银杏愈伤组织和不定根的诱导文献综述

 2023-01-05 19:05:18

一、研究目的和意义

银杏内酯(ginkgolides)作为一种二萜类次生代谢物质,其结构复杂,化学合成工艺繁琐,工业化成本过高,目前其生产主要来源于银杏叶片。Cartayrade等人[[1]]通过同位素标记示踪法证明,催化产生银杏萜类化合物终产物的所有酶促步骤均在根中而非叶中,根也是银杏内酯和白果内酯合成及积累的部位,而叶只是贮藏部位。但是,银杏叶中次生代谢物质尤其是银杏内酯含量较低且不稳定(我国出产的优质银杏干叶含量仅0.06%),受到性别和季节变化影响很大,所以从天然银杏叶中提取银杏内酯远远不能满足大量的商业需求,致使其价格极为昂贵。因此,探索和建立银杏不定根的诱导体系,将为今后采用不定根悬浮培养方法生产银杏内酯奠定重要基础,具有深远的理论意义和现实意义。

二、银杏愈伤组织和不定根的诱导的研究现状

研究表明[[2]],在银杏愈伤组织或悬浮培养的细胞中也能产生银杏内酯。戴均贵等人[[3]]为探索在离体条件下银杏器官分化与其次生代谢产物银杏内酯产生之间的关系,以及为生产银杏内酯寻找一条新的途径,研究了不定根的形成、培养及其中GKB的形成。结果表明,离体条件下不定根的形成受许多因素的影响,如培养基种类、植物激素种类及浓度、外植体类型等等。诱导不定根的方法为:去掉肉质外种皮,清洗干净,小心砸开中果皮后置于70%酒精中浸泡5min,无菌水冲洗5次,接种在无激素的MS培养基上,黑暗培养1~1.5个月后种子陆续萌发长成高约5 cm的幼苗,剪其叶片、子叶、叶柄、幼茎、胚根用作不定根的诱导。使用的培养基为MS、B5、DCR 3种培养基,其中均加入0.5 mg/L NAA,对3个愈伤组织系进行培养。在培养过程中观察到培养在培养基MS、B5上的愈伤组织都保持着原来较为松散的状态,没有观察到再生根的分化;而在培养基DCR上 3种愈伤组织则逐渐形成块状,约20 d左右就能发现从愈伤组织上出现一些短小、白色的不定根。

Huh等人[[4]]在试验中发现,离体条件下器官型培养物—根和茎尖中银杏内酯的含量远比非器官型的愈伤组织或悬浮细胞培养物的高,这表明离体条件下培养物中银杏内酯的产生与培养物的形态分化呈一定的相关性。

银杏的不定芽或胚状体的诱导一直是困扰学者们的一个大难题。吴元立[[5]]利用银杏成熟胚的培养观察到了球形胚,郝岗平[[6]]利用茎段培养也观察到了银杏体胚发育到了球形胚阶段,choi p-s[[7]]发现未成熟胚的子叶具有不定芽发生的能力。盛丽莉等人[[8]]通过对不同银杏外植体的离体培养和显微切片观察,研究了银杏不同外植体的体胚发生、不定芽诱导以及不定根发生的过程。得到的主要结果为:(1)银杏成熟培养20d后,具有完整的子叶和胚芽,胚轴处有分泌腔的存在;未成熟胚(大子叶柄)可观察到子叶和胚芽原基。小子叶柄形成的愈伤组织中可观察到两细胞、四细胞、多细胞原胚至球形胚的发育;(2)子叶外植体培养过程中外皮层细胞首先启动分化,逐渐在外皮层及皮层周围形成生细胞团,最终形成不定芽。(3)银杏芽苗不定根发生为诱发生根型。起源于维管形成层与髓射线交叉处的细胞,20d后可观察到成型的不定根。(4)探讨了银杏不定芽或体胚难以成活的原因。而且还发现,银杏的不定芽或体细胞胚都只发育到了球形胚或子叶期阶段,都难以获得再生植株。

三、主要研究内容和预期目标

(1)主要研究内容:

本实验通过培养基诱导银杏外植体建立银杏不定根的诱导体系,以期为日后获得更大产量银杏内酯的研究奠定基础。其中要考虑培养基浓度,培养时间,培养条件等因素。

(2)预期目标:

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