寒蘭高效離體培養(yǎng)系統(tǒng)的建立及誘導(dǎo)試管成花的研究可行性研究報告

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1、寒蘭高效離體培養(yǎng)系統(tǒng)的建立及誘導(dǎo)試管成花的研究可行性報告課題名稱：寒蘭高效離體培養(yǎng)系統(tǒng)的建立及誘導(dǎo)試管成花的研究申請單位：南昌大學(xué)主管部門：江西省教育廳聯(lián)系人：陳克燕聯(lián)系電話:3969145郵政編碼：通訊地址：江西省南昌市學(xué)府大道888號2006年10月8日申請日期：“寒蘭高效離體培養(yǎng)系統(tǒng)的建立及誘導(dǎo)試管成花的研究”課題組二00六年十月八口寒蘭高效離體培養(yǎng)系統(tǒng)的建立及誘導(dǎo)試管成花的研究可行性報告一.立項(xiàng)的背景和意義試管開花即在組織培養(yǎng)的條件下，通過人為措施調(diào)控培養(yǎng)材料組織分化的方向，誘導(dǎo)其在試管內(nèi)開花。第一次關(guān)于試管開花的報道是1946年我國學(xué)者羅士韋在培養(yǎng)菟絲子的莖尖時發(fā)現(xiàn)有花的

2、形成，從而導(dǎo)致了人們利用組織培養(yǎng)技術(shù)誘導(dǎo)花芽形成的研究。目前已有葉子花(三角梅)、青蒿、矮牽牛、煙草、石竹、印度藍(lán)茉莉、何氏鳳仙、石斛及至少8個品種的竹子等植物誘導(dǎo)試管內(nèi)開花獲得成功，有的報道還獲得了有效的試管種子，并正在對一些引起植物試管開花的因子及開花模式進(jìn)行深入研究。近一個世紀(jì)以來，有關(guān)植物開花現(xiàn)象一直是許多科學(xué)工作者進(jìn)行探討和研究的焦點(diǎn)。開花是植物從營養(yǎng)生長向生殖生長的轉(zhuǎn)變過程，在這一過程中植物頂端分生組織(theshootapicalmeristem,SAM)從細(xì)胞內(nèi)部的代謝途徑到外部表型都會發(fā)生一系列程序化的變化。與開花相關(guān)基因的表達(dá)是實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)，環(huán)境因子以及細(xì)

3、胞自身的生長狀況對這些基因的表達(dá)起著調(diào)控作用⑷。目前關(guān)于植物開花的生理生化假說主要有3種：即開花素(florigen)學(xué)說、營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)移假說(thenutrientdiversionhypothesis)和多因子控制模型(themultifactoria1contralmodel)?？偨Y(jié)調(diào)控開花時間決定基因的環(huán)境因子主要有光周期和春化作用(即低溫對開花的促進(jìn)作用)W],而有研究表明，植物對春化處理的環(huán)境信號應(yīng)答途徑可能是通過茉莉酸途徑；一些生長調(diào)節(jié)劑如赤霉素，在一定程度上可以代替春化作用；激素的比值決定組織與器官是否分化成花芽也已為許多實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。由于高等植物開花基因的表達(dá)受光照、

4、溫度、有機(jī)營養(yǎng)、無機(jī)營養(yǎng)、碳氮比、植物生長調(diào)節(jié)劑等環(huán)境因子調(diào)控，而組織培養(yǎng)最大的特點(diǎn)就是環(huán)境條件完全是人為調(diào)控。所以可以在這種離體和完全人工控制的條件下，實(shí)現(xiàn)觀賞植物的試管開花。研究表明，植物離體成花的規(guī)律與整體成花規(guī)律是基本相似的，而組織培養(yǎng)具有研究材料來源單一，無性系(克隆)遺傳背景一致；經(jīng)濟(jì)方便、效率高；條件可控、誤差??；生長快，周期短，重復(fù)性強(qiáng)；可進(jìn)行周年試驗(yàn)或生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，因此被大量用于成花研究。組織培養(yǎng)和細(xì)胞培養(yǎng)體系已成為研究植物形態(tài)變化、生理生化反應(yīng)和進(jìn)行遺傳改良的良好載體，并且將越來越成為一個不可缺少的研究手段，因此，建立一個穩(wěn)定的高效的離體培養(yǎng)系統(tǒng)，然后在此基礎(chǔ)上展

5、開誘導(dǎo)試管成花的研究，是十分有必要的，也具有十分重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。經(jīng)過組織培養(yǎng)得來的寒蘭試管苗移栽到大盆中，通常要經(jīng)過4—5年的營養(yǎng)生長才能開花，這樣不但形成商品苗的周期長，而且需要投入大量栽培設(shè)施以及管理費(fèi)用，因此，不利于寒蘭快繁技術(shù)的推廣和大規(guī)模的工廠化生產(chǎn)。通過試管成花技術(shù)可提早知道育種后代的花色、花型等性狀，就能有目的的選擇具有優(yōu)良性狀的個體，就可以大大地縮短育種周期，降低繁殖成本，使育種工作更具目的性。其次，蘭花試管開花可實(shí)現(xiàn)瓶內(nèi)雜交，由于蘭花試管開花不受季節(jié)的限制，這就為不同季節(jié)開花的蘭花品種或是花期不遇的蘭花品種之間的雜交成為可能。還有，由于開花的試管植株本身就是

6、很好的商品，可直接進(jìn)入消費(fèi)市場，目前市場上已有試管觀賞蘭花商品出售，雖然沒有花也大受歡迎，如能開發(fā)出開花的試管蘭花，會更受消費(fèi)者歡迎。本項(xiàng)目是蘭花長期系統(tǒng)研究工作的重要階段，該實(shí)驗(yàn)體系的創(chuàng)建將為進(jìn)一步對中國蘭進(jìn)行雜交育種，提高育種可見度，縮短育種時間，擴(kuò)大雜交親本的選擇范圍，加速蘭花的繁殖，產(chǎn)生商品試管蘭花，滿足市場需求，保護(hù)野生蘭花資源，都具有十分重要的意義，也將產(chǎn)生顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。此外，利用高效的離體培養(yǎng)系統(tǒng)和誘導(dǎo)試管成苗的程序?yàn)榧夹g(shù)平臺，研究植物離體成花的機(jī)理，將起到事半功倍的效果，具有十分重要的理論意義。一.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢植物組織培養(yǎng)是現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生物科學(xué)的

7、重要技術(shù)之一。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，組織培養(yǎng)技術(shù)正廣泛的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中。自20世紀(jì)60年代以來,世界上利用組織培養(yǎng)再生植株的植物種類已達(dá)到近1000種，其中木本植物達(dá)200多種，并且在不斷的增加。組織培養(yǎng)和工廠化生產(chǎn)技術(shù)在花卉生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛，這些技術(shù)在發(fā)展名貴花卉品種和產(chǎn)業(yè)化開發(fā)等方面起到了十分重要的作用。高等植物開花機(jī)理問題長期受到人們的關(guān)注，它不僅是生物學(xué)的基本問題之一，而且開花機(jī)理研究的任何顯著進(jìn)展對生產(chǎn)實(shí)踐有巨大的指導(dǎo)意義。第一次關(guān)于試管開花的報道