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南方红豆杉种子后熟过程的生理特性及其种胚离体培养

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南方红豆杉种子后熟过程的生理特性及其种胚离体培养

作者：黄嘉迪中南林业科技大学

学位级别：硕士

南方红豆杉(Taxus chinensis var.mairei)为红豆杉科(Taxaceae)红豆杉属(Taxus)一变种,是集药用、材用和观赏价值的国家一级重点保护野生植物。南方红豆杉种子具有深度休眠的特性,自然条件下需经过两冬一夏或更长时间才能正常萌发,未经... 详细信息

南方红豆杉(Taxus chinensis var.mairei)为红豆杉科(Taxaceae)红豆杉属(Taxus)一变种,是集药用、材用和观赏价值的国家一级重点保护野生植物。南方红豆杉种子具有深度休眠的特性,自然条件下需经过两冬一夏或更长时间才能正常萌发,未经特殊处理的形态成熟种子需要一年以上层积催芽才能解除休眠,萌发率低且不整齐。本研究针对南方红豆杉人工林发展中的实际问题,对其种子后熟过程的生理特性进行研究,通过种子形态、营养物质含量、酶活性、内源激素含量的动态变化分析,掌握南方红豆杉种子后熟的生理机制。以此为指导,系统优化南方红豆杉种胚离体培养条件,利用组织培养技术解决种子萌发率低与种苗繁育困难的现实问题。主要研究结果如下:(1)南方红豆杉种子后熟过程中的形态变化。南方红豆杉种子多呈卵圆形,种脐椭圆形或三角形。刚采收的种子外种皮棕褐色,表面光滑,坚硬致密,种胚白色,结构完整,体积较小。经过层积沙藏一年后,外种皮颜色加深至黑色,尖端开裂,种胚颜色变为淡绿色。初采收时种子萌发率为零,层积沙藏一年后萌发率可达到10.76%。不同层积沙藏期种子横径、纵径和种子厚度无显著差异,但种胚长度和宽度变化显著,胚体不断增大,已由最初的近球形发育为成熟的子叶胚。(2)南方红豆杉种子后熟过程中生理生化特性的变化。种子层积沙藏过程中,可溶性糖含量在前期下降,随层积时间的增加逐渐增加;可溶性蛋白含量在整个层积时间呈现持续上升趋势,较层积沙藏增加了 3.8倍(43.39 mg·g-1)淀粉和脂肪类物质含量持续减少,沙藏后的含量分别下降至1.07%和33.54%。过氧化物酶活性先上升后下降,种子层积沙藏一年后,过氧化物酶活性仍高于层积前,为未开始层积沙藏前的6.03倍(1117.50 μg·g-1·min-1)。种子层积沙藏的不同时期,脱落酸(ABA)、细胞生长素(IAA)、细胞分裂素(CTK)和赤霉素(GA3)含量变化并不一致,不同激素种类表现出不同程度的显著增加或减少。(3)南方红豆杉种胚离体培养。根据种子后熟过程中营养物质和激素含量的动态变化,以层积沙藏12月的南方红豆杉种胚为材料进行离体培养,南方红豆杉种胚离体培养的配方为WPM培养基+6 mg/L GA3+0.10 mg/L KT时效果最优。种胚培养萌发率可达到66.67%。种胚离体培养能显著提高南方红豆杉种子的萌发率。研究结果表明:南方红豆杉种子后熟过程中,种子的形态与结构,营养物质含量、酶活性、内源激素含量均有显著变化,促进了种子休眠的解除。层积沙藏处理一年后,南方红豆杉种子萌发率仍然很低。结合后续种胚离体培养,能显著提高南方红豆杉种子的萌发率,可以有效解决红豆杉种苗繁殖困难问题。

关键词：种子休眠生理特性植物激素种胚离体培养南方红豆杉

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银杏种胚蛋白提取及双向电泳体系的优化

林业科学研究 2016年第3期29卷 383-388页

作者：李佳陆秀君梅梅孙晓梅张晓林沈阳农业大学林学院辽宁沈阳110161 沈阳农业大学园艺学院辽宁沈阳110161

[目的]探索一套适用于银杏种胚蛋白的双向电泳体系,为研究银杏种胚在不同发育阶段的表达差异蛋白提供基础。[方法]分别从蛋白的不同提取方法(直接提取法、酚提取法、Tris-HCl法、Trizol提取法和TCA-丙酮-酚法)、裂解液中的尿素浓度(6 mo... 详细信息

[目的]探索一套适用于银杏种胚蛋白的双向电泳体系,为研究银杏种胚在不同发育阶段的表达差异蛋白提供基础。[方法]分别从蛋白的不同提取方法(直接提取法、酚提取法、Tris-HCl法、Trizol提取法和TCA-丙酮-酚法)、裂解液中的尿素浓度(6 mol·L^(-1)、7 mol·L^(-1)、8 mol·L^(-1)、9 mol·L^(-1))蛋白上样量(1 500μg、1 650μg、1 800μg)和分离胶浓度(10%、12.5%、15%)四个方面对银杏种胚的蛋白图谱进行分析,筛选出适宜双向电泳的条件。[结果]采用TCA-丙酮-酚法提取银杏种胚蛋白,在裂解液中尿素浓度为8 mol·L^(-1)、上样量为1 650μg、分离胶浓度为12.5%的方法,可以获得分辨率较高、背景更加清晰、重复性更好的银杏种胚蛋白质双向电泳图谱。[结论]建立了适合银杏种胚蛋白双向电泳的体系:TCA-丙酮-酚法制备样品,选取尿素浓度为8 mol·L^(-1)的裂解液提取样品粉末全蛋白,蛋白上样量控制为1 650μg,第二向分离胶浓度定为12.5%。

关键词：银杏种胚蛋白质双向电泳

玉米种胚HSP20基因对人工老化处理的响应

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作物学报 2018年第11期44卷 1733-1742页

作者：邢芦蔓吕伟增雷薇梁雨欢卢洋陈军营河南农业大学农学院河南郑州450046

以玉米杂交种"郑单958"为材料,采用高温(45°C)高湿(100%相对湿度)对玉米种子进行人工老化处理,并用转录组技术,研究植物HSP20基因对种子人工老化处理的响应,旨在为揭示种子衰老的分子机制提供依据。结果表明,随着老化时间的延长,种子... 详细信息

以玉米杂交种"郑单958"为材料,采用高温(45°C)高湿(100%相对湿度)对玉米种子进行人工老化处理,并用转录组技术,研究植物HSP20基因对种子人工老化处理的响应,旨在为揭示种子衰老的分子机制提供依据。结果表明,随着老化时间的延长,种子活力和种胚内过氧化氢酶的活性均表现下降趋势;过氧化氢含量在老化第3天达到最大值,随后下降;丙二醛含量逐渐升高;转录组检测表明,种子老化过程中差异显著的HSP20基因有25个,这些基因编码的HSP20蛋白主要被定位在细胞核、线粒体、以及叶绿体上,其序列中均含有ACD保守序列(RVDWRETPDAHEIVVDVP GMRREDLRIEVEDNRVLRVSGERRRAEERKGDHWHREERSYGRFWRRFRLPENADLDSVAASLDSGVLTVRFRK)。该序列中含有较多的Arg (11.2%)、Lys(7.2%)、Pro(4.2%)、Thr(3.9%)等氨基酸,老化过程中积累的ROS可能氧化这些氨基酸,导致HSP20结构破坏、功能丧失。利用qRT-PCR技术对挑选的编码细胞质、叶绿体和线粒体HSP20的基因的表达模式分析显示,随着老化程度的加深,2个编码细胞质HSP20的基因上调表达,另外两个编码叶绿体和线粒体HSP20基因的表达量在老化第3天达最大值,随后下降。推测HSP20基因对种子老化有重要作用,HSP20蛋白的ACD结构域中Arg、Lys等氨基酸的靶向氧化可能是种子衰老的主要原因之一。

关键词：玉米种胚种子老化差异表达基因 HSP20

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朝鲜淫羊藿种胚后熟技术研究

通化师范学院学报 2023年第8期44卷 15-19页

作者：朱星樽顾地周邹佳楠赵云龙长春大学吉林长春130024 通化师范学院通化天妍生物技术有限公司

文章研究了朝鲜淫羊藿种胚形态后熟技术.6月中旬,采集朝鲜淫羊藿成熟种子备用.种子用质量浓度为130 g·L^(-1)的油菜花提取液浸泡12~15 h后,再将种子与河砂(1∶3)拌匀后装入保温板槽中,覆盖黑色带孔塑料薄膜置于温度(31~33℃)环境中处理... 详细信息

文章研究了朝鲜淫羊藿种胚形态后熟技术.6月中旬,采集朝鲜淫羊藿成熟种子备用.种子用质量浓度为130 g·L^(-1)的油菜花提取液浸泡12~15 h后,再将种子与河砂(1∶3)拌匀后装入保温板槽中,覆盖黑色带孔塑料薄膜置于温度(31~33℃)环境中处理45 d,相对湿度保持在75%左右,子叶胚平均发生率达95%以上.将具有子叶胚的朝鲜淫羊藿种子连同河砂直接均匀散播于做好的土畦上,并覆盖厚度为3~4 cm左右的细土,浇透水后覆盖3~4 cm左右落叶松松针.次年春季5月中上旬种子可直接发芽、生长、伸长出土面,发芽率达90%以上.本技术具有处理朝鲜淫羊藿种子时间短、可操作性强、子叶胚发生率和发芽率极高等优点,可推广应用于朝鲜淫羊藿的工厂化育苗和规模化栽培.

关键词：朝鲜淫羊藿种胚后熟

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油松种胚组织培养激素组合

干旱区资源与环境 2013年第10期27卷 191-194页

作者：高春智田有亮白玉娥何炎红娜仁高娃内蒙古农业大学林学院呼和浩特010019 兴安盟林业科学研究所乌兰浩特137400

以采集于2007年和2010年的油松成熟种胚为外植体,研究了不同激素组合及浓度对外植体愈伤组织分化、不定芽诱导和生根的影响。研究结果表明:诱导愈伤组织的适宜培养基为1/2MS+6-BA1.5mg.L-1+NAA0.2mg.L-1+蔗糖30g.L-1+琼脂6g.L-1,2007年... 详细信息

以采集于2007年和2010年的油松成熟种胚为外植体,研究了不同激素组合及浓度对外植体愈伤组织分化、不定芽诱导和生根的影响。研究结果表明:诱导愈伤组织的适宜培养基为1/2MS+6-BA1.5mg.L-1+NAA0.2mg.L-1+蔗糖30g.L-1+琼脂6g.L-1,2007年和2010年的成熟种胚愈伤诱导率分别为33.33%和54.17%。诱导不定芽最佳光培养条件是12/12h,适宜的培养基为1/2MS+6-BA1.5mg.L-1+NAA0.1mg.L-1+蔗糖30g.L-1+琼脂6g.L-1,2007年和2010年的种胚愈伤诱导的不定芽分化率分别为50.0%和58.3%。生根培养效果较好的培养基是DCR+IBA0.1mg.L-1+NAA0.1mg.L-1+KT0.1mg.L-1+蔗糖30g.L-1+琼脂6g.L-1,2007年和2010年的种胚愈伤诱导的不定芽生根率分别为36.4%和18.2%。

关键词：组织培养种胚激素油松

标记紫萁小菇及同化标记物在天麻种胚中的运输途径

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核农学报 2002年第1期16卷 49-52页

作者：兰进朱永懿贺秀霞汤以佳徐锦堂中国医学科学院中国协和医科大学药用植物研究所北京100094 中国农业科学院原子能利用研究所北京100094

用3H 葡萄糖对紫萁小菇进行氚标记 ,然后用标记的紫萁小菇伴播天麻种子 ,观察发现标记紫萁小菇仅由天麻胚柄状细胞侵入 ,在天麻种胚细胞中同化的标记化合物由细胞壁进入并由胞压运输到细胞内 ,形成原球茎后同化标记物由维管组织运输。

关键词：天麻种子标记紫萁小菇放射性自显影同化标记物种胚生长发育规律运输途径

培养基和植物生长调节剂对油[木奈]种胚培育效应

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福建农业学报 2020年第3期35卷 303-308页

作者：陈洁刘瑾航李永裕吴少华廖汝玉福建省农业科学院果树研究所福建福州350013 福建农林大学园艺学院福建福州350002

【目的】筛选适宜不同状态油[木奈]种胚的胚培育条件,提高种胚萌发率。【方法】以福建特色果树油[木奈]为试验材料,分析油[木奈]种胚状态、培养基种类以及植物生长调节剂对油[木奈]种胚萌发的影响,筛选出合适的培养基及植物生长调节剂... 详细信息

【目的】筛选适宜不同状态油[木奈]种胚的胚培育条件,提高种胚萌发率。【方法】以福建特色果树油[木奈]为试验材料,分析油[木奈]种胚状态、培养基种类以及植物生长调节剂对油[木奈]种胚萌发的影响,筛选出合适的培养基及植物生长调节剂组合进行胚培育,提高种胚的萌发率。【结果】在不添加植物生长调节剂的条件下,接种于WPM培养基的半败育种胚最高的萌发率为40.00%;在添加植物生长调节剂的条件下,接种于WPM培养基添加2.0 mg·L^-16-BA+0.1 mg·L^-1 IBA(6号)的半败育种胚都有着最高的萌发率,为46.67%。完整种胚的最高萌发率为100.00%,分别为不添加任何植物生长调节剂的WPM培养基、MS培养基或添加1.0 mg·L^-16-BA+0.1 mg·L^-1 NAA(2号)、2.0 mg·L^-16-BA+0.2 mg·L^-1 NAA(3号)、2.0 mg·L^-16-BA+0.1 mg·L^-1 IBA(6号)的WPM培养基。【结论】最适宜油[木奈]种胚萌发的是WPM培养基+2.0 mg·L^-16-BA+0.1 mg·L^-1 IBA,且完整胚的萌发率都要高于半败育的萌发率。不添加植物生长调节剂的WPM培养基和MS培养基也都具有较好的萌发效果。

关键词：油[木奈] 种胚植物生长调节剂培养基离体培养

赤霉酸与6-苄基腺嘌呤混用对人参种胚形态后熟的影响

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人参研究 2022年第1期34卷 49-50页

作者：曲同宝阚鸿董蕊苏玲李刚赵英吉林农业大学长春130118 吉林抚松人参研究所抚松134500

人参种子采收后必须经过种胚形态后熟和生理后熟两个阶段才能发芽出苗,因此种胚形态后熟阶段是否顺利完成十分重要。本试验用赤霉酸(GA3)和6-苄基腺嘌呤(6-BA)在催芽前处理人参种子,研究了2种植物生长调节剂混合水溶液对人参种胚形态后... 详细信息

人参种子采收后必须经过种胚形态后熟和生理后熟两个阶段才能发芽出苗,因此种胚形态后熟阶段是否顺利完成十分重要。本试验用赤霉酸(GA3)和6-苄基腺嘌呤(6-BA)在催芽前处理人参种子,研究了2种植物生长调节剂混合水溶液对人参种胚形态后熟的影响。结果表明,用赤霉酸100mg·L^(-1)和6-苄基腺嘌呤100mg·L^(-1)的混合水溶液浸泡人参种子24小时,人参种子裂口率、胚率和最后出苗率分别为93.5%、91.6%和98.1%,效果显著好于单独使用赤霉酸或6-苄基腺嘌呤的处理。较单独使用赤霉酸或6-苄基腺嘌呤提前出苗3天和7天,出苗持续20天时,出苗率较单独使用赤霉酸或6-苄基腺嘌呤处理分别高9.5和18.4百分点;出苗持续30天时,出苗率分别高13.9和18.3百分点。

关键词：赤霉酸 6-苄基氨基嘌人参种胚形态后熟

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基于高通量测序的芍药属杂交种胚转录组分析

分子植物育种 2020年第2期18卷 381-387页

作者：贺丹苏晓迪何松林张佼蕊谢栋博王政刘艺平张曼河南农业大学林学院郑州450002 河南科技学院园艺园林学院新乡453003

为了研究牡丹、芍药远缘杂交胚败育的分子机理,本研究使用BGISEQ-500平台对牡丹、芍药杂交种胚转录组进行测序,通过测序,共得到了92.02 Gb数据。通过拼接组装去冗余后得到了86 195个Unigene,平均长度为1 189 bp。86 195个Unigene在七大... 详细信息

为了研究牡丹、芍药远缘杂交胚败育的分子机理,本研究使用BGISEQ-500平台对牡丹、芍药杂交种胚转录组进行测序,通过测序,共得到了92.02 Gb数据。通过拼接组装去冗余后得到了86 195个Unigene,平均长度为1 189 bp。86 195个Unigene在七大功能数据库中进行注释,最终分别有49 172 (NR:57.05%)、38 352(NT:44.49%)、36 477 (Swiss Prot:42.32%)、38 905 (KOG:45.14%)、37 993 (KEGG:44.08%)、26 832 (GO:31.13%)以及37 758 (Pfam:43.81%)个Unigene获得功能注释。同时还检测出21 998个SSR分布于17 567个Unigene中,其中二核苷酸和三核苷酸这两种重复类型分别有5 628个和2 906个。在17 567个Unigene中预测出1 671个编码转录因子。不同发育时期的胚转录组数据中共筛选出13 974个差异表达基因,其中上调基因有8 647个,下调基因有5 327个。该转录组测序分析为寻找牡丹、芍药远缘杂交胚败育相关基因提供了一定的理论参考。

关键词：芍药(Paeonia lactiflora) 种胚高通量测序转录组