高粱不同类型胚性和非胚性愈伤组织的生理生化差异
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不同培养基对水稻胚性愈伤组织诱导及分化的影响刘书梅;王姗姗;辛晓云;王玲玲;朱正歌【摘要】以水稻成熟胚为材料诱导愈伤组织,统计在不同基本培养基上的愈伤诱导率以及绿苗分化率,分析不同基本培养基及外源激素的含量和比例时愈伤组织生长及分化的影响.结果表明,试验材料对基本培养基具有选择性,MS培养基对籼稻种胚愈伤的诱导培养效果较好,NB培养基则更适合粳稻种胚愈伤的诱导培养;诱导继代培养基中加入多种氨基酸组合可有效提高出愈率和分化率,特别是粳稻的愈伤组织的诱导和分化需要多种氨基酸的共同作用;不同基因型水稻材料对激素和氨基酸组合的需求不同.%Rice calli of two subspecies were induced from mature seeds, callus induction and regeneration rate were analyzed in this experiment. The result showed that NB medium was most suitable for Nipponbare ( Oryza sativa L. subsp. Japonica) ; MS, NB and LS medium were all appropriate for Longtepu ( Oryza sativa L. subsp. Indica) . Some kinds of amino acids and hormone were necessary for Nippobare calli. It indicated that the rice calli induction and regeneration rate was related to rice variety.【期刊名称】《生物学杂志》【年(卷),期】2011(028)004【总页数】3页(P54-56)【关键词】水稻;成熟胚;愈伤组织;愈伤诱导率;绿苗分化率【作者】刘书梅;王姗姗;辛晓云;王玲玲;朱正歌【作者单位】石家庄科技工程职业学院,石家庄,050800;河北师范大学生命科学院,石家庄,050016;河北师范大学生命科学院,石家庄,050016;河北师范大学生命科学院,石家庄,050016;河北师范大学生命科学院,石家庄,050016;河北师范大学生命科学院,石家庄,050016【正文语种】中文【中图分类】Q943.1植物基因工程及分子生物学技术的发展,为作物遗传育种开辟了一条崭新的途径。
褐色中脉(BMR)高粱宁夏黄灌区品种适应性试验张贵杰(实验导师)时发亿,杜旭旭,葛光伟,李妍,吴爽(宁夏大学农学院 14级创新实验小组)摘要: [目的]BMR高粱具有很高的饲用价值,因其木质素减少而在动物体内的消化率增加,能够显著提高适口性,因此受到广泛关注。
本试验旨在比较5个BMR高粱品种在宁夏黄灌区的适应性。
[方法]采用随机区组试验设计,记录其生育期,分析品种间亩产量、株高、抗性、常规营养成分及体外消化率指标。
[结果]试验结果表明:不同品种间亩产量差异显著(P< 0.05),以F10最高;品种间株高差异显著(P < 0.05),同样以F10最高;F7抗性、体外消化率、相对饲喂价值、常规营养指标优于其它品种;5个试验品种的干物质和中性洗涤纤维体外消化率分别在66.18%~72.91%和39.63%~46.08%之间,能够较好的被动物消化利用。
[结论]综上所述,BMR高粱F7与其它品种相比,更适合在宁夏引黄灌区种植及推广。
关键词:BMR高粱品种适应性宁夏引黄灌区The Adaptability Experiment of Different Varieties of Forage Sorghum in NingxiaYellow River Irrigation area AbstractThe aim of present experiment was to compare the adaptability of ten varieties of forage sorghum in Ningxia yellow river irrigation area. The experiment was designed was according to randomly block. To record the growth period and analyse the production, plant height, resistant ability, generally nutrients content and in vitro digestibility parameters among different varieties. The results showed that the difference of forage sorghum yields among different varieties was not significant (P>0.05), while the difference of plant height among varieties was significant (P<0.05), and the SLO138 was the highest; Resistant ability, in vitro digestibility and general nutrition of SLO138 were better than othervarieties. The range of in vitro digestibility of dry matter and neutral detergent fiber of ten forage sorghum varieties were 68.3-80.3%, 42.4%-50.8%, respectively. Itfollows that they could be digested and utilized by animals easily. In a word, compared to other forage sorghum varieties, SLO134 was more suitable to be planted and utilized in Ningxia Yellow River irrigation area.Key words: Forage sarietyorghum V Adaptability Ningxia yellow river irrigation area1 引言高粱是禾本科一年生草本植物,因其具有抗旱、耐涝、耐盐碱和适应性强等特性,在世界各地广为栽培[1]。
高粱中抗营养因子的化学性质及其对畜禽的影响与作用机制作者:万建美孙相俞来源:《国外畜牧学·猪与禽》2014年第12期摘要:高粱主要含有两种重要的抗营养因子,单宁(存在禾谷籽实中的多酚化合物)和蜀黍氰苷(一种生氰糖苷,主要存在于植物地上茎和发芽的马铃薯中)。
单宁在褐色种皮类高粱中含量很高,而在无色素沉着的白高粱中含量很低,甚至检测不到。
单宁的主要抗营养作用有:因其引起饲料的适口性差而导致动物采食量降低,营养物质消化率和利用率下降,对代谢产生不利影响,并有毒性。
高粱的单宁含量似乎是影响其营养价值的主要因素。
干燥、浸泡、粉碎和制粒似乎都能减少饲料原料中的单宁含量,同时当日粮添加胆碱和蛋氨酸等甲基供体类原料时也能减少畜禽生产中与单宁相关的问题。
蜀黍氰苷在酶的作用下很容易产生氢氰酸(HCN)。
高粱的氢氰酸含量因品种和生长条件而异,但随着生长期的增长而减少。
过量的氰离子通过致使细胞色素氧化酶系统失活,可以快速引起中枢神经系统缺氧,并在几秒钟内导致动物死亡。
然而,将高粱制成干草料或者青贮饲料,则可以降低蜀黍氰苷的毒害作用。
关键词:单宁;蜀黍氰苷;高粱;家畜;家禽中图分类号:S816 文献标识码:C 文章编号:1001-0769(2014)12-0009-03许多植物成分都有可能会给畜禽生产带来不利影响(D’Mello,2000)。
事实上,这些化合物存在于每一种植物性饲料原料的叶子和籽实中,它们通常被称为抗营养因子。
抗营养因子还包括那些在天然饲料原料中由该饲料植物在正常代谢过程中利用原始物质产生的次级代谢物,这些代谢物通过不同的机制产生与最佳营养相反的效应(Chubb,1982)。
抗营养因子根据其作用机制可以将其分为以下几组:抑制蛋白质消化和代谢利用的物质,如蛋白酶抑制因子、植物凝集素(血球凝集素)、皂苷和多酚化合物。
能够降低或干扰微量元素利用的物质,如植酸、草酸、硫代葡萄糖酸盐和棉酚。
使维生素失活或增加维生素需要量的物质,如抗维生素A、维生素D、维生素E和维生素K因子,抗硫胺素因子、抗烟酸因子、抗维生素B6因子及抗氰钴胺素(维生素B12)因子。
2021年34卷3期VoL 34 No. 3西南农业学掖Southwest China Journal of Agricultural Sciences478文章编号:1001 -4829(2021)3 -0478 -09DOI : 10.16213/j. cnki. scjas. 2021.3.003Dicamba 对高粱成熟胚愈伤组织诱导及继代的影响郝曜山,王晓清,王亦学,张欢欢,杜建中,孙 毅(山西省农业科学院生物技术研究中心,山西太原030031)摘要:【目的】高粱是遗传转化最困难的作物之一,主要原因是由于高粱组织培养愈伤诱导及再生频率较低,高效再生体系建立比较困难,研究并使用新的植物诱导激素是改变这一困境的重要手段。
【方法】以4个基因型的高粱种子(成熟胚)为外植体,高粱 组织培养常用的诱导激素2,4-D 为对照,研究Dicamba 对高粱愈伤组织诱导、继代及愈伤组织再生质量的影响,经过统计分析,建 立并优化高粱组培再生体系。
【结果】高粱各基因型在不同浓度Dicamba 的诱导培养基上出愈率在24.7 % -90.7 %,不同浓度的2,4-D 诱导培养基上,出愈率为72.5 % -90.5 %,最高出愈率为88BP28,在Dicamb7.5 mg • L “达到90.7 % ,2,4-D 在2.5 mg •L-i 时达到90.5 %;继代培养与初代诱导培养比较,各基因型材料的褐变率均随着继代次数的增加而增加。
IsE23在继代培养中,I 型愈伤组织向II 型和HI 型愈伤组织转变的E 值最高,达到20.1 %;4种基因型以5 mg - L"1 Dicamba 诱导的Is«23胚性愈伤率最高,达20.7%;不同处理中,所有基因型材料U 值均在60 % ~ 100 % o 【结论】利用Dicamba 对高粱成熟胚进行初代愈伤组织诱导,出愈率与2,4-0诱导差异不显著,在继代培养及胚性愈伤组织分化试验中,Dicamba 作为激素更有利于II 型愈伤组织及胚性愈伤组织的形成,其效果优于2,4-D ;高粱成熟胚诱导愈伤组织及胚性愈伤组织的发生受基因型影响较大,材料Is$23在Dicam ba 5 mg - L-1时比其它材料的胚性愈伤发生率高,且褐化率及死亡率枚较低;证实了高粱成熟胚胚性愈伤组织的形成绝大多数来自II 型愈伤组织。
不同胚性愈伤率小麦胚发育过程生化和显微结构特征研究摘要:小麦是世界上最重要的农作物之一,胚性愈伤率对小麦的繁殖和育种工作具有重要影响。
本研究通过对不同胚性愈伤率小麦胚发育过程进行生化和显微结构特征的详细研究,揭示了不同胚性愈伤率小麦胚发育过程中的差异,为小麦胚发育和愈伤率研究提供了重要依据。
引言小麦是世界上广泛种植和消费的重要农作物之一,其育种工作对全球粮食安全具有重要意义。
而小麦胚性愈伤率是影响小麦繁殖和育种工作的关键因素之一。
胚性愈伤率是指在离体条件下,胚发育和愈伤期间所产生愈伤组织的比例,愈伤率的高低直接影响到愈伤细胞诱导、植株再生和品种改良工作的效率。
对小麦不同胚性愈伤率胚发育过程中的生化和显微结构特征进行研究,对于揭示小麦胚发育与愈伤率之间的关系,以及提高小麦愈伤组织诱导效率具有重要意义。
材料与方法1.材料本研究选取了小麦中不同胚性愈伤率的品种,分别为高愈伤率品种和低愈伤率品种。
2.方法(1)生化分析:采用生化分析技术,对不同胚性愈伤率小麦胚发育过程中的生化特征进行研究,包括激素含量、氧化酶活性、抗氧化酶活性等指标的测定。
(2)显微结构观察:利用光学显微镜和电镜对不同胚性愈伤率小麦胚发育过程中的显微结构特征进行详细观察和比较。
结果1.生化特征通过对不同胚性愈伤率小麦胚发育过程中的生化特征进行分析,发现高愈伤率品种在愈伤期间激素含量明显上升,特别是愈伤激素的含量显著增加;在氧化酶活性方面,高愈伤率品种的过氧化物酶和过氧化氢酶活性均明显高于低愈伤率品种。
2.显微结构特征通过光学显微镜和电镜观察,发现高愈伤率品种在胚发育过程中,愈伤组织的形成较为快速且较为丰富,而低愈伤率品种的愈伤组织形成相对较慢且较少。
讨论本研究结果表明,不同胚性愈伤率小麦胚发育过程中存在明显的生化和显微结构差异。
高愈伤率品种在胚发育过程中激素含量增加,氧化酶活性增强,愈伤组织形成较为快速且丰富,说明愈伤组织的诱导和增生与植物激素的调控密切相关。
山西不同中晚熟粳糯高粱淀粉结构及糊化特性差异分析目录一、内容概括 (2)1. 研究背景 (2)2. 研究目的与意义 (3)3. 研究现状及发展趋势 (4)二、研究区域与对象 (6)1. 研究区域概况 (7)(1)山西地理位置与气候特点 (7)(2)高粱种植区域分布 (8)2. 研究对象选取 (9)(1)中晚熟粳糯高粱品种选择 (10)(2)高粱生长环境及特点 (11)三、研究方法与过程 (12)1. 样品采集与准备 (14)(1)样品采集方法 (14)(2)样品处理与保存 (15)2. 淀粉结构分析 (15)(1)淀粉提取方法 (16)(2)淀粉结构表征 (17)(3)淀粉颗粒形态观察 (19)3. 糊化特性分析 (20)(1)糊化过程描述 (20)(2)糊化特性指标测定 (21)(3)影响因素分析 (22)四、实验结果分析 (23)1. 淀粉结构分析结果 (24)(1)淀粉含量及组成分析 (25)(2)淀粉颗粒形态差异 (26)(3)结晶结构特点 (27)2. 糊化特性分析结果 (28)五、讨论与比较 (29)1. 不同高粱品种淀粉结构及糊化特性差异原因探讨 (30)2. 高粱淀粉结构与糊化特性关系分析 (31)3. 与其他地区高粱淀粉结构及糊化特性比较 (32)4. 山西高粱产业发展建议与展望 (33)六、结论与展望 (35)1. 研究结论总结概括文章内容及主要发现 (36)2. 研究创新点突出本研究的创新之处 (37)一、内容概括本论文深入研究了山西不同中晚熟粳糯高粱品种的淀粉结构及其糊化特性,旨在揭示高粱淀粉在品质和加工性能上的差异。
通过对比分析,论文详细探讨了各品种高粱淀粉的物理化学性质,包括颗粒形态、大小分布、溶解度、膨胀力以及淀粉与水的作用机制等。
研究基于山西地区广泛种植的几种粳糯高粱品种,利用先进的分析技术对淀粉进行了系统的表征。
不同品种的高粱淀粉在结构上存在显著差异,这些差异直接影响了其糊化特性,进而决定了高粱米的加工品质和食用口感。
甜高粱(辽甜系列)再生体系建立与比较作者:刘玲利李丛樊金娟朱延姝崔震海阮燕晔宋波郭志有来源:《南方农业·中旬》2016年第11期摘要建立了辽宁省能源专用甜高粱再生体系,筛选适合组织培养的辽甜系列品种,为遗传转化奠定基础。
以辽甜系列甜高粱芽基部为外植体,在添加不同激素浓度的MS培养基上诱导愈伤组织,进而获得再生植株。
辽甜4号和辽甜7号在添加500 mg/L水解酪蛋白和3 mg/L 2,4-D的MS培养基上能够诱导出生长状态良好的愈伤组织,愈伤组织诱导率达到92%和89%,辽甜4号愈伤组织分化能力比较强,在含有1 mg/L IAA和0.5 mg/L 6-BA的MS培养基上分化率为76%;辽甜1号和辽甜5号出愈率相对较低,愈伤组织状态差,再生能力较弱。
结果表明,能源用甜高粱辽甜系列品种中,辽甜4号更适用于组织培养和遗传转化。
关键词甜高粱;愈伤组织;成熟种子;芽基部;再生体系中图分类号:S566.5 文献标志码:B DOI:10.19415/ki.1673-890x.2016.32.060甜高粱[Sorghum bicolor(L).Moench]是C4作物中光合作用效率较高作物之一,生长迅速、糖分积累快、生物学产量高,具有抗旱、耐涝、耐贫瘠、耐盐碱和乙醇转化率高等优点,被认为是最具开发潜力的能源作物之一[1]。
然而甜高粱种质资源的匮乏,尤其抗倒伏、含糖量高的品种资源缺乏,传统的常规育种己不能满足人们对高能作物甜高粱的需求,分子育种能方便快捷的将所需的优良基因转入作物,进而获得性状优良的作物品种[2]。
建立方便、稳定、高效的再生体系和遗传转化体系,是分子育种的基础。
甜高粱是公认的再生体系较难的一种作物,大量研究结果表明,高粱愈伤组织的诱导和再生,受到诸多因素的影响。
不同品种的选择、外植体的选择、培养基成分、外源激素的配比等都是影响高粱组织培养成功的关键因素。
以往的研究中,甜高粱的组培多以幼胚、幼穗为外植体,但获取幼胚和幼穗费时、费力,同时受季节、地域的限制,难以保证稳定充足的外植体供应。
不同生态条件对高粱品质性状的影响摘要系统研究和分析不同海拔高度对高粱籽粒淀粉、蛋白质、单宁和脂肪的影响,结果表明:除品种效应导致供试品种的淀粉、蛋白质、单宁、脂肪等含量出现很大差别外,海拔高度对高粱籽粒品质也有明显的调控作用。
淀粉、蛋白质含量随海拔高度的增加有降低的趋势,单宁则是高海拔和低海拔地区的含量较高,脂肪与单宁相反,高海拔和低海拔地区的含量最低。
关键词高粱;海拔高度;品质性状TheResearchonChangesofSorghumQualityCharacteristicsinDifferentEcologicalC onditionsSHI Hong-meiZHANG Hai-yanZHANG Gui-xiang(Sorghum Institute,Shanxi Academy of Agricultural Sciences,Jinzhong Shanxi 030600)AbstractThe influences of different altitudes on starch,protein,tannin and fat of sorghum grain were analyzed in this paper. The experiment showed that the effects of varieties leaded to the differences of starch,protein,tannin lat. The altitude had significant influence on the quality of sorghum. The starch and protein content was decreasing with the altitude rising. The tannin content was high at the area of high altitude and low altitude. The fat content was the lowest at the area of high altitude and low altitude.Key wordssorghum;altitude;quality character高粱品质性状的研究顺应目前经济发展和生产的不同要求,正愈来愈得到广大育种工作者的重视,从不断引进、选育综合性状优良的材料到目前的高淀粉、低单宁种质材料的引进和选育,高粱育种目标发生了很大的变化,对这些性状的研究也愈来愈深入和细致。
1、悬浮细胞培养的同步化中,通过蔗糖浓度进行筛选的方法是()饥饿法高温处理抑制剂法渗透压处理分选法低温处理2、原生质体培养过程中,细胞分裂2-4次时,转入()中,既可去除褐化坏死的细胞对分裂细胞的干扰,又适合细胞和细胞团贴附的特性。
C. .固体平板培养饲养层培养液体浅层-固体平板双层培养看护培养液体浅层培养琼脂糖珠培养3、原生质体融合过程中,利用两种原生质体的某些可见标志,如形态色泽上的差异等对融合产物进行鉴别,在其可辨特征消失之前,将融合的细胞从混合群体中挑选出来进行单独培养的方法是()抗性互补选择间接选择培养基选择叶绿体缺失互补选择机械选择激素自养型互补选择4、细胞脱分化调控机理中,细胞周期运行的动力主要来自于()CKI CDK 细胞激素磷酸化蛋白水解酶 cyclin5、原生质体融合过程中,杂种细胞通过流式细胞仪进行的鉴定方法是()抗光性互补选择;叶绿体缺失互补选择机械选择抗性互补选择激素自养型互补选择营养缺陷型互补选择6、通过酶标记底物,与病毒结合,底物显色的脱毒检测的方法是()指示植物鉴定抗血清鉴定电镜鉴定核酸杂交分子鉴定免疫吸附电镜鉴定酶联免疫吸附鉴定7、最容易引起体细胞变异的因素是( )空气温度光照培养时间培养基继代次数8、原生质体纯化的方法中,利用相对分子质量较小的甘露醇作为渗透压调节剂,将收集的滤液低速离心,使原生质体沉降于管底的方法是()水解法酶解法沉降法梯度离心法预处理法漂浮法9、下列冰冻保护剂,属于非渗透型冰冻保护剂的是()甘油二甲亚砜 PG 乙酰胺聚乙二醇乙二醇10、下面那一个不能作为人工种子包被的人工种皮()E. 马铃薯淀粉 Cab-O-Sil Tullanox 硅酮种衣 Elvax4260树脂海藻酸钠11、单细胞培养的方法中,利用愈伤组织进行吸取营养物质供单细胞生长的方法是()看护培养细胞平板培养双层培养基培养双层滤纸植板培养微室培养细胞悬浮培养12、脱毒检测的血清学方法中,在半固体的凝胶(如琼脂、明胶)中测定在其中扩散的抗原和抗体间的沉淀反应的方法是()D. 试管沉淀反应血清鉴定间接鉴定核酸杂交分子鉴定免疫双扩散酶联免疫吸附测定13、利用空气为动力,带动培养容器的液体流动,达到与搅拌相似的混合效果,具有剪切力小、结构简单、避免污染等优点的一类反应器是()搅拌式反应器固定化膜反应器填充床式反应器光照反应器流化床式反应器气动式反应器14、水稻胚性与非胚性愈伤组织的蛋白质含量变化显示()醇溶性蛋白高于非胚性愈伤组织,胚性愈伤组织水溶性和盐溶性高于非胚性愈伤组织胚性愈伤组织水溶性和盐溶性高于非胚性愈伤组织,醇溶性蛋白低于非胚性愈伤组织醇溶性蛋白等于非胚性愈伤组织,胚性愈伤组织水溶性和盐溶性高于非胚性愈伤组织胚性愈伤组织水溶性和盐溶性低于非胚性愈伤组织,醇溶性蛋白高于非胚性愈伤组织胚性愈伤组织水溶性和盐溶性等于非胚性愈伤组织,醇溶性蛋白高于非胚性愈伤组织胚性愈伤组织水溶性和盐溶性低于非胚性愈伤组织,醇溶性蛋白低于非胚性愈伤组织15、动物细胞中,不能贴壁生长,呈悬浮状态生长的细胞有()骨髓细胞表皮细胞成纤维细胞肌肉细胞神经细胞皮肤组织细胞16、原生质体培养中,既有液体培养基又有固体培养基的方法是()固体平板培养液体浅层 –固体平板双层培养琼脂糖珠培养微滴培养液体浅层培养悬滴培养17、通过细胞体积大小分级,直接将处于相同周期的细胞进行分选,然后将同一状态的细胞继代培养于同一培养体系中,从而可保持相同培养体系中的细胞具有较好的一致性的方法是()高温处理渗透压处理分选法饥饿法抑制剂法低温处理18、体细胞无性系变异中,有的组织经过几次继代培养之后,获得了一种没有外源生长素也能够生长的能力,即生长素自养能力,这是一种()A. 外遗传变异B. 染色体变异代谢紊乱激素胁迫遗传变异嵌合性19、花粉培养方法中,不经花药预培养,但在培养基中添加花药提取物后,再接种花粉进行培养获得再生植株的方法是()哺育培养预培养饲养层培养看护培养平板培养直接培养20、子房培养是否成功,除选择适宜的基因型外,其胚囊所处的发育时期对胚状体的诱导频率起着关键性的作用。
高粱不同类型胚性和非胚性愈伤组织的生理生化差异作者:季艳丽程云伟陈发菊张德春周超来源:《广西植物》2019年第12期摘要:; 植物体细胞胚胎发生过程中伴随着复杂的生理生化变化,为进一步揭示胚性愈伤组织的再生潜力,该研究以高粱Sb19未成熟胚诱导产生的两种胚性愈伤组织和一种非胚性愈伤组织为材料,通过测定各愈伤组织中可溶性蛋白、游离脯氨酸和可溶性糖的含量,采用方差分析法对高粱体细胞胚胎发生过程中不同类型愈伤组织的生理生化指标进行了差异比较研究。
结果表明:(1)高粱两种胚性愈伤组织中可溶性蛋白、游离脯氨酸和可溶性糖的含量均显著高于非胚性愈伤组织,表明胚性愈伤组织中的代谢活性高于非胚性愈伤组织,能够为体细胞胚胎发生提供更多的物质能量基础。
(2)两种类型胚性愈伤组织之间生理生化差异显著,其中,Ⅱ型胚性愈伤组织中可溶性蛋白和游离脯氨酸含量均显著高于I型胚性愈伤组织,相反,Ⅱ型胚性愈伤组织中可溶性糖含量显著低于I型胚性愈伤组织,这种生理生化差异在一定程度上影响了后期的分化。
该研究结果为愈伤组织的胚胎发生能力与生化代谢的关系提供理论依据。
关键词:高粱,胚性愈伤组织,非胚性愈伤组织,可溶性蛋白,游离脯氨酸,可溶性糖中图分类号:; Q945.6文献标识码:; A文章编号:; 1000-3142(2019)12-1613-06作者简介:季艳丽(1994-),女,湖北随州人,硕士研究生,主要从事植物遗传育种与发育研究,(E-mail)1975891532@。
Abstract:; There are complex physiological and biochemical changes in the process of plant somatic embryogenesis. In order to reveal the regenerative potential of embryogenic callus, we determined the content of soluble protein, free proline and soluble sugar in two kinds of embryogenic calluses and a non-embryonic callus which were from the induction of Sb19 Sorghum bicolor immature embryos. The differences of physiological and biochemical parameters between different types of callus in S. bicolor somatic embryogenesis were compared by variance analysis. The results were as follows:(1) The contents of soluble protein, free proline and soluble sugar in two kinds of embryogenic callus were significantly higher than that of non-embryogenic callus,which indicates that the metabolic activity in embryogenic callus is higher than that in non-embryonic callus, and embryogenic callus can provide more material energy basis for somatic embryogenesis. (2) The physiological and biochemical differences between the two types of embryogenic callus were also significant. Among them, the contents of soluble protein and free proline in Type Ⅱembryogenic callus were significantly higher than that of Type I embryogenic callus. In contrast, the content of soluble sugar in Type Ⅱ embryogenic callus was significantly lower than that of Type I embryogenic callus. We draw a conclusion that the differences of physiological and biochemical affect the differentiation on a certain degree. This study provides a theoretical basis for the relationship between embryogenic ability and biochemical metabolism of callus.Key words: Sorghum bicolor, embryogenic callus, non-embryonic callus, soluble protein, free proline, soluble sugar高粱(Sorghum bicolor)是世界上五大谷類作物之一,具有较强的耐旱性,能够较好地适应半干旱气候,具有比玉米更高的水利用效率(Roby et al., 2017),在食品保障和可再生能源开发中发挥着独特的作用(Mullet et al., 2014; De et al., 2017)。
目前,全球粮食、能源危机日益严重,发展高粱生产,将有助于缓解这些危机。
建立高效的高粱再生体系和遗传转化体系是高粱分子育种的基础。
但是,高粱体细胞胚胎发生当前面临的最大问题就是胚性愈伤组织再生能力的保持,其次是基因型和褐化问题。
近年来,关于高粱愈伤组织继代培养后再生能力下降的研究多有报道(Liu et al., 2015; Li et al., 2017),但是未见对其再生率下降机理的研究。
同时,在对其他禾本科植物如水稻的研究中发现,随着继代次数的增加,愈伤组织形态逐渐由胚性向非胚性转化,从而导致愈伤组织胚性的丧失(都晓龙等,2016)。
因此,如何使体细胞转变为具胚性能力的细胞是保持愈伤组织分化能力的关键。
植物体细胞胚胎发生过程中伴随着复杂的生理变化。
其中,蛋白质是胚胎发育的重要代谢物组之一,在胚胎发生初期激活细胞代谢以建立胚胎发生能力(Cangahuala-Inocente et al.,2014)。
王慧纯等(2017)发现连香树胚性愈伤组织中可溶性蛋白含量显著高于非胚性愈伤组织,并表明胚性愈伤组织蛋白质的积累为体胚发生提供物质基础。
脯氨酸在调节细胞形态和分化中起重要作用(Nanjo et al., 1999)。
孟姣等(2015)报道栓皮栎胚性愈伤组织中游离脯氨酸含量均显著高于非胚性愈伤组织,表明了脯氨酸在体细胞胚胎发生中的重要性。
可溶性糖在胚胎发育早期也具有重要作用,它不仅为细胞发育提供能源物质,构成碳骨架,而且具有信号传导的功能(赵江涛等,2006)。
李华(2010)对珍珠黄杨的研究显示,胚性愈伤组织中可溶性糖含量高于非胚性愈伤组织,并表明可溶性糖能够为体细胞胚胎的发生提供能量和物质基础。
因此,探究高粱胚性愈伤组织与非胚性愈伤组织生理生化差异对高粱体细胞胚胎发生机理的研究具有重要意义。
本研究以高粱 Sb19未成熟胚诱导产生的两种胚性愈伤组织和一种非胚性愈伤组织为材料,测定不同愈伤组织中可溶性蛋白、可溶性糖和游離脯氨酸含量,分析高粱两种胚性愈伤组织和非胚性愈伤组织生理生化特性的差异,以期为愈伤组织的胚胎发生能力与生化代谢的关系提供理论基础。
1材料与方法1.1 材料参考彭祥(2018)的方法,采集Sb19花后14 d的未成熟种子,经消毒后将未成熟胚剥离出来,将未成熟胚正面朝上放置在含1.0 mL·L-1 B5有机质、1.0 g·L-1 L-Pro、1.0 g·L-1 Asn、1.0 g·L-1 KH2PO4、1.0 g·L-1 PVP、2.5 mg·L-1 CuSO4·5H2O、2.0 mg·L-1 2,4-D、30.0 g·L-1蔗糖和8 g·L-1琼脂,pH为5.8的MS培养基上,置于25 ℃黑暗条件下培养30 d后,得到三种愈伤组织(图1)。
其中,注: A. I型胚性愈伤组织; B. Ⅱ型胚性愈伤组织; C. 非胚性愈伤组织。
I型胚性愈伤组织呈黄色,色泽鲜艳,呈细胞团状;Ⅱ型胚性愈伤组织呈白色颗粒或褶皱状,质地较硬;非胚性愈伤组织呈透明、水渍状,质地稀软。
1.2 方法1.2.1 可溶性蛋白含量的测定愈伤组织中可溶性蛋白的提取:称取0.30 g的愈伤组织鲜样,用5 mL蒸馏水研磨成匀浆,于25 mL容量瓶中定容,放置30 min以充分提取,离心,上清液即为样品的蛋白提取液。
采用考马斯亮蓝G-250法(王孝平和邢树礼,2009)测定各愈伤组织提取液中可溶性蛋白的含量。
1.2.2 游离脯氨酸含量的测定愈伤组织中游离脯氨酸的提取:称取0.3 g的愈伤组织鲜样,加5 mL 3%的磺基水杨酸溶液,沸水浴中提取10 min,提取时要时常摇动,冷却后过滤,滤液即为样品的脯氨酸提取液。
采用酸性茚三酮法(王学奎,2006)测定各愈伤组织提取液中游离脯氨酸的含量。
1.2.3 可溶性糖含量的测定愈伤组织中可溶性糖的提取:称取0.3 g的愈伤组织鲜样,用1 mL水研磨成匀浆后转入试管中,并用5 mL蒸馏水分次洗涤,洗涤液转入试管中,沸浴提取10 min,冷却后过滤,将滤液定容于50 mL容量瓶中,即为样品的可溶性糖提取液。
采用蒽酮比色法(丁雪梅等,2014)测定各愈伤组织提取液中可溶性糖的含量。
1.3 数据分析每组样品重复取样3次,使用Excel 2010计算各指标含量,在SPSS19.0中采用单因素ANOVA法分析不同愈伤组织生理指标的差异,并采用 Duncan 法进行多重比较,使用Origin 9.0作图。
检验显著性概率设置为α=0.05。
2结果与分析2.1 可溶性蛋白含量的差异植物的可溶性蛋白中大部分是具有特异性作用的酶类,是重要的渗透调节物质和营养物质,其含量是了解植物细胞总代谢的一个重要指标,其积累与胚胎发育有关(Jiménez,2001)。