学术论文毕业设计论文高原植物芜菁的组织培养研究Word下载.docx
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3.4生根壮苗情况…………………………………………………………………12
3.5移栽成活情况…………………………………………………………………12
4.讨论………………………………………………………………………14
5.致谢………………………………………………………………………14
6.综述………………………………………………………………………15
6.1芜菁的形态特征和栽培技术……………………………………………15
6.2芜菁的营养成分构成和有效物质………………………………………15
6.3麻疯树的毒性和药理活性………………………………………………17
6.4芜菁药用……………………………………………………………….17
6.5芜菁组织培养研究进展及种间杂交…………………………………….18
6.6芜菁防辐射、抗衰老和防癌……………………………………………18
6.7.芜菁的经济价值……………………………………………………….19
6.8芜菁相关的遗传学及分子生物学研究………………………………….19
6.9芜菁应用及研究前景展望……………………………………………….20
7.参考文献…………………………………………………………….20
专业：
生物科学
学生：
邓天宇 指导老师：
唐琳
摘要：
芜菁是十字花科芸薹属芜菁亚种的重要物种，俗名大头菜。
芜菁是较难再生的根部膨大类物种，另外，芜菁还拥有芸薹属最难再生的AA基因型。
这都导致芜菁的离体再生十分困难的原因，国内外目前对芜菁组培的研究较少。
芜菁组培体系的建立，可以为遗传转化实验提供离体再生的条件。
本实验进行了西藏和西昌两个品种芜菁的萌发和离体再生实验，西昌种子萌发由于西藏种子，但愈伤诱导率不及西藏种子。
本实验探索了愈伤途径和芽诱导途径的芜菁离体再生。
在愈伤途径诱导中，西藏种子胚轴愈伤诱导率达100%，子叶达58.3%。
但愈伤诱导芽长势不好。
本实验还进行了芽诱导途径的探索。
我们探索了AgNO3对芽诱导率的影响，当AgNO3浓度为3mg/L时，对芽诱导最有效。
我们选择MS+ 3.0mg/LAgNO3为根本配方，探索了不同浓度6-BA、NAA、ABA、6-BA/NAA以及不同苗龄对芽诱导率的影响。
实验结果说明，芽诱导率最高的配方为：
MS+3.0mg/L6-BA+1.0mg/LNAA+3.0mg/LAgNO3，芽诱导率可达60%。
在生根壮苗的实验和后续的移栽实验，我们尚未探索得到较好的配方，但这方面的研究和探索正在进行。
关键词：
芜菁；
组织培养；
苗龄；
AgNO3；
激素
Abstract：
TurnipsisaimportantoneofCruciferaeBrassicaspecies.Turnipsaremoredifficulttorenewablerootsswollensuchspecie.TurnipalsohastheAAgenotype，whichisthemostdifficultofbrassicaregeneration.Thereisfewpaperabouttheregenerationof Brassicarapa.Toestablishthesystemoftissueturnips,canprovideregenerationconditionsforgenetictransformation.Inthisexperiment,wetestthegerminationandregenerationofTibetandXichangtwovarietiesturnips.XichangseedshowesabetterseedsgerminationthanTibet,butinductionrateisworsethanTibetseeds.Thisexperimentexploresthewaysofcallusinductionandbudswayfromthebodyoftheturnipsregeneration.Inthewayofcallusinduction,thecallusinductionrateofTibethypocotylis100%,whichis58.3%incotyledons.Butthebudsfromcallusisnotsogood.WetestediftheAgNO3caninfluencethebudsinductionrate.Wefoundthat3mg/LAgNO3ismostsuitableforbudsinduction.WechoseMS+ 3.0mg/LAgNO3asthebasicformulaofthemedium.Weconsideredthosefactors:
theconcentrationof6-BA、NAA、ABA,6-BA/NAA,theseedingage.Theexperimentalresultsshowthat,“MS+3.0mg/L6-BA+1.0mg/LNAA+3.0mg/LAgNO3〞isbestforbudsinduction.Therateofbudsinductioncanreach60%.Wehavenotgotagoodformulaforrootandseedling.
Keywords:
Brassica.rapa.L．,Tissueculture,seedingage,AgNO3,Planthormones
前言
芜菁（turnip），十字花科（Cruciferae）芸薹属芸薹种芜菁亚种能形成肉质根的二年生草本植物。
学名BrassicacampestrisL．ssp.rapiferaMatzg（syn.B.rapa.L．），俗名大头菜，又称大头芥，香大头。
肥大肉质根可供食用，可炒食、煮食或腌渍。
芜菁中含有类黄酮类物质，具有防辐射、防癌、抗衰老、等作用。
已有相关研究说明，芜菁汁液可以降低癌细胞的生长，抵抗辐射损伤。
糖尿病人食用芜菁还可以起到降血糖的作用。
作为十字花科芸薹属的重要物种，芜菁的优良特性很多，这是一个优良的基因源，对芜菁和其它十字花科物种进行远缘杂交、细胞融合等处理，可以整合不同物种之间的优良特性。
芜菁染色体数为2n=20，其基因型为AA，是芸薹属中最难进行离体再生的。
加之芜菁是较难再生的根部膨大类作物，其离体再生非常困难。
[8]国内外对芜菁离体再生的研究很少，本实验是为下一步做芜菁转化实验准备，需要建立芜菁的再生体系，才能进行转化后的植株再生。
我们查阅了前人研究的结果进行重复，比较不同方案的对芜菁不同取材部位离体再生频率的影响，同时适当改变了培养基配方，试图探寻激素、AgNO3等物质对芜菁离体再生频率的影响。
本实验为探索性实验，下述局部主要记录此次实验的探索过程。
实验材料和方法
实验材料选取四川省西昌市产的芜菁种子和西藏芜菁种子。
将西藏芜菁和西昌芜菁的种子分别在25℃条件下，用蒸馏水浸泡4h。
然后，将蒸馏水倒去，用70%酒精消毒40s。
去除酒精后，用0.1%〔w/v〕升汞浸泡6min。
除去升汞，用无菌水洗涤种子4~5次。
酒精消毒及后续的步骤在超净工作台上完成。
无菌种苗的萌发采用MS和1/2MS培养基。
配制好两种培养基后，高压蒸汽灭菌，培养基凝好后放入超净工作台紫外灭菌30min。
将灭好菌的两种芜菁种子接种到组培用的锥形瓶中，每瓶约接种30粒种子，25℃培养。
长出无菌苗后观察长势。
根据?
植物生长调节剂在植物组织培养中的应用?
一书中记录的芜菁组培的配方，使用5d苗龄的无菌带柄子叶为外植体，需要对其进行2d的预培养，因此我们设计了预培养和不预培养两个对照组，观察愈伤组织的生成率。
我们采用的预培养培养基配方为：
MS+1.0mg/L2,4-D。
书中配方和查阅的文献，初步的诱导培养基配方确定为：
编号
培养基配方
诱导愈伤组织诱导率〔%〕
子叶
胚轴
西藏
西昌
①
/
100
②
③
25
④
⑤
⑥
MS 〔空白对照〕
注：
/代表染菌。
每种配方配制600ml培养基，分装12瓶，西藏和西昌种子以子叶和胚轴为外植体各接种2瓶，每瓶接种外植体的个数为6个。
25℃培养2周，数清长出愈伤的外植体的个数，计算诱导愈伤组织的诱导率。
根据查到的文献，初次选定的芽诱导培养基为MS+4.0mg/L6-BA+0.4mg/LNAA。
将第一步得到的愈伤组织接种到这个配方的芽诱导培养基，25℃培养。
2周后统计长芽个数和长芽率。
结果显示，次配方芽诱导率较低。
各配方长芽个数和长芽率分别是：
长芽个数〔个〕
1〔子叶〕
1〔胚轴〕
长芽率〔%〕
后续，对愈伤途径的愈伤组织的芽诱导我们又进行了新的尝试。
第二次选定的培养基配方为：
a
b
c
每种配方500ml，分装与10瓶中。
采用西藏种子，5d无菌苗，①号诱导培养基培养愈伤组织，子叶和胚轴来源的愈伤各接种5瓶，每瓶中接种6团愈伤组织。
因愈伤组织诱导芽长出率较差，而同时进行的芽诱导途径发现生根率和长芽率都较高。
因此，我们暂停了愈伤途径。
下一步，我们进行了芽诱导途径的研究。
前期试验发现胚轴主要长愈伤组织，芽诱导率较低。
因此，我们选择带柄子叶为外植体。
经查阅文献，我们选定的用于芽诱导途径的芽诱导培养基配方如下：
芽诱导率〔%〕
根诱导率〔%〕
A
50
B
40
C
每种配方250ml，分装5瓶，每瓶接种6个外植体，外植体为西藏种子，5d苗龄的带柄子叶，每种配方的外植体个数为30个。
25℃培养2周后统计每种配方的长芽个数和生根个数，计算芽诱导率和根诱导率。
为考察AgNO3对芽诱导率的影响，我们设计配方如下：
〔a〕
〔b〕
20
〔c〕
25℃培养，2w后统计芽诱导率。
在A配方的根底上，我们进行了芽诱导配方的优化。
配方以MS+3.0mg/LAgNO3基底，主要设定的配方考虑的因素包括：
6-BA与NAA的浓度及浓度比，是否添加ABA和ABA添加的量。
设定的培养基中6-BA、NAA、ABA的量如下：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
6-BA〔mg/L〕
NAA〔mg/L〕
6-BA/NAA
ABA〔mg/L〕
我们选取ABA添加量都为0.3mg/L的几组组配方进行7d苗龄的外植体的培养。
25℃培养3周后统计每种配方的长芽个数和生根个数，计算芽诱导率和根诱导率。
壮苗培养基的配方为：
生根率〔%〕
α
MS
β
γ
每种配方600ml，分装到12瓶中，每瓶接入3块丛生芽。
25℃下培养。
将在壮苗培养基中长出根和叶子的苗移栽到营养土中栽培，统计移栽成活率。
结果与分析
采用MS+1.0mg/L2,4-D预培养5d苗龄的西藏芜菁子叶和胚轴作外植体，①号培养基进行愈伤诱导培养，进行预培养的外植体，子叶的诱导率为50%，胚轴的愈伤组织诱导率为91.7%。
比照未进行预培养的子叶〔58.3%〕和胚轴〔100%〕的诱导率，未表达出明显的优异性，因此，我们在此后的愈伤途径的实验中，未再进行预培养。
①号配方MS+4.0mg/L6-BA最适于西藏种子的胚轴长愈伤组织，诱导率为100%。
胚轴愈伤组织的生长状况如图1.同时，此配方也比较适合子叶的愈伤组织诱导。
②号配方MS+2.0mg/L6-BA+0.5mg/LNAA+5.0mg/LAgNO3也能诱导胚轴和子叶长愈伤组织，但愈伤组织的诱导率较①号配方差。
另外，此配方中有一个子叶长出了芽，芽诱导率为8.3%。
西昌种子无菌苗长势较西藏种子好，但愈伤组织的诱导不及西藏种子，因此，后续实验我们选择西藏种子。
西藏种子无菌苗的萌发状况见图2.
我们对愈伤组织进行了继代培养，并对愈伤组织芽诱导进行了2次，4配方的尝试。
因愈伤组织诱导芽长出率较差，愈伤组织在培养中多出现玻璃化，并且在后期出现褐化，如图3.而同时进行的芽诱导途径发现生根率和长芽率都较高。
我们设计了A、B、C三个配方进行子叶直接诱导芽的实验，A配方的芽诱导率为50%，同时，A配方的根诱导率也到达了50%。
A配方与B、C配方的区别主要在添加了ABA，6-BA与NAA的浓度及浓度比等。
因此，在A配方的根底上，我们进行了芽诱导配方的优化。
我们还考虑了苗龄有可能会对芽诱导产生影响。
2.3.1AgNO3对芽诱导率的影响
当AgNO3浓度为3.0mg/L时，芽诱导率最高，达50%。
因此，我们在后续试验中选定MS+3.0mg/LAgNO3为基底。
我们选取ABA添加量都为0.3mg/L的几组组配方，接种7d苗龄的带柄子叶，观察了苗龄对芽诱导率的影响。
其结果如下：
苗龄5d
苗龄7d
30
实验结果说明，7d苗龄的芽诱导率整体略高于5d苗龄的外植体芽诱导率，但苗龄对芽诱导率的影响不太明显。
当6-BA/NAA为5，且激素浓度不太高时，芽诱导率较高。
同时，我们发现，当6-BA/NAA为5时，外植体愈伤组织长的较多。
1-12组配方，5d苗龄，25℃培养3w的芽诱导率如下：
6-BA
NAA
ABA
60
激素浓度单位均为mg/L。
本次实验中,芽诱导率最高的3个配方依次是1号、6号和9号，它们的芽诱导率分别是60%、40%和36.7。
6-BA/NAA为3，不添加ABA芽诱导率最高，芽诱导率随ABA浓度增加而降低。
6-BA/NAA为4或5时，ABA浓度越高，芽诱导率也越高。
6-BA/NAA为6时，ABA浓度越高，芽诱导率越低。
α配方，也就是直接用MS培养基培养的生根壮苗培养基的生根率可达22.2%，明显高于添加其他激素。
将带柄子叶诱导长出的芽切割转移到壮苗培养基〔MS培养基〕2周后，长根的状况如图4，3周后生长状况如图5，图5中，诱导芽出现褐化，且生根和长叶状况都不好，但其中一瓶长势良好，如图7。
将图7中的三个长出诱导叶的芽分别移入3个MS培养基后继续培养至6周，生长状况如图7。
8周时，如图8，图9。
生根和叶子长势都算良好，但其中一篇叶子黄化。
因为已经长出了根和叶，我们将图8和图9.中的植株移栽到营养土中。
实验进行到目前为止，尚未出现移栽存活的芜菁再生植株。
分析认为是因为诱导生根产生的根和叶的维管组织没有联通，生根数量太少，植株还不具有在营养土中独立生存的能力。
图5.诱导芽移栽到壮苗培养基3w后生长状况图 图6.3w时诱导状况较好的一瓶。
讨论
芜菁组培中，对芜菁再生有影响的因素包括：
外植体类型、苗龄、激素种类和配比，光照、温度等。
在研究中，发现外植体生长发育所需的外界激素在其不同的生长阶段是不同的，表现在两方面：
〔1〕所需的激素浓度种类变化；
〔2〕所需的激素浓度变化。
这说明：
外植体在其生长发育不同阶段自身的激素水平是不断变化的。
因此，在植物组织培养过程中，诱导外植体要根据外植体的不同生长发育阶段调整培养基中的激素间的相互关系和浓度。
本实验中，我们设置了不同ABA、6-BA、NAA浓度，以及不同的6-BA/NAA比进行研究。
我们发现芽诱导率最高的3个培养基配方分别是：
MS+3.0mg/L6-BA+1.0mg/LNAA+3.0mg/LAgNO3，MS+2.0mg/L6-BA+0.5mg/LNAA+0.5mg/LABA+3.0mg/LAgNO3，MS+2.5mg/L6-BA+0.5mg/LNAA+0.5mg/LABA+3.0mg/LAgNO3。
芽诱导率分别是60%，40%，36.7。
在芽诱导途径芜菁植株再生过程中，适量的AgNO3可以提高芽诱导率。
在离体培养中分化培养基中添加AgNO3可明显促进体细胞胚的发生和器官发生。
AgNO3可抑制乙烯活性，防止褐化。
但AgNO3浓度过高可能会因金属毒性反而抑制器官发生。
本实验中，我们发现，当AgNO3浓度为3mg/L时，最适宜芽诱导。
前人的研究说明，无菌苗的苗龄是影响诱导率的重要因素。
一般3~7d苗龄的比较适合作为离体再生实验的外植体。
我们的实验中选取了4种不同激素比下5d苗龄和7d苗龄的外植体进行芽诱导实验，从实验中得到的芽诱导率可以看出，7d苗龄的外植体的芽诱导率略高于5d苗龄的外植体，但差异不大。
我们的实验尚未建立芜菁离体再生的体系，还需解决的问题主要有：
诱导芽生根，诱导芽长成完整植株，移栽存活等方面的问题。
目前，关于这些方面的研究正在进行中。
致谢
本文是在众多老师、同学和亲人的关心下完成的。
感谢四川大学生命学院给我们提供了此次实验的场所和所需的实验条件。
感谢我的指导老师唐琳老师，她在我实验期间遇到困难时给予了指导，并指导我完成了毕业论文的撰写。
唐老师治学严谨，对科研事业拥有极高的热情，在师从唐老师期间，她的人格魅力也无时无刻地影响着我。
感谢实验室朱玲玲师姐，在实验期间，她给予了我很多指导和帮助，指导并协助我完成了实验照片的拍摄。
芜菁综述
芜菁〔BrassicaRapaL.〕，俗称大头菜、盘菜，是十字花科芸薹属蔬菜。
由于芜菁是AA基因型，其离体再生非常困难，目前国内外的研究较少。
但为了进行芜菁的遗传学、细胞生物学以及分子生物学等的进一步研究，建立芜菁的组培高频再生体系是非常有必要的。
芜菁中含有丰富的蛋白质、维生素、粗纤维等营养成分，具有很高的食用价值，用芜菁的肥大的肉质根腌制的大头菜广受喜爱。
芜菁还具有极高的药用价值。
中医认为，芜菁辛甘苦，无毒，开胃下气，利湿解毒。
治食积不化，黄疸，消渴，热毒风肿，疔疮，乳痈。
依托现代科技，人们别离提取芜菁中有药用价值的成分进行研究，目前已经发现芜菁中的对环磷酰胺，黄酮类物质等具有抗突变，防癌和预防衰老的成效。
另外，芜菁的汁液对辐射损伤还有一定的防护作用。
芜菁易于栽种，存活率高，生长周期短，对其进行进一步的深入研究是非常有必要的。
本文将对芜菁的相关研究进行综述，涉及的内容包括：
芜菁的形态、生理生化、育种、组培、药用价值及经济价值等。
芜菁的形态特征和栽培技术
芜菁〔BrassicaRapaL.〕，又称扁萝卜、圆根。
芜菁原产于欧洲，目前欧洲、亚洲美洲都有栽培。
二年生草本；
块根肉质，球形、扁圆形或矩圆形，根肉白色或黄色，不带辛味。
基生大头羽状复叶，长20-34cm，顶生裂片很大，扁圆波状或浅裂；
侧生裂片数个，向下逐渐变小，上面有少数散生刺毛；
叶柄长10-16cm；
下部茎生叶象基生叶，绿色或带粉霜，基部抱茎或有叶柄；
上部无叶柄，矩圆形或披针形，不裂，有齿。
总状花序顶生，花长9毫米，鲜黄色。
花和果实和油菜相似。
种子较大，褐色。
[1]
大头菜一般在冬季栽培，利用冬季稻田空闲的土地资源和光温资源，在收获晚稻后不经犁地就直接移栽大头菜的栽培方法。
大头菜可以直播也可以育苗移栽，直播大头菜肉质根须少，形状较整齐，产量也较高，大多项选择择直播。
播种时应选择适当的温度和湿度。
大头菜的最适生长温度为15-20摄氏度。
大头菜生长发育过程中，一般每15-20天施其次有机肥和氮磷钾肥。
应保证有充足的水分供应，注意不同生长阶段的施肥策略。
栽培过程中注意田间管理，适时除杂草培土。
在栽种过程中，病虫害管理十分重要。
影响大头菜生长最严重的病害是软腐病，虫害主要有蚜虫、菜青虫。
治病防虫应预防为主，严格按照技术部门提供的病虫害防治方法用药。
基叶枯黄，根头部绿转黄时采收，防止空心和烂根。
[2]
芜菁的营养成分构成和有效成分
芜菁可食局部块根中营养物质丰富，据测定，每100克新鲜芜菁含水分90.5克，蛋白质1.4克，脂肪0.1克，碳水化合
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