擬南芥植株再生體系和懸浮細(xì)胞系的建立及超聲生物學(xué)效應(yīng)的研究.pdf

1、擬南芥(Arabidopsisthaliana)又稱鼠耳芥，是十字花科擬南芥屬植物，主要分布在亞洲、非洲和歐洲，我國(guó)華東、中南、西南及新疆也有分布，有許多生態(tài)型。作為植物發(fā)育生物學(xué)和分子生物學(xué)研究的重要模式材料，在國(guó)際植物發(fā)育生物學(xué)研究和植物分子生物學(xué)領(lǐng)域的突破性進(jìn)展中，擬南芥扮演了十分重要的角色。因此開展擬南芥的植株再生和懸浮細(xì)胞系培養(yǎng)工作具有重要的意義。 環(huán)境應(yīng)力對(duì)植物的影響已成為生物力學(xué)研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。超聲作為一種環(huán)境

2、應(yīng)力，對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有重要的影響：低強(qiáng)度超聲可以幫助打破休眠，促進(jìn)植物種子萌發(fā)、生長(zhǎng)、早熟和增產(chǎn)。此外超聲處理還可以影響植物體或某些器官的生長(zhǎng)。 本實(shí)驗(yàn)選取擬南芥為材料，進(jìn)行了懸浮細(xì)胞培養(yǎng)研究，并應(yīng)用超聲從細(xì)胞的生長(zhǎng)、生理、生化等方面進(jìn)行超聲的生物學(xué)效應(yīng)研究，主要研究結(jié)果如下： 1.建立了擬南芥植株再生體系。以擬南芥種子萌發(fā)長(zhǎng)成的植株作為材料，切取莖段作為外植體，利用不同種類的基本培養(yǎng)基、附加不同種類和水平激素選擇誘導(dǎo)

3、出愈傷組織、并完成芽誘導(dǎo)和生根試驗(yàn)，篩選出了適合誘導(dǎo)愈傷組織增殖的培養(yǎng)基為B5+1mg/L6-BA+0.3mg/LNAA、適合誘導(dǎo)芽分化的培養(yǎng)基為MS+5mg/L6-BA+0.5mg/LNAA、適合誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基為1/2MS+1mg/L6-BA+0.5mg/LNAA+0.1mg/LKT；研究表明只有將質(zhì)地疏松的淡黃色愈傷組織轉(zhuǎn)入MS和1/2MS基本培養(yǎng)基上才可以誘導(dǎo)生芽，而綠色愈傷組織則不能分化生芽。 2.利用在組織培養(yǎng)過程中

4、由B5培養(yǎng)基誘導(dǎo)出的色澤新鮮、生長(zhǎng)旺盛、質(zhì)地疏松且增殖率高的淡黃色愈傷組織，經(jīng)過破碎轉(zhuǎn)接到培養(yǎng)液中(B5基本培養(yǎng)基，附加0.5mg/L2,4-D+0.05mg/L6-BA，蔗糖20g/L，pH5.5，裝量20ml細(xì)胞液于50ml培養(yǎng)瓶中)，在25±2℃散射光或黑暗的培養(yǎng)室中，置于120rpm旋轉(zhuǎn)式搖床上震蕩培養(yǎng)，先后經(jīng)過600μm和200μm不銹鋼篩網(wǎng)的兩次篩選，轉(zhuǎn)至新鮮培養(yǎng)液中進(jìn)行繼代培養(yǎng)。一個(gè)月后得到生長(zhǎng)快速、分散均勻的擬南芥懸浮細(xì)

5、胞系。 3.在擬南芥懸浮細(xì)胞系的生長(zhǎng)過程中，每隔1d取少量細(xì)胞懸浮液進(jìn)行觀察和細(xì)胞計(jì)數(shù)、測(cè)定培養(yǎng)液pH值、糖濃度以及SOD和CAT酶活性。結(jié)果表明擬南芥懸浮細(xì)胞系生長(zhǎng)呈典型的S型，在其對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期中，糖分消耗明顯，pH值逐漸下降，細(xì)胞生長(zhǎng)及代謝旺盛，呼吸作用增強(qiáng)，誘導(dǎo)出現(xiàn)SOD和CAT的酶活峰值。 4.當(dāng)擬南芥懸浮細(xì)胞系經(jīng)由超聲處理之后，短時(shí)的1min超聲處理導(dǎo)致了細(xì)胞生長(zhǎng)的短暫加速現(xiàn)象，較長(zhǎng)時(shí)間的超聲處理使細(xì)胞膜出現(xiàn)損傷

6、，胞內(nèi)基質(zhì)外溢，細(xì)胞生長(zhǎng)速率降低。超聲處理擬南芥懸浮細(xì)胞造成細(xì)胞代謝旺盛，糖分消耗隨之增大，pH值也表現(xiàn)出明顯的變化。 5.超聲能夠顯著誘導(dǎo)擬南芥細(xì)胞超氧化物歧化酶(SOD)活性，采用固定頻率為27KHz，分別以不同的時(shí)間處理指數(shù)生長(zhǎng)期的擬南芥懸浮細(xì)胞，結(jié)果表明不同處理時(shí)間段都會(huì)使SOD、過氧化氫酶(CAT)活性峰推后出現(xiàn)。 通過超聲處理擬南芥懸浮細(xì)胞系結(jié)合其生理生化各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定，結(jié)果表明一定劑量的超聲處理并不會(huì)對(duì)植物