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分类号:S 6 3 6 4 ;Q 8 13 密级: 福建农林大学硕士学位论文 单位代码:1 0 3 8 9 学号:1 0 7 0 6 0 3 苋菜离体培养与试管开花以及幼苗生长 的微重力效应 学科门类: 一级学科名称: 二级学科名称: 研究方向: 研究 生: 指导教师: 农学 园艺 蔬菜学 蔬菜生物技术 - 一 、 杨又又 赖钟雄研究员 陈敏研究员 完成时间:二0 0 年四月 T h e s i sf o rM a s t e r sD e g r e eo fF u j i a nA g r i c u l t u r ea n dF o r e s t r yU n i v e r s i t y nv i t r oc u l t u r ea n d nv i t r of l o w e r i n ga n de f f e c t so f m i c r o g r a v i t yo ns e e d l i n gg r o w t h o fA m a r a n t hu s C l a s so fD i s c i p l i n e :A g r o n o m y F i r s tR a n kD i s c i p l i n e :H o r t i c u l t u r e S e c o n dR a n k D i s c i p l i n e :V e g e t a b l es c i e n c e R e s e a r c hF i e l d :B i o t e c h n o l o g yi nV e g e t a b l eP l a n t s P o s t g r a d u a t e :Y a n gW e n w e n S u p e r v i s o r :P r o f L a iZ h o n g x i o n g P r o f C h e nM i n S u b m i t t e dT i m e :A p r i l ,2 0 1 0 I n s t i t u t eo fH o r t i c u l t u r a lB i o t e c h n o l o g y F u j i a nA g r i c u l t u r ea n dF o r e s t r yU n i v e r s i t y F u z h o u3 5 0 0 0 2 P R C h i n a 8 24 84 舢7iiii1-肿Y 独创性声明 本人声明,所呈交的学位( 毕业) 论文,是本人在指导教师的指导下独立完 成的研究成果,并且是自己撰写的。尽我所知,除了文中作了标注和致谢中已作 了答谢的地方外,论文中不包含其他人发表或撰写过的研究成果。与我一同对本 研究做出贡献的同志,都在论文中作了明确的说明并表示了谢意,如被查有侵犯 他人知识产权的行为,由本人承担应有的责任。 学位( 毕业) 论文作者亲笔签名:卉勤主耋日期:7 , 0 1 0 易p 论文使用授权的说明 本人完全了解福建农林大学有关保留、使用学位( 毕业) 论文的规定,即学 校有权送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或 部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 保密,在年后解密可适用本授权书。 口 不保密,本论文属于不保密。 口 学位( 毕业) 论文作者亲笔签名:栖之k 日期:p r o 占1 e 指导教师亲笔签名日期:刈Io 、6 f0 福建农林大学硕七学位论文 目录 目录 缩略词I 摘要 A B S T R A C T 第一章前言。 1 1 苋菜的潜在价值2 2 苋科植物组织培养研究现状2 3 天然色素的发展前景3 4 植物试管开花研究简述4 5 植物模拟微重力培养研究现状7 5 1 模拟微重力影响植物生长发育的机制7 5 2 模拟微重力对植物生长发育的影响8 5 2 1 模拟微重力影响植物个体的生长、发育以及形态简建成8 5 2 2 模拟微重力影响细胞的形态、结构,以及细胞的生长和分化一8 5 2 3 模拟微重力影响植物的生理、代谢8 5 2 4 模拟微重力影响植物的光合作用8 6 1 本研究的主要内容9 6 2 本研究的意义9 第二章苋菜离体再生体系的建立l o 第一节无菌苗的培养1O l 材料与方法10 1 1 材料1O l ,2 方法一1O 1 2 1 不同消毒时间处理对苋菜种子萌发的影响一l O I 2 2 不同培养基处理对苋菜种子萌发的影响一l O 1 2 3 不同播种密度处理对苋菜种子萌发的影响一l O 1 2 4 黑暗与光照处理对苋菜种子萌发的影响1l 1 3 培养条件一1 1 1 4 数据处理一l1 2 结果与分析1 l 2 1 不同消毒时间处理对苋菜种子萌发的影响11 稿建农林大学硕士学位论文 2 2 不同培养基处理时苋菜种子萌发的影响 2 3 不同播种密度处理对苋菜种子萌发的影响 2 4 黑暗与光照处理对苋菜种子萌发的影响 3 讨论 3 1 升汞消毒对苋菜种子萌发率的影响。 3 2 种子萌发率受基因型和产品质量的影响。 3 3 培养基M S 和1 2 M S 对苋菜种子萌发率影响不大 3 4 苋菜种子萌发时对光照条件要求不严格 第二节不定芽的诱导1 4 l 材料与方法1 4 1 1 材料。1 4 1 2 方法1 4 1 2 1 不同浓度N A A 对不定芽诱导的影响1 4 1 2 2 不同浓度6 - B A 对不定芽诱导的影响1 4 1 2 3 不同外植体对不定芽诱导的影响1 5 1 3 培养条件15 1 4 数据处理15 15 l ! ; 1 6 17 17 17 18 18 18 18 18 18 19 19 19 福建农林犬学硕上学位论文 目录 2 结果与分析1 9 2 1 不同浓度6 - B A 对苋菜增殖的影响1 9 2 2 不同浓度I A A 对苋莱增殖的影响2 0 3 讨论。2 0 3 16 - B A 对苋菜试管苗增殖生长的影响2 l 3 26 - B A 与I A A 配合影响苋菜试管苗增殖生长2 l 第四节生根培养2 1 1 材料与方法2 1 1 1 材料2 l 1 2 方法2 1 1 2 1 生根培养2l 1 2 2 移栽2 2 1 3 培养条件2 2 1 4 数据处理2 2 2 结果与分析2 2 2 1 不同培养基对苋菜试管苗诱导生根的影响2 2 2 2 不同基质对苋菜试管苗移栽成活的影响2 3 3 讨论2 3 第三章苋菜试管开花 第一节不同外部条件对苋菜试管开花的影响2 5 l 材料与方法2 5 1 1 材料2 5 1 2 方法2 5 1 2 1 不同基本培养基对苋菜试管开花的影响。2 5 1 2 2 不同N A A 和I B A 处理对苋菜试管开花的影响2 5 1 2 3 不同浓度6 - B A 处理对苋菜开花的影响2 6 1 2 4 不同单色光处理对苋菜试管开花的影响。2 6 1 2 5 不同光周期处理对苋菜试管开花的影响2 6 1 2 6 不同P H 处理对苋菜试管开花的影响2 6 1 2 7 不同苗龄外植体对苋菜试管开花的影响2 7 1 2 8 继代培养对苋菜试管开花的影响2 7 1 3 培养条件2 7 福建农林大学硕士学位论文 目录 1 4 数据处理2 7 2 结果与分析2 7 2 1 不同基本培养基对苋菜试管开花的影响。2 7 2 2 不同浓度N A A 和I B A 对苋菜试管开花的影响2 7 2 3 不同浓度6 - B A 对苋菜试管开花的影响2 8 2 4 不同单色光处理对苋菜试管开花的影响。2 8 2 5 不同光周期处理对苋菜试管开花的影响。2 9 2 6 不同P H 处理对苋菜试管开花的影响2 9 2 7 不同苗龄外植体处理对苋菜试管开花的影响3 0 2 8 继代培养对苋菜试管开花的影响。3 0 3 讨论3l 3 1 外源激素影响苋菜试管开花3 1 3 2 不同光照条件对影响苋菜试管开花3 l 3 3 不同P H 影响苋菜试管开花3 2 3 4 不同苗龄外植体影响苋菜试管开花3 2 第二节苋菜试管开花过程中生理指标变化3 3 1 材料与方法3 3 1 1 材料。3 3 1 2 方法。3 3 1 3 培养条件3 3 1 4 数据处理3 3 2 结果与分析3 3 2 1 长期培养苋菜试管苗成花诱导情况研究3 3 2 2 不同生长期苋菜试管苗生理指标变化3 4 2 2 1 苋菜试管开花过程中蛋白质含量变化3 5 2 2 2 苋菜试管开花过程中可溶性糖含量变化3 5 2 2 3 苋菜试管开花过程中苋菜红色素含量变化。3 5 3 讨论3 6 3 1 苋菜试管开花花期较长3 6 3 2 苋菜试管开花过程中生理指标的变化3 6 第四章环境因子对苋菜试管苗色素累积的影响3 8 1 材料与方法3 8 福建农林大学硕十学位论文 目录 1 1 材释 一3 8 1 2 方法3 8 1 2 1 不同单色光处理对苋菜色素含量的影响。3 8 1 2 2 不同光周期处理对苋菜色素含量的影响3 8 1 2 3 不同温度处理对苋菜色素含量的影响。3 8 1 2 4 不同P H 处理对苋菜色素含量的影响3 9 1 2 5 叶绿素含量的测定方法3 9 1 2 6 花色素苷的测定方法3 9 I 2 7 苋菜红色素含量的测定方法。3 9 1 3 培养条件3 9 1 4 数据处理3 9 2 结果与分析。3 9 2 1 环境因子对苋菜试管苗光合色素含量的影响3 9 2 1 1 不同单色光处理对苋菜试管苗光合色素含量的影响4 0 2 1 2 不同光周期处理对苋菜试管苗光合色素含量的影响4 l 2 1 3 不同P H 处理对苋菜试管苗光合色素含量的影响4 2 2 1 4 不同温度处理对苋菜试管苗光合色素含量的影响4 3 2 2 环境因子对苋菜试管苗花色素苷含量的影响4 4 2 2 1 不同单色光处理对苋菜试管苗花色素苷含量的影响4 4 2 2 2 不同光周期处理对苋菜试管苗花色素苷含量的比较4 5 2 2 3 不同P H 处理对苋菜花色素苷含量的影响4 5 2 2 4 不同温度处理苋菜花色素苷含量的影响。4 6 2 3 环境因子对苋菜红色素含量的影响。4 6 2 3 1 不同温度处理对苋菜红色素含量的影响4 6 2 3 2 不同P H 处理对苋菜红色素含量的影响4 7 3 讨论。4 7 3 1 环境冈子影响苋菜试管苗光合色素含量4 7 3 2 环境因子影响苋菜试管苗花色素苷含量4 8 3 3 环境因子影响试管苗苋菜红色素含量4 9 第五章环境因子对苋菜试管苗可溶性蛋白和M I ) A 含量的影响 1 材料与方法5 0 1 1 材料5 0 福建农林大学硕士学位论文目录 1 2 方法5 0 1 2 1 不同单色光处理对苋菜试管苗可溶性蛋白和M D A 变化的影响5 0 1 2 2 不同光周期处理对苋菜试管苗可溶性蛋白和M D A 变化的影响5 0 1 2 3 不同温度处理对苋菜试管苗可溶性蛋白和M D A 变化的影响5 0 1 2 4 不同P H 处理对苋菜苋菜试管苗可溶性蛋白和M D A 变化的影响5 l 1 2 5 可溶性蛋白含量的测定方法5 l 1 2 6M D A 含量的测定方法5 l 1 3 培养条件5l 1 4 数据处理5l 2 结果与分析5 1 2 1 环境因子对苋菜试管苗可溶性蛋白含量的影响5 l 2 1 1 不同单色光处理对苋菜试管苗可溶性蛋白含量的影响5 1 2 1 2 不同光周期处理对苋菜试管苗可溶性蛋白含量的影响5 2 2 1 3 不同温度处理对苋菜试管苗可溶性蛋白含量的影响5 2 2 1 4 不同P H 处理对苋菜可溶性蛋白含量的影响5 3 2 2 环境因子对苋菜试管苗M D A 含量的影响一5 3 2 2 1 不同单色光处理对苋菜试管苗M D A 含量的影响5 3 2 2 2 不同光周期处理对苋菜试管苗M D A 含量的影响5 4 2 2 3 不同P H 处理对苋菜试管苗M D A 含量的影响5 4 3 讨论。5 5 3 1 环境因子影响苋菜试管苗可溶性蛋白含量5 5 3 2 环境因子影响苋菜试管苗M D A 含量5 6 第六章苋菜幼苗生长的微重力效应 1 材料与方法5 7 1 1 材料5 7 1 2 主要仪器5 7 1 3 方法。5 7 1 4 培养条件5 7 1 5 数据处理5 7 2 结果与分析5 7 2 1 模拟微重力效应对苋菜幼苗株高生长的影响5 7 2 2 模拟微重力效应对苋菜幼苗鲜重生长的影响5 8 福建农林大学硕士学位论文 目录 2 3 模拟微重力效应对兑菜幼苗光合色素含龟的影响5 8 3 讨论5 9 3 1 微重力效应影响幼苗的高生长6 0 3 2 微重力效应影响苋菜幼苗的光合色素含量6 l 第七章小结 参考文献 附录图版及图版说明 附录致谢 6 2 6 5 福建农林大学硕士学垡笙茎 丝堕望 一一 缩写词 缩略词 英文全称中文名称 M u r a s h i g ea n dS k o o g M S 培养基 6 - B e n z y l a m i n o p u r i n e 6 - 苄基嘌呤 a - N a p h t h a l e n ea c e t i ca c i d I n d o l e 3 b u t y r i ca c i d 叶萘乙酸 吲哚丁酸 I n d o l e 3 a c e t i ca c i d 吲哚乙酸 D a y h o u r M i n u t e C e l s i u s L u x b l u el i g h t r e dl i g h t g r e e nl i g h t I 天 小时 分钟 摄氏度 勒克斯 蓝光 红光 绿光 M 姒 姒 d h m k B R G 福建农林大学硕十学位论文摘要 摘要 本试验以苋菜( A m a r a n t h 搬m a n g o s t a n u sL ) 种子为材料,进行离体繁殖及试管开花研 究,比较环境因子对苋菜试管苗色素累积以及可溶性蛋白和M D A 含量变化的影响,并探讨 苋菜幼苗生长和光合色素变化的微重力效应。主要研究结果如下: 1 苋菜离体再生体系的建立 以苋菜种子为材料,进行苋菜离体繁殖研究。结果表明:苋菜种子经过7 5 酒精消毒 l m i n ,再用升汞消毒8 m i n ,在M S 培养基上萌发率可达8 7 以上。从无菌苗切取的带2 个 子叶的下胚轴,在M S + 6 一B A 3 0 m g L + N A A 0 2 m g L 培养基上诱导不定芽效果最好;不定芽 在M S + 6 - B A3 0m g L + 认A 1 0 m g L 培养基上,增殖效果最好,增殖系数可达13 0 2 。试管 苗在I 2 M S + 0 2m g L I B A 培养基上生根效果较好,生根率可达2 0 3 5 。在适宜温度下,在 菜园土上试管苗移栽成活率可达9 2 5 以上。 2 苋菜试管开花 在建立苋菜高效离体再生体系的基础上,研究了苋菜试管开花的影响因子。结果表明: 基本培养基M S 和I 2 M S 对苋菜试管开花的影响不大。外源激素对苋菜试管开花的研究表 明,单独添加N A A ,可促进苋菜试管开花;苋菜试管开花对I B A 的浓度变化较敏感:6 - B A 浓度1 0 m g L 时试管苗开花率最高,培养5 0 6 0 d 时可达5 8 7 。不同单色光处理时,绿光 与对照白光试管开花率差异不显著,蓝光、红光处理降低试管苗开花率。每天光照1 8 h 可促 试管苗开花 苗龄超过这 个月以上苋 有时甚至可 及苋菜红色 发生在初次 苷含量变化 福建农林大学硕士学位论文 摘要 的影响研究表明:温度2 0 + l ,p H 5 4 ,白光照射以及弱光条件下,每天光照2 4h 均可促 进叶绿素的合成;类胡萝b 素对环境条件的响应表现与叶绿素一致;温度范围2 0 - 3 2 C 时对 苋菜花色素苷含量变化差异不显著,p H 5 4 和p H 5 8 时花色苷含量均较高,白光对花色素苷 累积效果较好,光照1 8 h d 和1 2 h d 花色素苷相对含量较高且差异不显著;2 0 + l 时苋菜 红色素含量较高。 4 环境因子对苋菜试管苗可溶性蛋白和M D A 变化的影响 温度、p H 、光质和光周期等条件对苋菜试管苗可溶性蛋白和丙二醛含量变化的影响研 究表明:较低温度使苋菜试管苗可溶性蛋白含量升高,2 0 士1 时可溶性蛋白含量最高,p H 6 2 和p H 6 4 时可溶性蛋白含量均高于其他处理,且差异不显著,红光可促进可溶性蛋白合成, 弱光2 4 h d 时可溶性蛋白含量最高;蓝光照射时M D A 含量最低,光周期6 h d 和1 2 h d 时 M D A 含量差异不显著,高于其他处理,p H 6 7 时丙二醛含量最高。 5 苋菜幼苗生长的微重力效应 以湿润培养为对照研究了模拟微重力效应培养对苋菜幼苗生长以及光和色素含量的影 响。结果表明:微重力效应可以使苋菜幼苗的高度增加,模拟微重力培养4 0 d 后苋菜幼苗的 叶绿素含量下降1 4 1 2 ,类胡萝b 素下降1 1 6 8 。 关键词:苋菜:离体培养,试管开花;色素? 微重力效应 I I I 福建农林大学硕十学位论文 A b s t r a c t nv i t r oc u l t u r ea n d nv i t r of l o w e r i n ga n de f f e c t so fm i c r o g r a v i t y o n s e e d l i n gg r o w t hi nA m a r a n t h u sm a n g o s t a n u s L A b s t r a c t S e e d sw e r eu s e dt os t u d yi nv i t r op r o p a g a t i o na n di nv i t r of l o w e r i n go fa m a r a n t h T h ee f f e c t s o fe n v i r o n m e n t a lf a c t o r so nt h ec o n t e n t so fp i g m e n t , s o l u b l ep r o t e i n sa n dM D Aw e r ec o m p a r e d A n dt h ee f f e c t so fm i c r o g r a v i t yo nt h es e e d l i n gg r o w t ha n dt h ec o n t e n t so fp h o t o s y n t h e t i cp i g m e n t w e r ed i s c u s s e d n em a i nr e s u l t sw e r ea sf o l l o w s : 1E s t a b l i s h m e n to f nv i t r or e g e n e r a t i o ns y s t e mo fa m a r a n t h S e e d sw e r eu s e dt os t u d yi nv i t r op r o p a g a t i o no fa m a r a n t h T h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h e g e r m i n a t i o nr a t er e a c h e d8 7 o rm o r eo nt h eM Sm e d i u ma f t e rt h es t e r i l i z a t i o nt r e a t m e n to f 7 5 a l c o h o lf o r1m i na n d0 1 m e r c u r i cc h l o r i d ef o r8 r a i n T h eb e S tm e d i u mf o ra d v e n t i t i o u sb u d i n d u c t i o nf r o mt h eh y p o c o t y lw i t ht w oc o t y l e d o n sw a sM Sm e d i u mw i t ha d d i t i o no f3 0m g L 6 - B A ,0 2 m g LN A A ,f o rp r o p a g a t i o nw a sM Sm e d i u mw i t ha d d i t i o no f3 0 m g L6 - B A ,1 0 m g L I A A ,w i t ht h ep r o l i f e r a t i o nc o e f f i c i e n to f1 3 0 2 ,f o rr o o t i n gW a s1 2 M Sm e d i u mw i t ha d d i t i o no f 0 2 m # LI B A ,w i t ht h er o o t i n gr a t eo f2 0 3 5 W h e nt h ep l a n t l e t sw e r et r a n s f e r r e do n t ot h e g a r d e ns o i l a n d t h es u r v i v a lr a t ew a su pt o9 2 5 a tp r o p e rt e m p e r a t u r e 2 I nv i t r of l o w e r i n go fa m a r a n t h T h ea f f e c t i n gf a c t o r so fi nv i t r of l o w e r i n gw e r es t u d i e do nt h ee s t a b l i s h m e n to fe f f i c i e n t r e g e n e r a t i o ns y s t e m B a s e d0 1 1t h er e s u l t s ,t h ei n v i t r of l o w e r i n gr a t eo fa m a r a n t hh a dl i t t l e d i f f e r e n c eb e t w e e nM Sa n d1 2 M Sb a s a lm e d i a P h y t o h o r m o n e sh a de f f e c t so nt h ed e v e l o p m e n t o ff l o w e r i n g W h e ne i t h e rN A Ao rI B Aa l o n ew a su s e d , i tc o u l dp r o m o t et h ei nv i t r of l o w e r i n g W h e nt h ec o n c e n t r a t i o no f6 - B Aw a s1 0 m g L ,t h ei nv i t r of l o w e r i n gW a st h eb e s t , a n dt h e f l o w e r i n gr a t ew a su pt 05 8 7 a f t e r5 0 - 6 0d a y s I nv i t r of l o w e r i n gr a t ew a sn os i g n i f i c a n t d i f f e r e n c eb e t w e e nt h eg r e e nl i g h ta n dw h i t el i g h tt r e a t m e n t s ,b u tr e d u c e db yb l u ea n dr e dl i g h t 福建农林大学硕十学位论文 A b s t r a c t T h ef l o w e r si n d u c e df r o mt h ei nv i t r op l a n t l e t sd e v e l o p e dw e l la n dt h ef e r t i l i z a t i o na n ds e e d d e v e l o p m e n tw e r en o r m a l ,a n ds o m e t i m et h es e e d se v e ng e r m i n a t e di n t os e e d l i n g si nt h ec u l t u r i n g b o t t l e T h ec o n t e n to fs o l u b l ep r o t e i n ,s o l u b l es u g a ra n dt h ea m a r a n t hr e dp i g m e n tp r e s e n t e dt h e t e n d e n c yo fi n c r e a s i n gf i r s t l y , t h e nd e c r e a s i n gd u r i n gt h ep l a n t l e t st r a n s f o r m e df r o mv e g e t a t i v e g r o w t ht or e p r o d u c t i v eg r o w t h T h ef l o w e rb u dd i f f e r e n t i a t i o no fa m a r a n t hm a y b eh a p p e n e da f t e r t h ef i r s tn e x tg e n e r a t i o n s19 - 2 8 d 3T h ee f f e c t so fe n v i r o n m e n t a lf a c t o r so nt h ea c c u m u l a t i o no fp i g m e n to f nv i t r o a m a r a n t hp l a n t l e t s T h ee f f e c t so ft h ed i f f e r e n te n v i r o n m e n t a lf a c t o r s ,s u c ha st e m p e r a t u r e ,p Hv a l u e ,l i g h t q u a l i t ya n dp h o t o p e r i o d , w e r es t u d i e do nt h ea c c u m u l a t i o no fp i g m e n to f nv i t r oa m a r a n t h p l a n t l e t s T h er e s u l t ss h o w e dt h a tb o t ht h ec h l o r o p h y l ls y n t h e s i sa n dc a r o t e n o i ds y n t h e s i sw e r e i n c r e a s e da t2 0 - a :l ,w i t hp H5 4 ,w h i t el i g h tu n d e r2 4h d T h ec o n t e n to fa n t h o c y a n i nW a sn o s i g n i f i c a n td i f f e r e n c ea t2 0 3 2 ,h i 【g h e rb e t w e e np H 5 4a n dp H 5 8 ,h i g h e rt h r o u g hw h i t el i g h t t r e a t m e n t s ,h i g h e ra n dn o ts i g n i f i c a n td i f f e r e n c eb e t w e e n12 h da n dIgh d T h ec o n t e n to f a m a r a n t hr e d p i g m e n tW a sh i g h e ra t2 0 - 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