第一章  緒論

1.1  引言
觀賞草（Ornamental Grass）是指具有觀賞價(jià)值的草本植物，在園林景觀中是種用途多而廣的重要造景材料（井淥，2012）。以禾本科（Gramineae）居多，其中莎草科（Cyperaceae）、香蒲科（Typhaceae）、燈心草科（Juncaceae）、鳶尾科（Iridaceae）、百合科（Liliaceae）、天南星科（Araceae）、木賊科（Equisetaceae）等科屬中一些具有觀賞價(jià)值的草本植物及竹亞科（Bambusoideae）中低矮、小型的觀賞竹也在其范圍內(nèi)（武菊英，2007）。觀賞草品種多樣種類豐富，株型奇特，葉色質(zhì)地多樣，花序獨(dú)具特色，具有很高的觀賞價(jià)值，而且相較于其他園林綠化材料，觀賞草養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)單、耐濕、抗旱、抗逆性強(qiáng)，因此在構(gòu)建節(jié)約型園林和生態(tài)型園林中發(fā)揮著重要的作用（袁小環(huán)，2015）。 20 世紀(jì)中期，觀賞草興起于歐美等國(guó)，其獨(dú)特的美感、自然的風(fēng)格和低廉的養(yǎng)護(hù)成本，使觀賞草迅速發(fā)展，在美國(guó)、加拿大、澳大利亞等已經(jīng)有了相對(duì)成熟的觀賞草產(chǎn)業(yè)鏈（約翰﹒雷納  等，2008；南茜 J 安德拉  等，2009）。目前，觀賞草已成為歐美國(guó)家進(jìn)行環(huán)境美化、景觀綠化、生態(tài)改善、水土保持中的一類常規(guī)園林植物材料，展現(xiàn)了極富野趣的自然特質(zhì)（武菊英  等，2003；劉宗華  等，2008）。 我國(guó)相對(duì)歐美國(guó)家來講，在觀賞草的研究應(yīng)用方面時(shí)間較短，還有待進(jìn)一步完善和發(fā)展。國(guó)內(nèi)觀賞草最早是在 20 世紀(jì) 90 年代中后期由當(dāng)時(shí)任職于上海植物園的劉昆良引入國(guó)內(nèi)試種并進(jìn)行商業(yè)應(yīng)用，2000 年完成了上海市園林局設(shè)立的―觀賞草引種示范研究‖課題（王燕艷  等，2009）。北京市農(nóng)林科學(xué)院草業(yè)與環(huán)境研究發(fā)展中心在觀賞草研究方面開展也較早，該單位 2003 年初承擔(dān)了“觀賞草資源引進(jìn)、篩選、擴(kuò)繁和應(yīng)用技術(shù)研究”，開始收集和統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)的觀賞草資源，并且將一批優(yōu)良的觀賞草品種應(yīng)用在北京園林景觀中（唐穎，2012）。我國(guó)觀賞草資源非常豐富，國(guó)內(nèi)高校、科研單位及北京、上海、杭州、寧波等城市的公司相繼開展了觀賞草的研究與培育工作。
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1.2  研究的目的與意義
我國(guó)對(duì)于柳枝稷的研究主要集中在其生態(tài)適應(yīng)性、生態(tài)功能、生物產(chǎn)量、品質(zhì)等方面，在觀賞品種選育與園林應(yīng)用方面的研究剛剛起步。作為引種植物，柳枝稷在國(guó)內(nèi)種質(zhì)資源非常有限，而且種植品種較為單一，因此在現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上進(jìn)行種質(zhì)創(chuàng)新與品種選育尤為重要。 本研究以不同柳枝稷品種的幼穗為研究材料，通過組織培養(yǎng)技術(shù)建立其再生技術(shù)體系，通過探討不同品種間的組培差異，篩選出優(yōu)良的組培品種，并采用秋水仙素優(yōu)良的組培品種進(jìn)行多倍體誘導(dǎo)研究，以期獲得柳枝稷同源多倍體材料，為今后柳枝稷的品種選育、開發(fā)和利用提供新的種質(zhì)資源。 
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第二章  柳枝稷再生體系的建立

2.1  實(shí)驗(yàn)材料與研究方法

選取柳枝稷三種生態(tài)型的八個(gè)品種：Alamo、Kanlow、Blackwell、Trailblazer、Forestburg、Pathfinder、NewYork、Cave-in-rock（表 2-1）。均來自北京草業(yè)與環(huán)境研究發(fā)展中心（國(guó)家非糧生物質(zhì)研究中心北京分中心）小湯山基地資源圃。該資源圃地理坐標(biāo)位于東經(jīng) 116°29′，北緯 40°17′，屬暖溫帶，半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候。5 月下旬至 6 中旬，當(dāng)柳枝稷生長(zhǎng)至孕穗期時(shí)，將含苞未成熟幼穗的生殖枝剪下，用保鮮膜包裹置于冰盒內(nèi)帶回實(shí)驗(yàn)室，放在 4℃冰箱冷藏保存。使用時(shí)先剝?nèi)ネ鈱影~和葉鞘，然后用手術(shù)刀切取含內(nèi)層苞葉的幼穗，將其切成 2 cm 左右小段，置于超凈工作臺(tái)上。 用 75%乙醇對(duì)幼穗進(jìn)行表面消毒 30 s，無菌蒸餾水沖洗 2 次后，再用 20% NaClO 滅菌 10  min，最后用無菌蒸餾水洗滌 3-4 次，放置在滅菌濾紙上，吸干表面水分。將幼穗切成 1 cm 左右的小段，并將幼穗其縱切兩半，留取最內(nèi)層苞葉與幼穗，接種于誘導(dǎo)培養(yǎng)基中。每個(gè)培養(yǎng)皿放  6 個(gè)幼穗，每個(gè)品種放 6 個(gè)培養(yǎng)皿。

 

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2.2  結(jié)果與分析
將幼穗接入培養(yǎng)基中，隨時(shí)間推移幼穗膨大，逐漸散開，顏色變暗，中途繼代一次剝掉所有苞葉，約  2 周后在膨大處開始長(zhǎng)出白色愈傷組織，愈傷逐漸膨大后可繼代移除老化的幼穗。 啟動(dòng)期是愈傷組織形成的起點(diǎn)，是細(xì)胞正準(zhǔn)備分裂的時(shí)期，外植體中已分化的活細(xì)胞在外源激素的作用下，通過脫分化的啟動(dòng)器進(jìn)入分裂期，開始形成愈傷組織（尹偉倫 等，2009）。啟動(dòng)期的長(zhǎng)短與植物的種類、外植體的生理狀況、激素種類及外部環(huán)境有關(guān)。不同柳枝稷品種在啟動(dòng)時(shí)間上各不相同，其中 Alamo 和 Trailblazer 在啟動(dòng)時(shí)間上較早，約為 14 d，其次依次是 Blackwell、Cave-in-rock、Forestburg、NewYork 和 Kanlow，Pathfinder啟動(dòng)時(shí)間最遲緩，達(dá)到 18 d（如下圖 2-2 所示）。  柳枝稷品種 Alamo 在愈傷誘導(dǎo)率指標(biāo)上表現(xiàn)最好，第 25  d 時(shí)誘導(dǎo)率就可達(dá)到 100%（圖2-3）。其次是Trailblazer和Cave-in-rock，30 d 時(shí)誘導(dǎo)率達(dá)到100%。Kanlow和 Blackwell在 35  d 時(shí)誘導(dǎo)率能達(dá)到 100%。Forsetburg、NewYork 和 Pathfinder 誘導(dǎo)率相對(duì)較低，在35  d 時(shí)分別達(dá)到 91.66%、80.5%和 75%。研究結(jié)果表明，以幼穗為外植體柳枝稷愈傷組織的誘導(dǎo)率很高，但不同基因型之間存在較大差異。 
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第三章  柳枝稷的八倍體誘導(dǎo) ...... 34 
3.1  實(shí)驗(yàn)材料與研究方法 ....... 34 
3.1.1  實(shí)驗(yàn)材料 ....... 34 
3.1.2  實(shí)驗(yàn)方法 ....... 34 
3.2  結(jié)果與分析 ...... 37 
3.3  小結(jié) ...... 44 
第四章  結(jié)論與討論 .... 46 
4.1  結(jié)論 ...... 46 
4.1.1  柳枝稷再生體系的建立 ...... 46 
4.1.2  柳枝稷的多倍體誘導(dǎo) .... 46 
4.2  討論 ...... 47 
4.2.1  柳枝稷外植體的選擇.......47 
4.2.2  柳枝稷再生體系的建立.........47 
4.2.3  秋水仙素濃度的確定.......48 
4.2.4  多倍體鑒定.....48 
4.2.5  混倍體的產(chǎn)生.......49 
4.3  展望 ...... 49 


第三章  柳枝稷的八倍體誘導(dǎo)

3.1  實(shí)驗(yàn)材料與研究方法
稱取 1 g 秋水仙素，先用少量蒸餾水溶解，待溶解完全后，用蒸餾水定容至 50 ml，，制備 2%  秋水仙素母液。在超凈工作臺(tái)內(nèi)用注射器吸取秋水仙素溶液，插上一次性針頭式過濾器，手推注射器實(shí)現(xiàn)過濾滅菌，滅菌完畢后放入 4℃  冰箱內(nèi)避光保存?zhèn)溆谩?將無菌秋水仙素溶液加入液體誘導(dǎo)培養(yǎng)基中，使培養(yǎng)基中秋水仙素的濃度分別為 0、0.04%、0.08%和 0.12%，然后將生長(zhǎng)良好的柳枝稷愈傷組織分別接入，每個(gè)處理組處理六瓶，每瓶?jī)?nèi)放入約 3g 愈傷組織。在溫度 25±2  ℃，黑暗條件震蕩處理 24 h、48 h、72 h和 96 h 等不同時(shí)間（表 3-2），轉(zhuǎn)速為 120 rpm/min。 處理完畢后用已滅菌的液體誘導(dǎo)培養(yǎng)基反復(fù)沖洗 2-3 次，用無菌濾紙將溶液吸干后轉(zhuǎn)入分化培養(yǎng)基上誘導(dǎo)芽，觀察愈傷生長(zhǎng)及分化狀況，并做數(shù)據(jù)記錄。待誘導(dǎo)芽長(zhǎng)至 1-2 cm，用手術(shù)刀切下轉(zhuǎn)接至生根培養(yǎng)基誘導(dǎo)生根。 
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結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)以兩種生態(tài)型八個(gè)不同柳枝稷品種的幼穗為外植體，構(gòu)建了柳枝稷再生體系，同時(shí)將愈傷啟動(dòng)時(shí)間、愈傷誘導(dǎo)率、增殖率、分化率、生根數(shù)目和生根條數(shù)等 6 個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)采用變異系數(shù)法來確定各個(gè)指標(biāo)權(quán)重，綜合評(píng)價(jià)這八個(gè)柳枝稷品種的再生能力差異。研究所得結(jié)論如下： 
（1）在柳枝稷再生體系的研究中，八個(gè)柳枝稷品種愈傷組織誘導(dǎo)及再生的表現(xiàn)均明顯差異。Alamo 表現(xiàn)最好，其愈傷誘導(dǎo)啟動(dòng)時(shí)間最短，誘導(dǎo)率和分化率均最高； Cave-in-Rock 愈傷組織增殖率最高，再生苗平均根長(zhǎng)最長(zhǎng)；  Kanlow 再生苗根條數(shù)最多。 
（2）用變異系法來賦予 6 個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，可以得出誘導(dǎo)率、分化率、增殖率所占權(quán)重最大，加和為總權(quán)重的 74.95%，說明這三個(gè)指標(biāo)是該體系的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)。對(duì)這八個(gè)品種進(jìn)行再生體系能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，其再生能力大小依次為 Alamo > Cave-in-rock > Kanlow > NewYork > Forestburg > Trailblazer > Blackwell > Pathfinder；對(duì)其指標(biāo)用歐氏距離分析法進(jìn)行聚類分析，可將 8 個(gè)品種歸為兩類，第一類是 Alamo、Kanlow、Cave-in-rock、NewYork，第二類是 Blackwell、Forestburg、Trailblazer、Pathfinder，其中第一類較第二類更適合該再生體系。 
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參考文獻(xiàn)(略)

本文編號(hào)：40840