猫儿屎(Decaisnea insignis)属木通科(Lardizabalaceae)猫儿屎属(Decaisnea)植物,具有较高的药用和经济价值。猫儿屎种子发芽率较低,大规模繁育困难,开展猫儿屎体细胞胚胎发生研究,建立猫儿屎体细胞胚胎发生体系,对该物种的无性系繁殖和高效遗传转化体系的建立具有重要意义。 本研究以猫儿屎成熟种子为试验材料,探讨了不同培养基、外植体、植物生长调节剂等因素对其愈伤组织诱导及体细胞胚诱导的影响;同时对猫儿屎胚性愈伤组织、非胚性愈伤组织和体胚进行组织细胞学观察和生理生化特性研究,得到以下结果: (1)猫儿屎愈伤组织诱导的最佳外植体为胚,愈伤组织诱导的最适培养基配方为MS,0.5mg/L6-BA,1mg/L2,4-D,愈伤组织诱导率为64.44%,不同的光照条件对愈伤组织诱导没有显著影响。胚性愈伤组织诱导的最佳基本培养基为MS培养基,胚性愈伤组织诱导的最适培养基配方为MS,1.0mg/L6-BA,0.2mg/L NAA。水解酪蛋白对胚性愈伤组织增殖的影响最大,土豆、活性炭的添加对深褐色胚性愈伤组织的增殖无显著影响,但是对黄色胚性愈伤组织的增殖有显著影响。当6-BA的浓度为0.2mg/L,NAA的浓度为0.05mg/L时,黄色胚性愈伤组织增殖的倍数达到最大。深褐色胚性愈伤组织在6-BA和NAA的作用下几乎不增殖。深褐色胚性愈伤组织诱导体细胞胚的最适培养基配方为MS,0.1mg/L6-BA,0.05mg/L NAA,体胚诱导率仅为11.39%。黄色胚性愈伤组织诱导体细胞胚的最适培养基配方为MS,0.2mg/L6-BA,0.05mg/L NAA,体胚诱导率可达到56.67%。 (2)以猫儿屎体细胞胚发生过程中产生的胚性愈伤组织、非胚性愈伤组织和体胚作为研究材料,研究其体细胞胚发生过程中可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、丙二醛含量、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性的变化。结果表明,猫儿屎胚性愈伤组织的可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、POD活性、SOD活性均显著高于非胚性愈伤组织,CAT活性和丙二醛含量均显著低于非胚性愈伤组织,深褐色胚性愈伤组织和黄色胚性愈伤组织间均无显著性差异。猫儿屎体胚中的可溶性蛋白含量、可溶性糖含量和SOD活性均显著高于胚性愈伤组织,CAT活性显著低于胚性愈伤组织。 (3)组织细胞学研究表明,胚性愈伤组织细胞内有大量淀粉粒积累,细胞较小且排列紧密,而非胚性愈伤组织细胞内无淀粉粒的积累,结构疏松且排列不规则。观察到猫儿屎体细胞胚胎发育过程的球形胚、鱼雷形胚和子叶胚等阶段。猫儿屎体细胞胚的起源方式为外起源与内起源共存。