生物毕业论文植物学

收稿日期：2007-10-25基金项目：深圳市科技和信息局基金资助项目作者简介：王丹（1982-），女，辽宁本溪人，硕士研究生，从事植物生物技术研究。注：雷江丽为通讯作者。大花美人蕉茎尖组织培养技术研究王 丹1,2，雷江丽2，吴燕民3，吕 慧2，郁继华1(1.甘肃农业大学 农学院，甘肃 兰州 730070；2.深圳市园林科学研究所，广东 深圳 518003；3.中国农业科学院 生物技术研究所，北京 100081)摘 要：以大花美人蕉（Canna×generalis）根茎茎尖为外植体进行组织培养技术研究，筛选出芽诱导适宜的培养基为MS + 6-BA （单位下同）+ TDZ ；MS + 6-BA + TDZ + NAA 培养基能较好地诱导分化出丛生芽, 继代增殖培养中与MS + 6-BA + TDZ + NAA 培养基交替使用可减少畸形芽，增殖系数达；适宜的生根培养基为MS + 6-BA + NAA ，生根率达，且植株生长健壮，移栽易成活。关键词：大花美人蕉；茎尖；组织培养中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1009-7791(2008)01-0033-04Research on Shoot-tip Culture of Canna×generalisWANG Dan1,2, LEI Jiang-li2, WU Yan-min3, LÜ Hui2, YU Ji-hua1( of Agronomy, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, Gansu China; Institute of LandscapeGardening, Shenzhen 518003, Guangdong China; Research Institute, Chinese Academy of AgriculturalSciences, Beijing 100081, China)Abstract: The paper mainly studied on tissue culture of Canna×generalis with the stem tips asexplants. The results showed that the bud inoculation medium was MS + 6-BA ; the best of clump shoot induction and differentiation medium was MS + 6-BA +TDZ + NAA ; using MS + 6-BA + TDZ + NAA asproliferation medium, an optimal proliferation rate was obtained. When the two kinds of mediumused alternatively, the effect was better. The optimum rooting medium was MS + 6-BA +NAA , the rate of rooting could reach , and cultured in this medium, the plant grewwell and easy to words: Canna×generalis; shoot-tip; tissue culture大花美人蕉(Canna×generalis)属美人蕉科(Cannaceae)美人蕉属(Canna)的园艺杂交种[1]，是多年生喜光宿根草本花卉，原产美洲热带和非洲等地。其枝叶茂盛、花朵艳丽、姿态优美、花期长，在深圳地区几乎全年开花，是配置大型花坛的优良品种。大花美人蕉不仅观赏价值高，而且能吸收硫、氯、氟、汞等有害物质，具有净化空气、保护环境的作用，因此，世界许多城市的园林绿化中都广泛应用。美人蕉传统的繁殖方式主要采用分切地下根茎的方法，繁殖速度慢、增殖效率低，而且连续营养繁殖造成病毒积累致使病毒病在各地相当普遍，严重影响其观赏价值。利用茎尖组织培养进行脱毒试管苗快繁，是目前大力繁殖与推广美人蕉的主要手段。关于美人蕉组织培养的研究报道较少[2,3]，本研究探索其组织培养高效的再生体系，以期为品种提纯复壮及遗传转化、性状改良奠定基础。2008,37(1): Plant Science第·34· 37 卷1 材料与方法 材料供试材料为目前城市绿化中普遍应用的大花美人蕉‘President’品种。 外植体选择与处理选择生长健壮、无病虫害的优良母株，挖取带芽胞的根茎，去除表面老皮并用肥皂水清洗。用75%乙醇棉擦拭，然后采用不同的消毒剂及处理时间（升汞10min、2%次氯酸钠10min、2%次氯酸钠20min、2%次氯酸钠 + 升汞5min、2%次氯酸钠 + 升汞10min），封闭式振摇灭菌。无菌水冲洗5 次，置于超净工作台上备用。接种前，剥去外部叶片，露出生长点，立即切取茎尖进行接种。 培养方法及培养条件试验于2006 年10 月在深圳市园林科学研究所组培室进行。诱导、增殖和生根培养基均选用MS为基本培养基，在不同培养阶段附加不同种类、不同浓度配比的植物生长调节剂（表2～表4），蔗糖3%，pH 。培养温度(28±2)℃，光照强度2 500 lx，光照周期为14h/d，相对湿度70%～80%。每处理接种30 瓶。定期观察试管苗生长与分化情况。2 结果与分析 不同消毒处理方式对外植体无菌化的影响因供试外植体取自美人蕉地下根茎，表面污染物较多，不易消毒，且不同植物及外植体的成熟度对消毒剂的反应不同，故本试验选用升汞和次氯酸钠进行灭菌效果比较，以筛选合适的消毒剂及消毒处理时间。由表1 可知，2%次氯酸钠20min 处理的无菌化效果较好，但茎尖褐化较严重，说明灭菌时间过长对去老皮后的幼嫩根茎影响较大。升汞10min 处理与2%次氯酸钠 + 升汞 10min处理，无菌化效果差异不大，但2%次氯酸钠 + 升汞 10min 处理有轻微药害。因此，后续实验选用升汞处理10min 进行外植体消毒。 不同生长调节剂配比对芽诱导的影响以MS 为基本培养基，附加不同浓度6-BA、NAA、2,4-D、KT、TDZ 等（表2），以筛选出较适宜美人蕉茎尖诱导分化的配方。因美人蕉根茎具有休眠特性，芽诱导分化较难。TDZ 具有很强的促进细胞分裂活性，～μmol/L 即可有效促进分化[4]，因此，本实验对TDZ 的诱导效果进行初步探索。试验表明，在不添加任何生长调节剂的MS 基本培养基（1 号）上，茎尖接种10d 后开始生长，叶片展开后，生长停止；15d 后转接到新的MS 培养基上无明显生长，随后叶片逐渐变黄、萎蔫，说明基本培养基中添加生长调节剂是美人蕉离体培养的必要条件。在仅添加6-BA 的2、3、4 号培养基中，高浓度的2 号培养基分化率为，明显好于3、4号培养基，说明美人蕉启动芽诱导分化需要高浓度的细胞分裂素（表2）。11～16 号培养基添加物为不同生长调节剂与TDZ 组合（表2）。仅添加TDZ 的培养基分化率为0，而多种生长调节剂配合使用分化效果更好[5]。其中15 号培养基的侧芽分化率最高，达，且每个茎尖可增殖2～3 个侧芽，但个别茎尖经多次转接后有畸形芽；与2 号培养基相比，分化率明显提高，说明添加低浓度TDZ 可促进芽诱导分化（表2）（图版-a）。5、6、7 号培养基为生根培养基，探讨NAA 对美人蕉茎尖生长和生根的影响。试验结果初步说明美人蕉在6-BA/NAA 小于2/ 时生根率可达50%以上（表2）。8、9、10 号培养基，探讨美人蕉脱分化，诱导愈伤组织，但结果均不理想。因此，建立高效的美表1 不同消毒剂及处理时间对外植体无菌化的影响处 理 接种数污染数污染率(%) 药害情况升汞10min 30 5 基本无药害2%次氯酸钠10min 30 12 无药害2%次氯酸钠20min 30 4 20%有轻微药害2%次氯酸钠+升汞5min 30 10 3%有轻微药害2%次氯酸钠+升汞10min 30 5 7%有药害第1 期 王丹,等：大花美人蕉茎尖组织培养技术研究 ·35·人蕉遗传转化再生体系还需进一步探索愈伤组织诱导途径。 芽继代增殖为了探讨优化的芽继代增殖培养基配方，按表3 设计6-BA、NAA、TDZ 的正交实验，以15 号培养基上分化出的丛生芽为接种材料，进行继代增殖培养（图版-b）。由表3 可见，除17、18 号培养基外，低浓度TDZ（）的分化促进作用较高浓度（）的效果好，说明高活性的TDZ 浓度过高反而抑制分化。当 时, NAA 促分化作用显著优于。在TDZ、NAA 浓度相同的情况下，随着6-BA 浓度的升高，分化率提高。但随着继代次数的增多，含高浓度6-BA的27 号培养基分化率略有下降，甚至有个别畸形芽产生，说明高浓度细胞分裂素对短期的分化有促进作用[9]，但继代数次后，芽已经萌动，自身具有分化能力，需适当降低6-BA 浓度进行壮苗，以避免畸形芽产生。因此，在增殖过程中交替使用分化增殖系数较高的19 号培养基和27 号培养基，既可保证较高的芽分化率，又可使继代苗生长健壮，减少畸形芽。 生根诱导增殖芽3～5cm 长时，转接到生根培养基上培养约10d 后，可见到根生成（图版-c）。接种20d 后统计生根结果（表4）。从表4可见，所用培养基上都有根生成，说明美人蕉生根较容易；结合生根率和生长势，我们认为MS + 6-BA + NAA 培养基较适宜美人蕉生根。表2 不同植物生长调节剂组合的比较植物生长调节剂(mg/L) 编号6-BA NAA 2,4-D KT TDZ分化率(%) 生根率(%) 备注1 0 0 0 0 02 9 0 0 0 0 参考[2]3 5 0 0 0 0 参考[3]4 3 0 0 0 0 2 1 0 0 0 2 0 0 0 2 0 0 0 08 0 0 4 0 09 0 0 2 1 0 参考[6]10 0 0 2 0 参考[7]11 0 0 0 0 012 0 0 0 参考[8]13 0 0 0 0 0 1 0 8 0 0 0 5 0 0 表3 不同生长调节剂配比对芽继代繁殖的影响生长调节剂(mg/L) 编号6-BA NAA TDZ接种数分化率(%)增值系数 生长势17 30 ++18 30 ++19 30 ++20 30 ++21 30 ++22 30 ++23 30 ++24 30 +25 30 ++26 30 +27 30 ++28 30 +注：++ 表示生长势强；+表示生长势弱。同列中不同字母表示差异显著(P＜＝，表4 同。表4 不同的生长调节剂配比对组培苗生根的影响生长调节剂(mg/L) 编号6-BA NAA接种数生根苗数生根率(%)植株生长势29 0 30 19 +30 0 30 21 ++31 30 20 +++32 30 16 ++注：+++ 表示生长势强；++表示生长势中等；+表示生长势弱。第·36· 37 卷3 结 论美人蕉根茎生长在土壤中，无菌化操作较困难。灭菌试验表明，升汞震荡灭菌10min 效果较好，采回的外植体应尽快处理接种，放置时间过长伤口处易染菌，导致接种后褐化较严重。MS + 6-BA + ZDT + NAA 培养基能较好地诱导分化丛生芽，MS + 6-BA + TDZ NAA 为较好的增殖培养基，在增殖培养过程中这两种配方交替使用效果更好；短时间使用高浓度生长调节剂对增殖有促进作用，但长时间使用高浓度生长调节剂会使组培苗质量下降。在试验中还发现，转接次数多的茎尖较转接次数少的分化率大，建议在接种后的10～20d 内及时转接。选用MS + 6-BA + NAA 为生根培养基，生根率较高，根系粗壮、根毛密集，植株生长健壮（图版-d），且移栽成活率较高。参考文献:[1] Segeren W, et al. The genus Canna in Northern South America[J]. Acta Bot Neerl., 1971,20(6): 663-680.[2] 刘文萍,等. 美人蕉茎尖组织培养及快繁技术[J]. 北方园艺, 2001(6): 32.[3] 丁爱萍,等. 美人蕉组织培养及快速繁殖技术[J]. 园林科技, 2006(1): 11-12.[4] Singh N D, et al. The effect of TDZ on organogenesis and somatic embryogenesis in pigeonpea (Cajanus cajan L. Millsp)[J].Plant Science, 2003,164(3): 341-347.[5] 王关林,等. 高活性细胞激动素TDZ 在植物组织培养中的应用[J]. 植物学通报, 1997,14(3): 47-53.[6] 宣朴,等. 生姜茎尖组培快繁技术研究[J]. 西南农业学报, 2004,17(4): 484-486.[7] Kromer K, et al. In vitro cultures of meristem tips of Canna indica L.[J]. Acta Horticulturace, 1985,167: 279-286.[8] Vendrame W A, et al. In vitro propagation and plantlet regeneration from Doritaenopsis Purple Gem 'Ching Hua' flowerexplants[J]. HortScience, 2007,42(5): 1 256-1 258.[9] 刘敏. 花卉组织培养与工厂化生产[M]. 北京: 地质出版社, 2002: 101-102.

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野外实习植物组实验报告论文——大鹏半岛蕨类植物研究[前言] 蕨类植物是最早登陆的维管植物,至今仍然是生态系统初级生产力的重要组成部分.它们一方面可以通过改造生态环境影响森林群落发生和发展的过程,另一方面由于它们对生态因子变化的敏感性,其组成的多样性及其对环境的适应组合也随着森林群落发生和发展而不断变化.其中含5种以上的科有水龙骨科(Dryopteridaceae)、金星蕨科(Thelypteridaceae)、凤尾蕨科(Pteridaceae)、卷柏科(Selaginellaceae)、鳞毛蕨科(Dryopteridaceae)、蹄盖蕨科(Athyriaceae)、铁角蕨科(Aspleniaceae)、鳞始蕨科(Lindsaeaceae). 大鹏半岛的蕨类植物种类具有典型的南亚热带植物区系特点。按生长基质的不同,将大鹏半岛的蕨类植物划为土生、石生、水生和附生四种生态类型,其中以土生类型为主。[摘要] 通过对深圳市大鹏半岛蕨类植物样方调查,初步分析了样方中蕨类植物的种类组成和区系特点及种群的多度、频度、重要值、蕨类的生长型、叶的性质和群落的外貌、季相等群落学特征.。调查结果是蕨类植物共有105种,它们隶属于35科、65属. 同时介绍蕨类植物的起源、生活史、形态、药用等内容。[关键词] 蕨类植物，大鹏半岛植被[正文] 关于蕨类植物的起源问题植物学家的意见并不一致。多数认为，古老的蕨类植物起源于绿藻，其主要理由是它们都具有相似的光合作用色素以及贮藏物质——淀粉，世代交替、有鞭毛的游动精子以及多细胞有性生殖器官等也都相似。至于蕨类植物起源于苔藓植物的论点，因缺乏足够的证据，而且难以解释两者生活史上的极大差异。 蕨类植物是具有维管束并以孢子繁殖的植物。陆生或附生，少有水生。多为多年生草本，但在古代很多是高大的木本植物。孢子体发达，具有根、茎和叶。配子体退化成很小的原叶体，具有假根，多营独立生活。茎多为根状茎，仅少数直立或匍匐。根状茎常被有鳞片或鳞毛，内部构造具有原生中柱，如松叶蕨属（松叶兰属， Psi1otum）；编织中柱，如石松属（LYcopodium）,管状中状和网状中柱，如真蕨纲植物。 叶有小型叶和大型叶两类。小型叶类者，叶小形，茎较叶发达，如石松纲和木贼纲的植物，大型叶类者，叶大形，单叶或分裂成羽片，如蕨纲的植物,叶脉分离或联结，分离者有叉状、扇状或羽状脉；联结者常交织成各式网状。有的种类，一部分叶片完全着生隐孢子囊群，称为孢子叶或能育叶，而另一部分叶则不着生孢子囊群，称为营养叶或不育叶。 根通常为不定根，形成须根状；大多数为根状茎，匍匐生长或横走。少数具地上茎，直立成乔木状，如桫椤 Cyathea spinulosa Wall．ex HOOK.。蕨类植物的茎上通常被有鳞片或毛茸。鳞片膜质，有各种形状，鳞片上常有粗或细的筛孔。毛茸有单细胞毛、腺毛、节状毛、星状毛等。蕨类植物的叶多从根状茎上长出，有簇生、近生或远生的，幼时大多数呈拳曲状，是原始的性状。根据叶的起源及形态特征，可分为小型叶和大型叶两种。小型叶(micro phyll)没有叶隙(leaf gap)和叶柄，仅具1条不分枝的叶脉，如石松科、卷柏科、木贼科等植物的叶。大型叶(macrophyll)具叶柄，有或无叶隙，有多分枝的叶脉，是进化类型的叶。如真蕨类植物的叶。大型叶有单叶和复叶两类。 蕨类植物的孢子成熟后散落在适宜的环境里萌发成一片细小的呈各种形状的绿色叶状体，称为原叶体(prothallus)，这就是蕨类植物的配子体，大多数蕨类植物的配子体生于潮湿的地方，具背腹性，能独立生活。当配子体成熟时大多数在同一配子体的腹面产生有性生殖器官，即球形的精子器和瓶状的颈卵器。精子器内生有鞭毛的精子，颈卵器内有一个卵细胞，精卵成熟后，精子由精子器逸出，借水为媒介进入颈卵器内与卵结合，受精卵发育成胚，由胚发育成孢子体，即常见的蕨类植物。 蕨类植物具有明显的世代交替，从单倍体的孢子开始，到配子体上产生出精子和卵，这一阶段为单倍体的配子体世代(亦称有性世代)，从受精卵开始，到孢子体上产生的孢子囊中孢子母细胞在减数分裂之前，这一阶段为二倍体的孢子体世代(亦称无性世代)。这两个世代有规律地交替完成其生活史。蕨类和苔藓植物生活史最大不同有两点，一为孢子体和配子体都能独立生活；一为孢子体发达，配子体弱小，所以蕨类植物的生活史是孢子体占优势的异型世代交替。蕨类植物门的分类 现代蕨类植物约1万2千种，其中大多数为草本植物，广布于世界各地，多生长于阴湿和温暖的环境中。我国约有2600种。其分类系统各家意见不一，通常作为一个自然类群而被列为蕨类植物门（Pteridophyta），但也有分列为裸蕨门（Psilotophyta）、石松门（Microphynaphyta）、楔叶门（Arthrophyta）和真蕨门（Pteridophyta）四门。蕨类植物门下以往大多分成4纲或5纲。本书采用已在世界上被广泛接受的秦仁昌1978年的系统，将其划分为5个亚门，即松叶蕨亚门（Psilophytina）、石松亚门（Lycophytina）、水韭亚门（Isoephytina）、木贼亚门（Sphenophytina）和真蕨亚门（Filicophytina）。其中前四亚门为小型叶蕨类，又称为拟蕨类植物（fern allies），是一些较原始而古老的蕨类植物，在历史上曾经在地球上占统治地位，但现存的种类很少。真蕨纲为大型叶蕨类，是进化的类型，也是现代极其繁茂的蕨类植物。 蕨类植物的药用成分 生物碱类广泛的存在于小叶型蕨类植物中，如石松科的石松属(Lycopodium)中含石松碱(lycopodine)、石松毒碱(clavatoxine)、垂穗石松碱(lycocernuine)等。金不换碱(kimpakaine)具有较强的镇痛作用。酚类化合物二元酚及其衍生物在大叶型真蕨中普遍存在，如咖啡酸(caffeicacid)、阿魏酸(ferulicacid)及绿原酸(chlorogenicacid)等，该类成分具有抗菌、止痢、止血及升高白细胞的作用。咖啡酸尚有止咳、祛痰的作用。多元酚类，特别是间苯三酚衍生物在鳞毛蕨属(Dryopteris)大多数种类都有存在，如绵马酸类(filicicacids)、粗蕨类(dryocrassin)，此类化合物具有较强的驱虫作用，但毒性较大。 黄酮类广泛存在，如问荆含有异槲皮甙(isoquercitrin)，如问荆甙(equicerin)、山奈酚(kaempferal)等。卷柏、节节草含有芹菜素(apigenin)及木犀草素(luteolin)，槲蕨含橙皮甙(hesperidin)、袖皮甙(naringin)。过山蕨Camptosorus sibiricus Rupr.含多种山奈酚衍生物。石韦属(Pyrosia)多种植物分离出β-谷甾醇及芒果甙(mangiferin)、异芒果甙(iso-mangiferin)等。 甾体及三萜类化合物在石松中含有石杉素(lycoclavinin)、石松醇(lycoclavanol)等，蛇足石杉含有千层塔醇(tohogenol)、托何宁醇(tohogininol)。紫其、狗脊蕨、多足蕨(Polypodium vulgare L．)中发现含有昆虫蜕皮激素(insect moulting hormones)，该类成分有促进蛋白质合成，排除体内胆固醇、降血脂及抑制血糖上升等活性。 蕨类植物中含鞣质，在石松、海金沙等的孢子中还含有大量脂肪。鳞毛蕨属的地下部分含有微量挥发油。金鸡脚蕨 Phymatopsis hastata (Thunb．)Kitag．的叶中含有香豆素。此外，尚含多种微量元素、硅及硅酸，其中某些成分具有不同的生理活性，这些成分均值得深入研究。蕨类植物亚门检索表 1．植物体无真根，仅具假根，2~3个孢子囊形成聚囊……………………………松叶蕨亚门(Psilophytina) 1．植物体均具真根，不形成聚囊，孢子囊单生，或聚集孢子囊群。 2．植物体具明显的节和节间，叶退化成鳞片状，不能进行光合作用，孢子具弹丝……………………楔叶亚门( Sphenophytina ) 2．植物体非如上状，叶绿色，小型叶或大型叶，可进行光合作用，孢子均不具弹丝。 3．小型叶，幼叶无拳曲现象。 4．茎多为二叉分枝，叶小形、鳞片状，孢子叶在枝顶端聚集成孢子叶穗，孢子同型或异型，精子具2条鞭毛………………………………石松亚门Lycophytina) 4．茎粗壮似块茎，叶长条形似韭菜叶，不形成孢子叶穗，孢子异型，精子具多鞭毛………水韭亚门(Isoephytina)3．大型叶，幼叶有拳曲现象，孢子囊在孢子叶的背面或边缘聚集成孢子囊群。……………………真蕨亚门(Fi l icophyt ina)[参考资料] 秦新生张永夏深圳市大鹏半岛蕨类植物区系及其生态特点植物研究2004 李春香 蕨类植物起源与系统发生关系研究进展植物学通报2004 曾宪锋 粤东地区新纪录植物韩山师范学院学报 2004 曾汉元中国重点保护蕨类植物研究进展 生物学通报 2002 廖富林 广东阴那山自然保护区药用蕨类植物研究 嘉应学院学报(自然科学) 2004