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本研究采用茎尖培养获得的半夏试管苗为试材,分别进行了半夏叶的组织培养、细胞培养和原生质体分离及活力检测的研究,获得以下研究结果,为半夏的大规模产业化提供了一个技术平台:1.半夏组织培养的研究:为了选出诱导半夏愈伤组织和小珠芽的最佳外植体,分别切取半夏无菌苗的叶片、叶柄上部和叶柄基部,接种在MS+1.0mg/LBA+0.02mg/LNAA固体培养基上。结果显示:1)在添加1.0mg/L6-BA和0.02mg/LNAA组合的培养基上,半夏叶不同部位诱导愈伤组织,以叶柄上部和叶柄基部的诱导效果较好,均为100.0﹪;而叶片则较差,仅为68.75﹪。2)不同的外植体诱导出的愈伤组织有不同的分化率,其中叶柄基部的分化率最高,达45.3﹪;叶柄上部的分化率为32.8﹪;而叶片则没有诱导出小珠芽。3)从重量计算,叶不同部位外植体的生长率分别为:叶片:21.7倍;叶柄上部:77.6倍;叶柄基部:85.2倍。综合上述结果,可以认为:半夏的叶柄基部是诱导小珠芽和愈伤组织的最佳外植体。
2.半夏细胞培养的研究:为获得均匀一致的半夏愈伤颗粒,从而建立稳定的细胞悬浮培养体系,按L9(34)表正交安排试验,A、B、C、D4个考察因素即2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)、α-萘乙酸(NAA)、6-苄基腺嘌呤(6-BA)、激动素(KT)各取三个水平,以半夏无菌苗的叶片、叶柄为研究材料,培养在附加上述生长素和细胞分裂素不同配比的液体培养基中。正交试验结果显示:1)就半夏叶片悬浮培养诱导愈伤组织这一指标来看,4种激素对愈伤组织诱导率的影响从大到小依次6-BA,2,4-D,KT和NAA,诱导叶片愈伤组织的最佳条件为A2B1C2D3,即MS+2,4-D0.5mg/L+6-BA0.2mg/L+KT0.5mg/L;2)半夏叶片愈伤组织形成后,为了能够得到均匀一致的愈伤颗粒(显微镜下观察这些愈伤组织均是由分生细胞构成),从而建立稳定的悬浮细胞培养体系,4种激素对愈伤组织生长的影响从大到小依次6-BA,NAA,2,4-D和KT,适合愈伤生长的最佳激素配比是A1B2C2D2,即MS+NAA0.5mg/L+6-BA0.2mg/L+KT0.2mg/L;综合以上结果,可以得出:将在液体培养基A2BiC2D3中诱导出的愈伤组织,转入液体培养基A1B2C2D2中继续培养,就能快速得到均匀一致的愈伤颗粒,为半夏的工厂化生产提供材料;3)在半夏叶柄的悬浮培养过程中,叶柄变化没有叶片变化显著,而且没有愈伤颗粒。
3.半夏原生质体的分离及活力检测的研究:为了获得半夏遗传转化的理想受体,因此,进行半夏叶肉的原生质体分离。以半夏叶片为分离材料,在1﹪纤维素酶(CellulaseR-10)+1﹪离析酶(MacerozymeR-10)+0.1﹪果胶酶Y23(PectolyaseY23)的酶溶液中分别加入甘露醇和山梨醇这两种渗透压调节剂,计算原生质体的得率及活力。结果显示:半夏叶在1﹪纤维素酶(CellulaseR-10)+1﹪离析酶(MacerozymeR-10)+0.1﹪果胶酶Y23(PectolyaseY23)+0.55M山梨醇+100mMCaCl2.2H2O条件下分离原生质体,2个小时切口处细胞壁开始溶解,3-4h后酶解完毕,原生质体产量是4.14×106/gF.W,FDA检测活力为84.6﹪,渗透压调节剂山梨醇优于甘露醇,且以0.55M时分离效果最佳。