菊芋品種莖尖超低溫保存研究.pdf

1、菊芋（Helianthus tuberous L.）屬菊科向日葵屬多年生草本植物，具有很強的抗逆性，多用于東北地區(qū)高速路綠化，常作為改善沙漠、鹽堿地的綠化植被，菊芋還具有很高的經濟價值、觀賞價值、生態(tài)價值和藥用價值，是一種重要的觀賞和作物種質資源。菊芋品種較多，常為無性繁殖，采用超低溫保存可以長期保存菊芋種質資源。
　　本研究以菊芋品種‘2009331028’為試驗材料，以單因素試驗優(yōu)化菊芋莖尖小滴玻璃化法超低溫保存體系，并將該體

2、系應用到‘M6’、‘Stampede’和‘Relikt’這3個菊芋品種中，還比較了菊芋莖尖玻璃化法和小滴玻璃化法超低溫保存效果;采用差示掃描量熱法(DSC)檢測不同處理階段莖尖的熱力學變化和透射電鏡觀察細胞超微結構的變化;最后利用SSR分子標記檢測超低溫保存后再生植株的遺傳穩(wěn)定性。主要研究結果如下:
　　1.菊芋莖尖超低溫保存最優(yōu)化體系為:取繼代培養(yǎng)4-5周的菊芋試管苗‘2009331028’，剝取2-3mm大小的無菌莖尖分別在含

3、0.4 mol/L蔗糖的MS液體培養(yǎng)基中預培養(yǎng)3d，25℃下裝載30min，0℃下PVS2脫水處理15min，小滴玻璃化法進行超低溫保存至少24h，在1.2M蔗糖的液體MS卸載液中解凍20min，每10min換液一次，將解凍后的莖尖轉入恢復培養(yǎng)基中暗培3～5d后轉入光照強度1500lux，16h/8h光周期下培養(yǎng)，存活率和再生率分別為93％和83％。
　　2.運用最優(yōu)化方案對菊芋莖尖進行玻璃化法和小滴玻璃化法超低溫保存后，其存活率

4、分別為34％和93％，再生率分別為26％和83％。菊芋莖尖超低溫保存的最佳方法為小滴玻璃化法。
　　3.運用最優(yōu)化方案對‘M6’、‘Stampede’和‘Relikt’這3個菊芋品種進行小滴玻璃化法超低溫保存，存活率分別為44％、72％、50％，再生率分別為37％、53％、37％，品種間存在差異。
　　4.根據DSC掃描圖譜顯示，新鮮莖尖，預培養(yǎng)的莖尖，預培養(yǎng)、裝載后的莖尖在降溫的過程中都形成冰晶，且結冰的溫度和冰晶的體積隨

5、著處理的加劇而逐漸降低和減小，放出的熱量也相應減小。當莖尖經過PVS2脫水處理，發(fā)生了相變潛熱即玻璃化轉變，4個菊芋品種的DSC結果一致，玻璃化轉變溫度相近。
　　5.透射電鏡觀察了菊芋品種‘2009331028’的8個不同處理的莖尖的超微結構，發(fā)現脫水主要發(fā)生在裝載和PVS2處理階段，菊芋莖尖經過預培養(yǎng)和裝載后，細胞中出現質壁分離，胞內小泡增多，核質濃縮，核仁皺縮，線粒體、葉綠體等細胞器出現空洞或扭曲變形，而經過PVS2處理的莖