基本信息
- 项目名称：
- 一种由愈伤诱导的高效野罂粟体细胞胚发生及植株再生的方法
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 野罂粟是一种很重要的药用植物，随着工业的发展，野生的野罂粟已不能满足市场对野罂粟的大量需求，有关野罂粟离体培养的报道很少，尤其是至今未得到野罂粟再生植株，本文介绍了一种高效的体细胞胚发生途径，植株再生及次生胚发生的方法。这种方法不仅对大规模地无性繁殖有利，而且对野罂粟遗传改良也有利。
- 详细介绍：
- 野罂粟属于罂粟科，是多年生或二年生植物,主要产地是欧亚大陆和北美地区。因为它的花瓣颜色多样，通常野罂粟被当做观赏植物。它的整个植株都可入药，很多物种做成胶囊是一种传统的重要，可以止咳，止痛，止泻。该植物含有很多碱类，主要的活性成分是裸茎翠雀花碱(Istatkova et al. 2008; Lan et al. 2006; Philipov et al. 2007; Zhang et al. 1997)。如今，随着制药工业的发展，对野罂粟的需求越来越大，它的成分可以作为感冒药‘‘咳喘宁胶囊’’的原材料。由于过度采摘，野生野罂粟急剧下降。为了满足生产的需要，在中国开始了很多人工培养的方法 (Zhen et al. 2006)。一般野罂粟使用种子培养的，但是用种子培养很难达到同步化。因此需要寻找一种更好的方法与传统的育种方法相结合以此来提高花的质量和农艺特性。体细胞胚发生途径也许是一种提高野罂粟质量的有效的生物技术。体胚发生途径具有多种潜能并且有很低的嵌合体现象，所以是一种很好的提高遗传特性的方法(Stasolla and Yeung 2003)。离体培养野罂粟才刚刚开始，相关的报道也比较少。可以通过种子(Cheng et al. 2001)和芽诱导(Savona et al. 2001)进行体外培养。也有人通过细胞培养的方法来提取碱类，但是没有得到再生植株(Yu et al. 2003)。尽管体细胞胚发生途径已经在罂粟属的其他物种像花菱草(Park and Facchini 1999)；罂粟 (Nessler 1982)；东方罂粟 (Iiahi and Ghauri 1997)；荷青花(Kimet al. 2003)和白屈菜(Kim et al. 1999)中有研究，但是野罂粟体胚发生途径未见报道。本文中我们以叶片和叶柄为外植体建立了野罂粟高效的体胚发生途径及植株再生的方法。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 因为野罂粟是很重要的中药材料，目前市场对野罂粟的需要量很大，但是野生的野罂粟在过度采摘后越来越少，所以通过无性繁殖野罂粟是很实际的方法，本文通过体细胞胚发生途径可获得大量野罂粟再生植株。
科学性、先进性及独特之处
- 离体培养野罂粟才刚刚开始，相关的报道也很少，也没有得到再生植株。目前没有野罂粟（Papaver nudicaule L.）体细胞胚发生的报道。通过各种培养条件建立了以叶片和叶柄为外植体的野罂粟高效的体胚发生途径及植株再生。
应用价值和现实意义
- 野罂粟首先是一种观赏植物，更重要的是它的整个植株都可以入药，是一种重要的中药材，具有止咳，止痛，止泻的功效。另外，野罂粟中还有很多生物碱，主要的活性成分是裸茎翠雀花碱。目前，制药工业对野罂粟的需要量越来越大。但是野生的越来越少，所以，需要以人工培养的方法来来满足人们的需求。
学术论文摘要
- 本文建立了野罂粟高效的体细胞胚及次生胚的发生途径。将叶柄放到加0.1 mg l-1 6-BA和1.0 mg l-1NAA的MS培养基中培养时愈伤的诱导率是最高的(36.7%). 当放到不加激素的培养基中时, 每个三角瓶中90克的愈伤可形成430个体细胞胚。把这些体细胞胚转到含有1.0 mg l-1 BA和1.0 mg l-1 NAA的培养基中时，发芽率最高达到97.6%。在加1.0蔗糖和1.0 mg l-1 GA3 的1/3的MS培养基中培养时，植株再生率最高(91.2%)。90%以上移栽的植株能很好地存活。在不加激素的培养基中原生胚的下胚轴会直接长出很多次生胚。糖浓度对次生胚的诱导有很大影响。在1%的蔗糖浓度中诱导率(89.5)和每个外植体长出的次生胚个数均达到最高(9.3)。87.2–94.3%的次生胚能长成子叶胚。所有的子叶胚无论在加1.0%蔗糖的液体培养基中还是1/3MS固体培养基中都能转化成再生植株。
获奖情况
- 发表在《Plant Biotechnology Reports》杂志
鉴定结果
- 根据国家自然基金(No. 30671701)中关于项目的结题与验收的规定，鉴定委员会认为该项目完成，真实有效，验收合格。
参考文献
- Calic D, Zdravkovic-Korac S, Radojevic L (2005) Secondary embryogenesis in androgenic embryo cultures of Aesculus hippocastanum L. Biol Plant 49:435–438 Cheng HX, Yu RM, Zhang H, Ma L, Yao XS (2001) Seedling culture and callus induction of Papaver nudicaule L. J Shenyang Pham Univ 18:128–130 Choi YE, Kim JW, Yoon ES (1999) High frequency of plant production via somatic embryogenesis from callus or cell suspension cultures in Eleutherococcus senticosus. Ann Bot 83:309–314 Lan R, Cui J, Qin XY, Tang L, Yang RM (2006) The chemical research and application exploiture of Papaver nudicaule. Stud Trace Elem Health 23:51–53 Murashige T, Skoog F (1962) A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol Plant 15:473–497 Nair RR, Dutta Gupta S (2005) High-frequency plant regeneration through cyclic secondary somatic embryogenesis in black pepper (Piper nigrum L). Plant Cell Rep 24:699–707
同类课题研究水平概述
- 离体培养野罂粟才刚刚开始，相关的报道也比较少。可以通过种子(Cheng et al. 2001)和芽诱导(Savona et al. 2001)进行体外培养。也有人通过细胞培养的方法来提取碱类，但是没有得到再生植株(Yu et al. 2003)。尽管体细胞胚发生途径已经在罂粟属的其他物种像花菱草(Park and Facchini 1999)；罂粟 (Nessler 1982)；东方罂粟 (Iiahi and Ghauri 1997)；荷青花(Kimet al. 2003)和白屈菜(Kim et al. 1999)中有研究，但是野罂粟体胚发生途径未见报道。
