观赏蕨类植物种质超低温保存研究

我国享有“蕨类王国”的美誉,共有蕨类植物2600多种,占全世界12000种的1/5强,其中特有种500～600种。近年来,由于自然生态环境的被破坏,不合理的开发利用,一些珍贵、稀有的野生蕨类植物资源已经濒临灭绝。因此,加强相关的基础研究、繁殖技术和种质资源保存技术的研究,对蕨类植物种质资源的利用和保护具有重要研究价值和现实意义。作者在近5年的研究过程中,从观赏蕨类植物孢子无菌培养技术和蕨类植物配子体的形态发育过程研究的基础上,深入研究观赏蕨类植物的孢子、配子体和绿色球状体(GGB)的超低温保存技术;并以模式植物拟南芥幼苗为实验材料,研究了玻璃化法超低温保存中热稳定蛋白表达的差异变化,为玻璃化保护液配方的改进提供理论指导,实验结果如下: (1)建立了大叶黑桫椤、白玉凤尾蕨、蜈蚣草、贯众等4种观赏蕨类植物孢子无菌培养技术体系; (2)采用无机培养基培养和土壤培养基培养2种培养方法,显微镜下观察16种观赏蕨类植物孢子萌发及配子体形态发育的整个过程,研究了16种观赏蕨类植物孢子萌发的类型、配子体各发育阶段的形态特征以及到达每个发育阶段所需的时间,为蕨类植物系统进化和形态分类学研究提供了重要的基础资料,同时也可为这些蕨类植物种质资源保存前后的种质评价提供依据; (3)对贯众、刺桫椤、大叶黑桫椤、笔筒树、金毛狗、华南毛蕨等6种观赏蕨类植物孢子的超低温保存技术研究表明:用液氮超低温保存技术保存观赏蕨类植物孢子是可行的,观赏蕨类植物孢子的超低温保存可采用的程序为:孢子的采集→室温干燥→孢子去杂→液氮保存→室温化冻; (4)采用单因子实验设计,对二歧鹿角蕨绿色球状体玻璃化法超低温的保存程序进行筛选、优化,建立了一套适于鹿角蕨绿色球状体玻璃化法超低温保存程序,即继代培养30d的绿色球状体切成1mm左右的小块→2M甘油+4M蔗糖,室温(20～25℃)处理40min→0℃下PVS2溶液处理50min→液氮冻存→40℃水浴化冻1min→含1.2mo1/L蔗糖的MS基本培养基洗涤3次(每次l0min)→转入MS + 6-BA0.5mg/L + IBA0.1mg/L +蔗糖3%固体培养基中再培养;首次采用星点设计-效应面优化法的实验设计和分析方法,考察玻璃化法超低