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铁皮石斛为兰科石斛属珍稀濒危药用植物。人工繁育是目前缓解铁皮石斛资源短缺的主要手段。本文对铁皮石斛类原球茎诱导、增殖以及分化过程进行了研究,并对其分子调控机理做了初步的的探索,主要研究结果如下: 1.以种质编号为T636的铁皮石斛带节茎段为外植体,对类原球茎的诱导,植株再生等方面进行了研究,建立了基于类原球茎的无性快繁体系。其类原球茎诱导的最适培养基配方为:1/2 MS+0.1mg/L KT+2mg/L6-BA+0.5mg/LNAA+1 g/L AC+3%蔗糖,生根壮苗培养基为H16培养基。 2.通过对3种种质的类原球茎的增殖能力进行比较,筛选出增殖效率最高的T10类原球茎。在体视镜下观察发现,T10类原球茎的增殖过程经历了愈伤组织的阶段;利用整体透明法观察发现,在增殖过程中,T10类原球茎的表面会形成一些小的瘤状突起,这些瘤状突起可能为新增殖出的类原球茎;且在这种突起的周围长着许多的假根,这些假根可能有助于营养物质的吸收。在其它种质类原球茎的增殖过程则不能观察到愈伤组织阶段和大量假根的现象,推测愈伤组织以及大量假根可能是T10类原球茎具有快速增殖能力的原因之一。 3.通过RT-PCR并结合RACR的方法,在本实验室转录组测序数据的基础上克隆了与铁皮石斛体胚发生相关的关键基因DoSERK的全长cDNA。生物信息学分析表明,DoSERK与其它植物的SERK高度同源,编码633个氨基酸;DoSERK蛋白为亲水蛋白并定位于质膜,具有SERK蛋白家族的典型结构域。组织表达分析表明,DoSERK在铁皮石斛各器官中广泛表达,以幼嫩小苗根部的表达量最高。说明DoSERK除了可能参与铁皮石斛体胚发生过程以外,还可能参与铁皮石斛其它生长发育过程。 4.通过对类原球茎和丛生芽的数字基因表达谱进行差异比较分析,共检测得到了4650个差异表达的基因,同时分析发现,在类原球茎分化为丛生芽的过程中,伴随生长素、乙烯、赤霉素等植物激素合成和信号转导相关基因表达的显著上调,以及胚胎发育相关基因表达的显著下调和芽发育相关基因表达的普遍上调。这些研究结果初步揭示了类原球茎增殖和分化两种状态下的基因调控的差异。