试管开花研究进展综述:国内外成花机理假说与诱导技术体系解析 - PenJing8

试管开花研究进展综述:国内外成花机理假说与诱导技术体系解析

2020-09-03 82
核心提示:深度解析植物试管开花的生理机制与实验进展。涵盖 C/N 假设、开花素及内源激素调控理论,对比铁皮石斛、微型月季及鼠鞭草等物种的成花差异。总结国内外关于外植体生理年龄与培养基配方对花芽分化率的影响,助力珍稀品种保护与离体快繁研究。

试管开花研究进展

试管开花是通过激素调控和环境调控使植株能够在组培容器内完成植物的开花,试管开花具有受外界环境影响较小,成花时间较短,观赏性较强等特点[56]。

1国内研究进展

20世纪40年代,我国学者罗伟在培养菟丝子茎尖时,发现其能够在试管中成花,这是我国首次关于试管开花的研宄。自此以后有关植物试管开花的报道越来越多,报道的对象多为双子叶植物,也有少数单子叶植物及裸子植物[57];大部分植物的试管开花现象为组织培养快繁研究中副产品[58]。而花芽分化条件易控制、一年多次花芽分化的花卉植物比较适宜进行试管开花研究。比如鸡冠花、石斛、凤仙花、石竹、月季、菊科花卉等[59]。

试管苗在组培容器内成功开花的实验结果展示
植物在组织培养容器内完成花芽分化与开花的形态表现

试管花卉通常可以通过试管内形成花芽和试管外形成花芽两种方式获得。试管内形成花芽是通过对组培苗进行花芽诱导,进而诱导花芽形成。试管外形成花芽是将花芽作为外植体在试管内诱导开花[60]。目前有关试管内开花机理的存在一些假说,包括C/N假设,开花素假设、光周期假说及春化假说等[61]。目前国内研究试管开花机理的报道有很多,黄春红等通过石蜡切片展示了铁皮石斛和金钗石斛试管内花芽分化过程[62]。

刘义存等通过微型月季、香石竹、万寿菊、霍山石斛开花过程中的碳水化合物、蛋白质、内源激素等的变化,分析其花芽分化机理[63]。前人认为外植体的生理年龄越大,越容易在试管内形成花器官,成年植株的外植体比幼嫩外植体更易形成花芽开花[64]。陆文梁等认为取生殖器官为外植体更容易分化出花芽[65]。

显微镜下试管苗花芽分化的解剖结构观察
通过石蜡切片等技术手段观察到的试管内花芽分化微观过程

2国外研究进展

国外在对试管开花的研宄主要用于收藏保护珍稀品种。D.Sankhla,T.D.DaVis等发现在靠近麝香石竹花瓣基部愈伤组织分化出开花试管苗[66],Julien Costantin在对兰花进行培养研究中发现,在缺少菌根的情况下可以促进兰花试管开花[67]。Zemin Zhang对龙胆根进行试管开花试验认为,植物在试管开花中的影响因素非常多,包括温度、光照、植物生长激素、外植体的位置[68]。Mahipal S.Shekhawat.M研究发现以MS+BAP 1.0mg/L+KT 1.0mg/L+IAA 0.5mg/L+SFPD 50nmol/(m2·s)作为鼠鞭草试管开花诱导培养基,光周期为13h/d,花芽诱导率高达92%[69]。

 
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