植物离体繁殖的表型可塑性机理及培养基调控技术研究

• 作 者: 魏鹏
• 机 构: 石河子大学
• 出 处: 石河子大学
• 发表日期: 2007年期
• 关键词: 生根培养基 拟南芥 香梨 植物离体繁殖 表型可塑性 调控技术 生长质量

针对当前植物离体繁殖成功物种数目较少、生根率低、生长质量不高等问题提出植物在试管内的生长不仅是细胞全能性能否表达的问题，更是如何获取可塑性反应、适应环境的过程。试管植株可塑性能力大小与生长质量紧密相关。论文以模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)和难生根的经济木本植物香梨(Pyrus sinkiangensjs Yü)为材料，以植物适应为中心建立理论和培养基调控技术研究体系，得出：
1．不同N，P，K营养含量的培养基中，部分处理拟南芥试管苗能够顺利进入生殖生长期，且能开花结果，表明离体条件下拟南芥对营养需求存在可塑性反应，合理搭配营养元素组成对提高试管苗相对适合度具积极作用。
2．结合当前研究的热点基本培养基优化，以表型可塑性机理为指导对培养基中N，P，K，Ca，Mg五种营养元素进行调配，得到生根率都在90％以上的配方S14：620 mgl<-1> NH<,4>NO<,3>+740 mgl<-1>KNO<,3>+40 mgl<-1>MgSO<,4>+0 mgl<-1> Ca(NO<,3>)<,2>与G1：1769.4 mgl<-1> NH<,4>NO<,3>+800.9 mgl<-1>KNO<,3>+496 mgl<-1>MgSO<,4>+398.6 mgl<-1>Ca(NO<,3>)<,2>。
3．植物在试管内的表型反应属于人为调控下的“非本性生长”(如生根还是增殖)与植物自身发育属性下的“本性生长”(如叶片行使光合功能)交互作用的产物，离体条件下优先生根是其本性特性，因此具有较高生根率的试管苗应是良好适应性的展现。以香梨(Pyzrus sinkiangensjs Yü)为材料，论证了分析植株营养成分折合成培养基是适合生根而非增殖，且分析生根率大于95％的S12，S14试管苗的营养成分折合成基本培养基，得到了生根率仍然大于92％的配方S12-2，S14-2。
表型可塑性是离体植物生长发育的基础，本研究仅从培养基优化的层面分析了试管苗对营养需求的可塑性变化。以表型可塑性为植物离体繁殖原理，重视环境变化来调控试管苗生长，将为离体繁殖技术丰富和完善提供更加有效的理论指导。