模擬微重力下植物細胞生理及細胞電融合研究.pdf

1、細胞電融合技術是一門實用性很強的生物技術，也是空間發(fā)展的生物技術之一。上世紀70年代以來，利用電融合技術產(chǎn)生體細胞雜種植株已有不少報道，但由于雜種細胞融合率較低，使得這項技術在生產(chǎn)上的應用潛力難以發(fā)揮，而空間微重力環(huán)境沒有重力沉降和熱對流等因素影響，使得雜種細胞融合率及活力率均有所提高，然而空間搭載成本較高，受到飛行時間和儀器重量的限制，試驗不能多次重復，因此常采用模擬回轉器旋轉進行模擬失重的生物研究。目前微重力模擬試驗主要集中于動物細

2、胞、藻類細胞及對植物整個植株和種子的研究上，直接對植物細胞回轉的研究較少。本試驗采用旋轉培養(yǎng)裝置(RCCS)模擬微重力條件，對去除細胞壁的植物原生質體進行模擬微重力回轉，觀察模擬失重對原生質體狀態(tài)、細胞層面上各種生理生化指標及自體電融合的影響，為微重力條件下植物細胞電融合機理提供理論參考。 本論文主要分為三個部分： 一、采用曼陀羅(Datura metel L．)莖段為外植體，在附加不同植物激素組合的培養(yǎng)基中對愈傷組

3、織的誘導和植株再生進行研究。結果表明：采用修改的MS培養(yǎng)基(除去甘氨酸，維生素B1含量增加至0.5mg/L，pH 5.5)附加2 mg/L，2,4-D可由曼陀羅莖段誘導大量胚性愈傷組織；愈傷組織繼代選用0.5 mg/L2,4-D為宜；不定芽的誘導采用MS培養(yǎng)基(20 g蔗糖，8 g瓊脂，0.1g水解干酪素)+6-BA(0.5 mg/L)；幼苗進一步轉接至1/2 MS+IBA(0.2 mg/L)生根培養(yǎng)基中，可完成曼陀羅莖段愈傷組織誘導和

4、再生植株的組織培養(yǎng)過程。 二、分別以煙草無菌苗(Nicotiana tabacum cv．Wisconsin 38)葉片，煙草懸浮系(T-BY-2)，曼陀羅愈傷組織為材料分離制備原生質體，并采用不同染料對原生質體活力和細胞核進行染色效果比較。結果表明：由煙草懸浮系得到的原生質體數(shù)量多、活力旺盛、耐受力好，更適合于模擬微重力試驗；原生質體活力觀察宜采用熒光素雙醋酸酯(FDA)染色法，染色效果清晰，四嘧唑藍(MTT)法則可定量反映

5、原生質體活力；相對于其他細胞核染料，DAPI對不同來源的原生質體細胞核染色效果均較好，能夠清晰地對原生質體進行觀察和計數(shù)。 三、選用煙草懸浮系(T-BY-2)原生質體為材料對模擬失重下煙草原生質體生理及自體電融合變化進行探討。結果表明：煙草懸浮系原生質體模擬失重以15 rpm的回轉速度較為適宜，回轉后大部分煙草懸浮系原生質體形態(tài)未發(fā)生變化，少部分原生質體細胞質和液泡發(fā)生分離；與正常地面對照組相比原生質體活力有所下降；模擬失重下

6、原生質體可再生細胞壁，與地面對照無明顯差異；模擬回轉初期煙草原生質體輔酶Ⅰ(NADH)含量高于地面對照組，隨著時間延長NADH含量逐漸降低，均低于地面對照組，表明模擬微重力條件下煙草原生質體所需能量減少；另外模擬回轉初期煙草原生質體微絲骨架解聚，F(xiàn)-actin含量低于地面對照，隨著時間延長回轉組微絲骨架含量逐漸恢復，與對照組F-actin含量相當，回轉24 h后原生質體F-actin含量反高于地面對照，具體原因還需進一步探討；最后本試驗