通过形态学、植物化学和分子生物学方法研究EMS（外源麦角酸）诱导的Tylophora indica体细胞胚胎发生及其遗传变异

《Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC)》：Study of EMS induced somatic embryogenesis and genetic variation in Tylophora indica through, morphological, phytochemical and molecular approach

　　

摘要

本研究探讨了体外乙基甲磺酸（EMS）对体细胞胚胎发生的影响，旨在培育出高产次生代谢物的Tylophora indica变异株。将节段组织在Murashige和Skoog（MS）（1962）培养基上培养，并添加四种不同浓度的生长素（0.5、2.5、5.0、7.5 μM），包括2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）、萘乙酸（NAA）和吲哚丁酸（IBA）。在所测试的生长素中，5.0 μM的2,4-D被证明是最适合诱导胚胎发生性愈伤组织的浓度。为了确定最佳的诱变剂量，将最佳的胚胎发生性愈伤组织用五种不同浓度的EMS（0.1%–0.5%）进行处理。处理过的和未处理过的愈伤组织都被转移到体细胞胚胎（SE）诱导培养基中。在MS + 5.0 μM 2,4-D + 0.3% EMS培养基条件下，记录到最高的体细胞胚状体诱导频率和每100毫克愈伤组织产生的平均体细胞胚状体数量分别为72 ± 1.22%和91 ± 0.89个。诱导出的体细胞胚状体随后被转移到成熟和萌发培养基中，该培养基由MS + 0.5 μM（赤霉素）GA₃ + 0.5 μM IBA以及三种不同浓度的细胞分裂素（6-苯基腺嘌呤（BA）、meta-Toplin（mT）、Kinetin（Kn）组成。在所有测试的组合中，BA 5.0 μM与GA₃ 0.5 μM和IBA 0.5 μM的组合被证明最有利于体细胞胚状体的增殖和成熟。对于体细胞胚的萌发，使用了? MS、1 μM BA和0.5 μM GA₃。在所有处理组中，包括对照组，0.3% EMS处理的组显示出最高的萌发率，达到了62.6 ± 0.24%的萌发率和59.0 ± 0.31%的幼苗转化率。EMS还影响了次生代谢物的组成，这一点通过气相色谱-质谱分析得到证实，并且通过起始密码子靶向标记物显示出了遗传多态性的产生。在0.3% EMS处理的植物中检测到最多的化合物种类，而在0.5% EMS处理的植物中化合物种类最少。本研究强调了体外EMS诱导变异作为一种有效的方法，可以加速Tylophora indica的遗传变异并提高其次生代谢物的产量。