胺含量。结果表明,初始愈伤组织转入胚性愈伤组织诱导培养基后,IAA水平迅速上升。胚性愈伤组织出现时,IAA和GA3都保持高水平,推测高水平的IAA、GA3与胚性细胞的出现有关。在胚性细胞诱导过程中Put占多胺总量的绝大部分,高水平的Put持续到胚性愈伤组织产生,但Spd、Spm水平较低,说明保持高比例的Put/(Spd+Spm)可能有利于胚性细胞的产生。 4.体胚发生过程中,外源Put在一定程度上提高了体胚发生频率,但外源Put(25mg·L-1)并没有引起可溶性蛋白、抗氧化酶、精氨酸脱羧酶的大幅度变化,提高了体胚发生前期(0~14d)多胺氧化酶(PAO)的活性,说明外源Put刺激了内源多胺代谢。体细胞胚发生前期高水平的Put促进细胞的分裂、增殖和分化,有利于球形胚的形成。 本文研究表明,多胺在石刁柏体细胞胚胎发生过程中起着重要的调节作用。适当比例的内源多胺可调节外植体脱分化、胚性愈伤组织和体胚的形成过程,一定浓度的外源Put引起内源多胺代谢变化,可保持愈伤组织的胚性、改善胚性细胞的胚胎发生能力,从而促进体胚发生和发育。