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UV诱导的植物不对称体细胞杂交,常会获得带有少量供体遗传物质的杂种克隆,在前期进行的拟南芥/柴胡(UV-irradiation,380μW/cm~2,5min)体细胞杂交实验中发现,后代克隆中主要保留了柴胡亲本的染色体,受体拟南芥亲本的遗传物质发生了消减或片段化。为进一步探明柴胡原生质体抗紫外辐照的机制,及融合克隆中拟南芥染色体消减或片段化的原因,本文开展了拟南芥/柴胡(高剂量UV处理)不对称体细胞杂交研究,以探讨高剂量UV辐照条件下,杂交后代的性质及对杂种植株再生能力的影响;检测了UV辐照前后拟南芥/柴胡原生质体中活性氧含量的变化;对UV辐照前后拟南芥/柴胡愈伤组织中总黄酮含量进行了测定。初步探讨不对称体细胞杂交中,ROS及黄酮类化合物对UV辐照的理化效应。针对已进行的的拟南芥/柴胡(γ-ray treated,5kGy)体细胞杂交实验中获得的杂种克隆花序/花器官形态的多样性变化,本实验利用石蜡切片技术结合形态解剖对杂种植株的花序/花器官进行了比较观察。主要研究内容及实验结果:以拟南芥为受体,柴胡为供体,通过不对称体细胞杂交(UV-irradiation,380μW/cm~2,5min)获得大量体细胞杂种细胞系及再生频率提高的杂种植株。从P5液体培养基中挑出的全部80个优先生长的克隆中,49个克隆在D1培养基可快速增殖、部分克隆具有分化能力,通过形态学及分子标记(RAPD和SSR)分析证明,再生克隆中有17个具杂种性质,含有双亲特征谱带,杂种克隆以供体柴胡核基因组组成为主,少数克隆出现新谱带,说明杂种中出现了遗传物质的转移和重组;有8个克隆可分化出小芽或根,5个克隆分化出大量杂种植株,植株的叶片呈细长倒披针型,偏向柴胡亲本表型,杂种克隆在后代中的比率为34.7%,杂种植株分化率约为29.4%。杂种No.61克隆的再生植株部分叶片出现带叶柄的叶,介于双亲表型之间。染色体分析显示,杂种克隆染色体数目大多为2n=12(约为90%以上),大小和数目与柴胡一致,极个别克隆中发现染色体数目减少的现象(含有11条大小与柴胡一致的染色体),未观察到游离存在的小的拟南芥完整染色体/染色体片段存在。以激光扫描共聚焦显微镜(Carl Zeiss,LSM510)观察荧光探针(DCHF)标记的UV辐照前后拟南芥/柴胡原生质体活性氧(ROS)含量的变化,发现UV辐照后,细胞内ROS含量均急剧升高。以紫外分光光度法(GBC,Cintra5)测定UV辐照前后拟南芥/柴胡愈伤组织中总黄酮含量,发现UV处理前拟南芥愈伤组织中黄酮含量很低(几乎检测不到),UV辐照后黄酮含量大幅上升;UV处理前柴胡愈伤组织中含一定量的黄酮类化合物,UV辐照后黄酮含量也有上升。推测柴胡细胞中游离的黄酮类化合物,因具有紫外吸收和抗氧化能力,在UV辐照时,首先吸收UV或与UV诱导产生的ROS结合保护了柴胡染色体免受损伤;UV辐照诱发的大量ROS对受体拟南芥染色体造成一定损伤,导致杂种中受体染色体的消减。对拟南芥/柴胡(γ-ray treated,5kGy)体细胞杂种植株花序/花器官形态解剖观察及石蜡切片分析,发现杂种花发育的正常程序被打乱,结合γ-ray处理后柴胡染色体多种变异现象及分子标记分析结果,推测杂种中,有柴胡遗传物质插入/易位/重组入拟南芥基因组的控制花发育的关键基因处,并在调控花发育过程中发挥作用。