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尾穗苋是苋属植物中一种重要的谷物,其蛋白和脂肪含量高,氨基酸成分均衡,具有潜在的营养价值,可作为牧草或饲料作物开发的优良资源。目前国内外关于尾穗苋的离体再生研究不多,为开发利用尾穗苋营养资源,本研究以尾穗苋为试验材料,为进一步通过转基因技术改良其维生素E品质建立了高效再生体系,并在此研究基础上初步探讨了茉莉酸甲酯对维生素E合成的影响,主要研究结果如下:
(1)尾穗苋种子萌发影响因素的优化:70%酒精消毒1min,无菌水冲洗3遍,再用0.01%升汞浸泡1min,无菌水洗5遍是最佳种子消毒方式;种子最佳暗培养时间为1天;种子萌发培养基为无机盐和有机成分均减半的1/2MS培养基。在此优化条件下,种子萌发率高达89%,无菌苗生长良好。
(2)愈伤组织体系建立及分化:以子叶和下胚轴为外植体,愈伤组织最佳诱导培养基为MS+0.5mg/L6-BA+0.5mg/L2,4-D,愈伤组织诱导率高达100%,下胚轴愈伤组织质量较子叶的要好;由MS+0.5mg/L6-BA+0.5mg/L2,4-D诱导下胚轴形成的愈伤组织,未能成功分化出不定芽,MS+2.0ppm6-BA+0.2ppm2,4-D诱导下愈伤组织出现有淡红色小粒,但最终并未分化成芽。
(3)外植体直接分化体系:以子叶、下胚轴和叶片为外植体,在实验所设计的多种不定芽分化培养基中,愈伤组织形成较多,未有芽的分化。以子叶节为外植体,能有效诱导不定芽的发生,苗龄和子叶切割方式对不定芽发生率影响不显著;单独使用6-BA能诱导不定芽,但芽生长较慢且质量不高;添加NAA能促进芽更好更快的生长,其中1.0mg/L6-BA+0.2mg/LNAA组合能有效诱导不定芽的发生和生长,不定芽发生率为89.4%,平均每个外植体不定芽个数为1.83个,芽长约为单独使用6-BA的2倍,芽较厚而平展。无激素以及含NAA、IAA和IBA生长素的MS培养基均能诱导尾穗苋不定芽根的发生,其中0.2 mg/LIBA对根的诱导和生长效果最好,诱导率高达97.8%。
(4)茉莉酸甲酯对维生素E(生育酚)合成的影响:尾穗苋愈伤组织中的TCPs以β-TCP为主,MeJA处理未能提升愈伤组织中其他三种TCPs水平。尾穗苋芽中TCPs四种亚型均存在,且含量较高,其中β-TCP约为愈伤组织中的两倍。不同浓度MeJA处理,均对TCPs总量和各亚型组成比例有影响,其中10μM低浓度的MeJA能使尾穗苋芽中TCPs总量明显增加,最高达空白组的1.837倍,总浓度为3.887mg/Kg;50μMMeJA处理前期(前6天)能有效提升TCPs总量,但随着处理时间延长,TCPs合成受到一定的抑制。200μM高浓度MeJA对四种TCPs的生物合成均有不同程度的抑制,而致使TCPs总水平较显著降低。