耐銅溝葉結(jié)縷草體細(xì)胞變異篩選及其生理特性研究.pdf

1、溝葉結(jié)縷草(Zoysia matrella[L.] Merr.)又名馬尼拉，是禾本科(Gramineae)結(jié)縷草屬的多年生草本植物。因其植株低矮、葉片細(xì)綠、綠期較長、抗逆性強(qiáng)等特點(diǎn)，成為一種優(yōu)良的暖季型草坪草，被廣泛應(yīng)用于我國南方大部分地區(qū)。溝葉結(jié)縷草常被應(yīng)用于高爾夫球場、田徑場和公園綠化帶等場地，因此人們對溝葉結(jié)縷草觀賞性狀及抗逆性的要求也逐漸提高。但溝葉結(jié)縷草在自然界中是通過匍匐莖無性繁殖，無法用雜交育種等傳統(tǒng)的方法對其進(jìn)行改良，因

2、此體細(xì)胞無性系變異等生物技術(shù)在其抗逆性研究等方面有重要意義。
　　銅是一種自然界廣泛存在的污染物，主要來源于農(nóng)業(yè)和工業(yè)活動(dòng)，如色素、礦物、冶煉和電鍍等。銅不僅是植物生長的一種必需元素，而且是一些酶的構(gòu)成成分。然而，銅和其它有毒重金屬一樣，當(dāng)超過適宜生長范圍時(shí)，會(huì)對植物造成毒害。銅毒害的一個(gè)重要特征是引起植物體內(nèi)的抗氧化反應(yīng)。為適應(yīng)或克服銅脅迫，溝葉結(jié)縷草細(xì)胞內(nèi)的抗氧化酶保護(hù)系統(tǒng)激活，一種或幾種酶的活性會(huì)升高，來消除或降低脅迫的危害

3、作用。
　　本實(shí)驗(yàn)以繼代了9年的溝葉結(jié)縷草胚性愈傷組織為材料，研究不同銅濃度對溝葉結(jié)縷草愈傷組織及再生植株根和葉生理特性的影響。繼代培養(yǎng)中銅濃度分別為0.1μM(MS基本培養(yǎng)基中銅的濃度)、1.0μM、10.0μM、50.0μM、100.0μM、200.0μM、300.0μM、500.0μM、1000.0μM，再生培養(yǎng)基中的銅濃度分別為0.1μM、1.0μM、10.0μM、50.0μM、100.0μM、200.0μM、300.0μ

4、M、500.0μM。此外還比較了長期處理（12周）及短期處理（10天）對愈傷組織生理特性的影響。同時(shí)，對愈傷組織進(jìn)行了耐銅篩選，獲得了少量耐銅植株。主要研究結(jié)果如下:
　　1.經(jīng)含不同銅濃度的繼代培養(yǎng)基長期處理后，愈傷組織平均直徑及鮮重增長率在10.0μM時(shí)達(dá)到了最大值。10.0μM濃度下，愈傷組織的平均直徑是500.0μM時(shí)的2倍。因此在繼代培養(yǎng)時(shí)，MS中的銅濃度并非溝葉結(jié)縷草愈傷組織繼代生長的最適濃度。適當(dāng)提高M(jìn)S培養(yǎng)基中銅濃

5、度有利于溝葉結(jié)縷草愈傷組織的繼代生長。銅對愈傷組織繼代生長的致死濃度大致在500.0μM左右。
　　2.愈傷組織在不同濃度下再生三個(gè)周期（24周）后，生長呈迅速增長趨勢，以0.1μM作為對照組，在加入一定濃度的銅溶液后，愈傷組織再生率呈增長趨勢，在10.0μM時(shí)達(dá)到最大值。因此MS中的銅濃度也不是溝葉結(jié)縷草愈傷組織再生的最適濃度。銅對愈傷組織再生的致死濃度大致在50.0-100.0μM。
　　3.隨著培養(yǎng)基中銅濃度的增加，溝

6、葉結(jié)縷草愈傷組織、再生植株葉片及根中的銅含量均上升。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，愈傷組織耐銅脅迫強(qiáng)于再生植株，并且愈傷組織中銅積累變化量與再生植株葉片及根中的銅積累變化量趨勢一致，表明有可能通過篩選在較高銅濃度脅迫下能正常生長的愈傷組織，然后在不含高濃度銅的再生培養(yǎng)基中分化成植株的途徑來篩選溝葉結(jié)縷草耐銅植株。
　　4.短期銅脅迫下，愈傷組織中SOD、POD和APX的活性都會(huì)持續(xù)增加，CAT表現(xiàn)出先增加后降低的趨勢。而在長期銅脅迫下，所有愈傷組織

7、的CAT、SOD、POD和APX這4中抗氧化物酶在10.0μM時(shí)，均低于對照組。4種酶的活性在10.0μM后均有上升的趨勢，在200.0μM高濃度銅脅迫下，4種酶的活性又呈下降趨勢。
　　5.在銅脅迫下，溝葉結(jié)縷草出現(xiàn)脂質(zhì)氧化反應(yīng)，短期處理及再生植株的根中MDA含量會(huì)隨著銅含量的升高而升高，但長期處理中MDA含量在10.0μM時(shí)低于對照及其它處理組。再生植株葉中MDA含量在各濃度間并沒有顯著性差異。根中MDA的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于葉中MD