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1、.毕业设计任务书院(系) 生物科学与工程学院 专业班级 生物工程 学生姓名 一、毕业设计题目 不同生长素对西洋参种胚离体培养影响研究 二、毕业设计工作自_ 2011 _年_ 3 _月_10_日 起 至_ 2011 年 6 月_ 14 日止三、毕业设计进行地点: 生物学院256无菌操作室 四、毕业设计内容要求：西洋参(Panax quinquefolium L.)属于五加科人参属植物，又名美国参、花旗参。其性凉味甘,苦味较弱,以干燥根入药，药材名西洋参，具有滋补、强心、造血、健胃、镇静、降血脂、抗癌和抗衰老等多种医疗作用。西洋参作为一种药食同源的多年生草本植物，目前关于其快速繁殖的研究已有大量报
2、道，具备相当的研究基础。但由于西洋参生长期长，易受温度、光照等环境条件及栽培技术等方面的限制，故其种质资源长期不足。随着植物生物技术的发展,人们开始关注利用培养西洋参细胞、组织和器官的方法来解决西洋参种源不足的问题。本实验以西洋参成熟完整种胚和切取的子叶为材料，在无菌操作条件下，接种到添加不同浓度2,4-D、NAA、IAA的MS培养基上，通过对愈伤组织诱导和胚状体发生情况的观察分析，了解不同生长素对西洋参成熟种胚离体培养的影响，以期为西洋参遗传育种和优良品种的快速繁殖开辟一条方便之路，也为进一步解决西洋参种质资源匮乏问题提供基础研究资料。大致实验进程安排如下： 3月10号3月17号 完成文献检
3、索工作，撰写开题报告 3月18号3月20号 设计试验方案、技术路线、完成实验准备 3月21号5月25号 完成实验，具体安排如下： 配制母液及培养基，完成成熟完整种胚的接种 （3.21-4.1） 进行剥取子叶的接种 （4.2-4.10） 统计外植体接种情况及染菌情况 （4.11-5.2） 统计愈伤组织和胚状体的发生情况，整理并分析实验结果 （5.3-5.25）5月26号6月14号 撰写论文，参加答辩 指 导 教 师 系(教 研 室) 系(教研室)主任签名 批准日期 接受设计任务开始执行日期 学生签名 研究.毕业设计开题报告题 目 不同生长素对西洋参种胚离体 培养影响研究 题 目不同生长素对西洋参
4、种胚离体培养影响研究一、选题的目的及研究意义西洋参（Panax quinquefolium L）,又名花旗参，美国人参，是一种名贵滋补药品。西洋参味甘，凉，微苦。归心、肺、肾经，有补气养阴，清热生津之功效。用于气虚阴亏，血热，咳喘痰血，虚热烦倦，消渴，口燥咽干等病症。西洋参的生理功能与人参相似，但人参性温，许多人不受人参之温补，而西洋参性凉则可以使用，正如张锡纯所著医学衷中参西录载“西洋参性凉而补，凡欲用人参而不受之温补者，皆可以此代之”。因此，西洋参适应于较广的人群，两者同样滋补强壮，宁神益智。近年随着人们保健意识的增强，西洋参的用量也逐步增加。西洋参原产于北美洲（主要是加拿大和美国），后经
5、引种进入我国，最适生长于海拔1000米左右的山地阔叶林地带。喜阴，宜斜射光和散射光，忌强光；怕高温，生长期最适宜温度1824；要求栽培土层深厚，土质为疏松、肥沃、腐殖质含量丰富、透水性强的偏酸性的壤土或沙质壤土。无论野生或是栽培的西洋参，由于其自身的生理特性，生长缓慢，一般需四至六年才能收获入药。鉴于西洋参独特的医疗保健作用，为了更有效、深入地开发利用这种珍贵的药材，多年来，国内外学者在很多科学领域对西洋参进行了大量的研究，并取得了可喜的成果和进展。而且西洋参的开发利用也由过去单纯的医疗拓展到保健食品、食疗药膳以及日用化工产品等方面等多个方面。但是目前国内西洋参的种子资源稀少，价格昂贵。并且西
6、洋参栽培生长期长，易受病虫害、气候、环境及栽培技术等多方面的限制，故产品远不能满足市场需要，因此利用现代细胞工程技术对西洋参进行细胞和组织培养已成为解决这一问题的突破点。植物组织培养（Plant tissue culture）是指在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞、胚胎、原生质体，培养在人工配制的培养基上，并给予适宜的培养条件，以达到诱发产生愈伤组织或不定芽，或长成完整的植株的目的。植物组织培养是现代生物工程的基础，是遗传转化、植物物种改良的基本环节之一。此技术已经过了近百年辛勤探索的过程，现在许多植物的离体培养都获得成功。近年来，植物组织培养技术在世界范围内得到了广泛发展，已从不同科
7、、属的数百种高等的组织和细胞中获得了完整植株，而且也广泛的应用到植物生理学、生物化学、细胞遗传学以及分子生物学等方面的研究。近年来存在种质资源破坏严重，育种工作滞后等问题。组织培养较传统方法繁殖系数高，周期短。应用组培快繁技术，可在短期内生产大量优质种苗，以供生产之需。这是大量快速繁殖的有效方法，同时也是种质保存(超低温保存)、诱变育种及转基因育种的基础。在现今国内外研究中，关于西洋参组织培养、快速繁殖研究已有大量报道，具备相当的研究基础。本文以西洋参成熟种胚和切取的子叶作为外植体，探索不同生长素对西洋参种胚离体培养的影响，在人为控制的条件下实现有效生产提供依据，也为西洋参遗传育种和优良品种的
8、快速繁殖开辟一条方便之路，从而为其快速繁殖提供基础研究资料。二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等1. 研究现状自1920年，德国科学家哈勃兰特提出细胞全能性理论，在无数科学家进行离体培养以来，经过80多年的历程，使植物组织培养这项技术趋于完善和成熟。近40年来，植物组织培养技术得到了迅速发展，已渗透到植物生理学、病理学、药学、遗传学、育种以及生物化学等各个研究领域，成为生物学科中的重要研究技术和手段之一。并广泛应用于农业、林业、工业、医药业等多种行业，产生了巨大的经济效益和社会效益。植物组织培养是指利用植物的细胞全能性，将植物体的离体部分，在适宜的人工培养和环境条
9、件下进行无菌培养，诱导分化出组织、器官或小植株的技术。由于组织培养研究可采用遗传背景一致、来源单一的材料，在人工控制的条件下周年生长，占地少，周期短、增殖大，可控误差小，重复性强，可广泛应用于植物的快速繁殖及工厂化育苗、脱毒苗的生产，品种资源的保存及种质创新等多个领域。植物组织培养的基本环节为:无菌材料(外植体)的获得与接种、外植体的诱导、外植体的增殖及继代培养、生根及壮苗培养、试管苗的移栽与成活。其中根据植物的诱导再生方式又大致可分为原球茎诱导、器官发生型、组织发生型、体细胞、胚四种。在实践中，影响植物组织培养的因素有:外植体的品种、来源部位、生理年龄及状态、培养基及碳源的种类、植物激素、培
10、养条件等。其中植物激素虽然用量极其微小，但在诱导植物生长分化中起着关键作用。常用激素可分为两大类:生长素和细胞分裂素，两者的相对浓度控制着器官分化的性质。一般来说，当细胞分裂素相对较高时，促进茎芽的形成，反之则利于根的分化。2,4-D则对于愈伤组织的诱导及许多植物种类胚状体的形成有着不可或缺的作用。近年来存在种质资源破坏严重，育种工作滞后等问题。组织培养较传统方法繁殖系数高，周期短。应用组培快繁技术，可在短期内生产大量优质种苗，以供生产之需。是大量快速繁殖的有效方法，同时也是种质保存(超低温保存)、诱变育种及转基因育种的基础。本世纪70年代，我国引种栽培西洋参获得成功，并开始大面积生产，供应市
11、场， 现已发展成继加拿大、美国之后的西洋参第三生产大国，资源十分丰富。后来，随着西洋参的种植成功，有关西洋参的栽培及加工，成分、活性物质含量、药理及临床应用，产品的质量等研究亦渐趋深入。在西洋参的栽培及加工利用方面，关于西洋参品系和种系、倒茬及西洋参病虫害的防治等方面研究比较少。而在其技术利用方面，西洋参刚开始只应用于医疗，但是随着国内外学者的不断研究，目前西洋参的应用已经拓展到保健食品、食疗药膳以及日用化工产品等多个领域。2. 发展趋势我国植物组织培养主要朝两个方向发展：一方面结合国民经济发展的实际需要，广泛开展植物组织培养脱病毒技术及快速繁殖工厂化生产的研究，其研究成果已迅速得到了推广和应
12、用；另一方面主要从事生物遗传工程的转基因和植物体细胞无性系变异与育种及作物改良方面的研究。近年来，用组织培养方法生产微生物和人工不能合成的药物或有效成分的研究，正在不断深入，有些已投入工业化生产，预计今后将有更大发展。3. 研究方法 植物组织培养过程一般分为五个阶段第一阶段：选择和栽培管理母株，用于起始培养；第二阶段：启动和建立无菌培养（主要步骤：分离外植体、表面杀毒、清洗和接种到适宜的培养基上）；第三阶段：利用特定的培养基增殖茎芽或快速诱导体细胞胚形成；第四阶段：离体再生苗生根或体细胞胚萌发；第五阶段：移栽生根苗到无菌土壤中，在室温条件下炼苗。常用的消毒方法将外植体先用自来水冲洗数次，取出后
13、用75%酒精消毒10s，然后放入0.1%升汞中消毒67min，无菌水冲洗4次。最后在无菌条件下，直接接种到适宜的培养基上。培养基对于大多数植物来说，常用的培养基为MS培养基和B5培养基，前者适用于大多数双子叶植物，后者适用于许多单子叶植物。通过调节培养基中所加入的激素种类及其配比来适应不同的培养目的。 该实验以西洋参成熟种胚和切取的子叶作为外植体，接种到添加不同浓度2,4-D、NAA、IAA的MS培养基中进行培养,通过愈伤组织和胚状体发生情况的观察分析，了解不同生长素对西洋参成熟种胚离体培养的影响。4. 应用领域组织培养快速繁殖与其他无性繁殖相比，其繁殖速度非常快，所以，这种技术在园林和农业生产上有广泛的发展前景。其应用主要有以下几个方面： 快速繁殖。可以结合育种和引种发展名优特新及珍稀濒危植物。 脱除病毒。利用植物根尖或茎尖的分生组织中无病毒的特点，将其作为外植体进行组织培养，脱除病毒。 次生代谢物质的生产。主要是利用药用植物的愈伤组织、冠瘿组织和毛状根进行液体、固体以及发酵罐大规模培养，以生产次生代谢物质。
