(学位论文开题报告及计划)
学
院
农学与生物技术学院
一级学科 理学 专
业
植物学 研究生姓名 任春琼 学
号
2013210083 指导教师
陈严平
填表日期 2015 年 4 月 日 云南农业大学研究生处制表
填表说明
一、本计划系研究生个人培养计划,一经确定,不得随意更改。 二、开题报告须经导师审阅合格后,方可提交开题报告评议小组论证。 三、 开题报告应在各学科专业或学院的范围内举行,须适当请有关专家参
加。
四、 本表在第三学期内(中期考核以前)完成。一式四份,经所在学院审
核批准后,导师和研究生各存一份、一份交院研究生教学秘书存档,原件报研究生处培养科备案。
五、课题研究中途如无法进行下去,需重新更换选题,则必须重新作开题报
告论证。
六、表格用A4纸双面打印或复印,不得改变原表格式。
研究方向 论文题目 项目来源 项目性质 植物种质资源的评价与利用 7个不同品种烤烟叶片组织结构的比较研究 云南省烟草农业科学研究院 品种与品牌—7个不同烤烟品种叶片组织的显微和超微结构研究(YKY2014-013) □ 理论研究 □ 应用基础研究 □ 应用与理论结合研究 □ 开发性研究 □ 综合性工程项目 □ 直接用于生产 □ 其它 一、国内外研究动态综述、选题的理论意义和实际意义 1国内外研究动态 1.1.烤烟概述 烤烟原产于亚热带,如今广泛栽培于北纬55°到南纬40°之间的广大区域。烟草属于茄科〔Solanaceae〕烟草属(Nicotina),该属有64个种,其中44个原产于中南美洲,20个原产于大洋洲[1]。烟草属大都是草本植物,一年生或多年生,其中绝大多数是野生植物,只有现在的红花烟草(N.tabacum L.)(又称普通烟叶)和黄花烟草(N.rusticu L.)等有经济价值的种进行了人工栽培。还有少数种如异香烟草(N.alatalioketotto)、美花烟草(Nicotina sanderae)和香花烟草[1,2](N.suaveolens)等,因花色美观而作为观赏植物栽培。 [2] 叶是烤烟作为经济植物的主要部分,品种是影响烟叶质量的重要因子。不同品种的烤烟,由于遗传因素的差异,表现出来的烟叶结构也存在着较大的差异,因而叶片的组织结构直接反映了烤烟[3]的营养状况和成熟特征,与烟叶品质紧密相连。 1.2国内外研究动态 由于烟草商业化的不断发展,为适应烟草行业对原料的要求,国内国外对烟草进行了一系列的探讨研究,在种质资源的利用、栽培、育种、生理生态、组织结构、烘烤以及产业优化方面等都进行了大量的工作,随着现代生物技术的发展,对烟草的研究呈现多方位多角度的结合,而不再是以往单方面的研究,栽培和育种的结合,育种与生理生态的结合等等,然而在种质资源的研究,尤其是种质资源与组织结构结合的研究,国内外对其报道相对于其他的报道较少,因此,本研究着重探讨烟叶的组织结构的显微和亚显微结构与品质之间的关系。 2.1.2.1烟叶生长发育的组织显微结构研究现状 不同品种的烤烟的烟叶发育规律受其生物学特性控制,了解并掌握烟叶发育规律是形成优质烟叶的基础,烟叶组织结构与品种品质的密切关系,对于提高烟叶的质量具有重要意义。 [5] 蒲敏、陈严平、李荣春等:以烤烟KRK26中部叶为材料,对津巴布韦工艺、三段式工艺、提质增香工艺3种烘烤过程中烟叶组织结构的变化进行了显微观察。表明该烘烤工艺较好地保持了烟叶组[6]织结构的完整性,达到了优质烤烟应具备的蓬松特质。张亚婕、陈严平等以烤烟K326和云烟87两个品种探讨了解不同成熟期与叶片组织结构之间的关系,探索适采期。烤烟K326和云87两者都是云南的主栽品种,在同一栽培条件下,烤烟K326的适应性较‘云烟87’的强。付玉山、丁灿、陈严平[7]等为深入了解津巴布韦引进烤烟品种KRK26 特性,筛选出KRK26 最佳种植区域,,试验解剖结构特征说明了种植津引品种KRK26 的最适烟区为文山,次适烟区为临沧,而普洱、保山KRK26 解剖结构[8]特征却优于玉溪。王亚辉、张树堂、杨雪彪为探明不同成熟烟叶在烘烤中的组织结构变化规律, 对烤烟K236 品种的中部初熟、适熟和过熟烟叶在烘烤过程中定时取样进行快速石蜡包埋切片, 观察分析组织结构。在烤烟生产中要采收成熟的烟叶,才有利于烘烤后获得到较高质量的烟叶。 烟草是以叶片为器官为主要产品的经济植物,叶片栅栏组织与海绵组织的厚度,以及栅栏组织[9]与海绵组织厚度的比值,往往与叶片的品质有一定的关系。 [10]蔡敦江采用切片显微观察法对烤烟品种龙江851、龙江911、云烟87 的叶片解剖结构进行了[4]1
对比观察和分析。结果表明: 龙江851和龙江911的叶片厚度、栅栏组织厚度和海绵组织厚度均是中部叶最大,下部叶片次之,上部叶片厚度最薄;而云烟87表现不同,下部叶片厚度表现最厚。海绵组织[11]和栅栏组织相比较, 海绵组织厚度大于栅栏组织厚度。 韩锦峰等关于烤烟成熟叶片结构与叶位关系的研究认为:烤烟成熟叶片栅栏组织细胞密度、细胞原生质浓度随叶位的升高而增加。叶肉细胞的原生质凝聚成丝状网均匀分布,叶肉的空隙(胞间隙)随叶位升高而减小,鲜叶厚度随叶位升高呈凹[12][13]曲线变化,而经正常烘烤干燥收缩后,叶厚顺序则为下部<中部<上部。李跃武,聂荣邦,郭月清[14]分别对不同成熟度烟叶单位长度栅栏组织细胞数,组织厚度等。做了细致的研究,认为:不同部位,不同品种的烤烟成熟度越高,单位长度栅栏组织细胞数越低。栅栏组织与海绵组织厚度之比上部叶、[3]中部叶、下部叶无规律性变化。强继业、王绍华等研究了5个烤烟新品种(云烟202,云烟 203,云烟97,中烟100,PVH19) 及对照品种云烟85 上、中、下部位叶片组织结构的差异。在 6个烤烟品种中,中烟 100 的烟叶组织结构表现较好,有利于提高烟叶的品质,是试验研究中推广前景比较好[2]的品种。尹剑藤,李佛琳等通过对丽江市引进的10个烤烟新品种(‘云烟98’、‘云烟110’、‘云烟113’、‘云烟114’、‘云烟115’、‘云烟202’、‘H3’、‘MSK326’、‘T29’和‘XYN87’)田间性状及烟叶组织结构的比较。栅栏组织厚度与叶片厚度、组织比、栅叶比呈极显著正相关,与海绵组织厚度成[15]显著正相关。通过相关栽培措施可以使农艺性状表现好的品种烟叶组织结构得到改善。肖吉中等对烤烟鲜叶外观成熟特征进行研究,指出各个部位叶片从出生到成熟采收所需要的叶龄,是随叶位上升[16]而增加。黄勇,周翼衡不同成熟度烟叶结构显微分析。采收适度成熟的叶片,结构疏松度恰当,有[17]利于提高烤烟质量。保卫细胞内叶绿体数量的变化可以作为成熟度评价的参考。李佛琳 , 赵春江烤烟鲜叶组织结构、近红外反射率及其影响因素的研究。叶片厚度是反映叶片水平光谱特性的重要指标, 试验结果证实了使用叶片厚度可以很好地预测叶片近红外反射率,叶片结构和反射率的关系还有助于对田间和试验室获取的叶片光谱数据进行分析。 1.2.2烟叶细胞的超微组织结构的研究现状 亚显微结构又称为细胞超微结构,是指在电子显微镜下观察到的组织和细胞的微细结构。 腺毛是植物表皮腺结构中的一种具有分泌功能的毛状物。烟草为多腺毛植物,其腺毛在数量上占[18]总表皮毛的85%左右。烟草腺毛能分泌精油、树脂、蜡质、糖分、醇类、酮类、烷烃等化学成分,[19-21][22]这些物质与烟叶的香气和吃味密切相关拉,同时对烟草的抗虫性具有重要作用。因此,很多学[18-26]者对烟草腺毛的分布密度、形态结构及其分泌物的变化与影响因素进行了大量的研究。 [27].杨天沛,薛小平不同品种烟叶腺毛密度差异分析为了比较不同品种烟叶的腺毛的密度,采用便携式数码显微镜对K326、南江3号、责烟201和云烟85的成熟叶的腺毛分布密度进行了观测。明在相同生态条件和栽培措施下,不同烟草品种的腺毛分布密度具有一定程度差异,遗传因素是影响烟[28]叶腺毛密度差异的重要因素。薛晓明烤烟腺毛的形态学观察和密度研究 以7个烤烟品种为试验材料,在扫描电子显微镜和光学显微镜下对烤烟腺毛的形态进行了观察。腺毛密度在不同的烤烟品种间具有一定的特征性,按照叶片上、下表面的腺毛密度平均值排列顺序是:‘吉烟7号’>‘龙江9l5’>[29]‘龙851’>K346>NC89>‘龙江911’>CF978。薛晓明 ,侯森林 烤烟腺毛发育的形态学研究 通过光学显微镜对烤烟叶片腺毛生长发育过程中的形态学特征进行了观察 长柄腺毛发育较旱.在烤烟叶片的各个时期均普遍存在.在采收期可观察到其分泌活动也处于高峰期.是对烤烟品质影响较大的优势腺毛。在长短两种腺毛中都观察到细胞间隙的存在。可能是分泌产物的临时储存场所。薛晓明,侯[30]森林,于丽杰等.烤烟叶片表面腺毛的扫描电子显微镜观察 用扫描电子显微镜对烤烟叶片腺毛的形态学特征进行了观察,。在烤烟采收初期和中期,长柄多细胞腺头腺毛是对烤烟品质贡献最大的腺[31]毛,而在采收末期烤烟品质则取决于短柄腺毛。李章海 ,潘文杰不同烘烤方式烘烤过程中烟叶表面腺毛分泌物变化的研究框装密集烤房烤后烟叶腺毛分泌物总量与传统普通烤房相当。因此,框装密[32]集烤房是解决目前挂竿密集烤房烟叶香气量损失较大的有效措施之一。张亚婕,陈严平烤烟腺毛的形态学观察采用水装片、石蜡切片和扫描电子显微镜3种方法综合起来对烤烟腺毛的形态进行观察。;在烟叶采收初期和中期,烟叶香气品质主要依靠长柄腺毛,而在采收末期,烟叶香气品质则主要依靠[33]于短柄腺毛。徐增汉,李继新烤烟品种云烟85腺毛形态结构的环境扫描电镜观察采用环境扫描电子2
显微镜对云烟85叶片腺毛的形态结构进行了观察 (工艺)成熟叶的腺毛,密度大幅度下降,外观多呈明显衰老状态,腺柄皱缩或倒伏,腺头凹陷或开裂或脱落,但仍有少量腺毛正在生长发育。梁志敏,[34]翁梦苓施用有机肥对烟草腺毛形态结构及分泌物的影响以盆栽烤烟K326为材料,研究了在有机肥和无机肥条件下,烟草腺毛形态结构发育及分泌物的差异 ,相关性分析结果表明各时期处理问分泌物含量均呈显著性差异,表明肥料对烟草叶面腺毛的分泌活动具有显著影响. [35]叶肉细胞内细胞器的发育形态决定着某时期细胞器功能的发挥。烟草叶片栅栏组织中叶绿体非常发达,是光合作用的重要场所,也是烟叶光合产物合成、积累的主要场所。因此,栅栏细胞的发育[36]状况对叶片生长发育和烟叶产量、品质具有重要作用。烟叶成熟衰老过程中,细胞内叶绿体呈衰老症状,类囊体片层结构离散。正常叶绿体中类囊体的排列方式保证了其光合能力,而衰老的叶片叶绿[37]体类囊体膨胀和排列紊乱。 [38] 植物衰老过程中,叶绿体数量是否变化一度为许多研究得目标,2002年,Jeong等实验发现,体积小的叶绿体具有更大的流动性,大部分分布于细胞表面。叶绿素的降解分为两个阶段,先为延缓期,降解较慢:至变枯萎期为对数期,叶绿素含量急剧下降。 [39]1984年,Wardly等研究发现,叶片衰老末期大约有80%的叶绿素降解,而叶绿体数量几乎没有变化。 [40]2007年,黄勇等报道不同成熟度烤烟叶细胞化学研究,表明考研成熟过程中叶片组织、细胞结构及叶绿体在形态和数量上的变化规律是随着成熟度的增加,叶片解剖结构逐渐疏松,细胞轮廓逐渐模糊。烤烟成熟的过程实际上是叶片逐渐衰老、细胞结构逐渐解体的过程。 3
2、选题的理论意义和实际意义 烟草是我国重要的经济作物,对发展国民经济和满足人民生活需要有着十分重要的意义。我国幅员辽阔,大部分地区均适宜烟草种植。随着烟草生产和卷烟工业的发展,对优良品种的需要越来越迫切。而两种的创新,关键来自种质资源,它是作物改良的物质基础,也是现代生物工程不可缺少的材料。烟草育种的突破性进展通常是发现、筛选并利用特异的种质资源所取得的,没有优质、抗病的烟草品[41]种资源作后盾,要培育出优质、多抗的新品种是非常困难的。 从外引进的烟草资源材料与地方品种间存在着较大的遗传差异,有的能适应本地的生态条件直接用于生产(烤烟、晒烟、晾烟、白肋烟、香料烟等),有的可以作为育种材料(远缘杂交育种、常规[42]杂交育种、杂种优势方面)加以利用。随着现代生物科学技术的发展和我国烟草生产与科研的需要,[43]烟叶组织结构与品种密切相关,烟叶细胞结构及成分变化机理的研究也成为不可忽视的研究领域,细胞是生物体结构和功能的基本单位,叶片的生长发育成熟衰老过程与细胞的生长发育和组织结构密切相关。由于烟叶的成熟是叶细胞逐渐衰老死亡,叶绿体逐渐解体的过程。因此,对烟叶显微及亚显微结构的观察和数据的分析,可为烟叶成熟及烟草在当地良好生长提供理论支撑,对引种和选育优良品种具有重要意义。本研究从云南省玉溪烟科所从外引进7个烟草品种,再根据烟草叶片组织结构这一显著差别为所引种进行合理比较,从而从中挑选出最适合当地品种的烟草材料,为进一步推广优良品种在云南的栽种提供一定的理论依据。 4
参考文献 [1] 刘国顺.烟草栽培学[M].中国农业出版社.2004.3 [2]尹剑藤,李佛琳,杨焕文.10 个烤烟新品种田间性状及叶片组织结构的比较 [J].中国农学通报. 2011.27(10):92-97. [3]强继业,刘芮,丁艳锋,王绍华.5个烤烟新品种叶片组织结构的比较研究[J].云南农业大学学报. 2011.26(1):59-63. [4]王艳丽,刘国顺.磷肥用量对烟叶细胞壁物质含量和烟叶厚度的影响[J].烟草科技.2005(5)41-44. [5]蒲敏,陈严平,李荣春,等.烘烤条件对KRK26 烟叶组织结构变化的影响[J].中国农学通报.2013.21 (29):188-194. [6]张亚婕,陈严平.不同延迟采收期烟叶组织结构的比较解剖研究[J].中国农学通报2013.29(19): 93-97. [7]付玉山,丁灿,陈严平.云南不同烟区KRK26 叶片解剖学的比较研究[J].中国农学通报.2012.(03): 110-114. [8]王亚辉,张树堂,杨雪彪.不同成熟烟叶在烘烤过程中的叶片组织结构变化研究[J].中国农学通报. 2007.23(09):171-175. [9]夏凯,齐绍武,周冀衡.等.烤烟的成熟度与叶片组织结构及叶绿素含量的关系[J].作物研究.2005. 19(2):102-105. [10]蔡敦江.不同烤烟品种之间叶片解剖结构的差异[J].科技资讯.2007.21:169 [11]韩锦峰,宫长荣,高致明,张峰等.烤烟成熟叶片与叶位关系的研究[J].河南农业大学学报.1988. 9.22:(3). [12]李跃武.烤烟品种云烟85烟叶的成熟度I成熟度与叶片与叶片组织结构、叶色、 化学成分的关 系[J].福建农林大学学报.2002.31(01):16-21. [13]聂荣邦.烤烟不同成熟度鲜烟叶组织结构的研究[J].烟草科技.1991.(3):37-40. [14]郭月清.氮素用量对烤烟生长发育和成熟度影响的研究[A].河南省烟草优质效益综合技术研究总 结及论文汇编[C].郑州:河南科技技术社.1987.136-147. [15]肖吉中,江锡瑜,周民兰,等.烤烟鲜叶外观成熟特征的研究[J].中国草.1993.57(2):15-18. [16] 黄勇,周冀衡,等.不同成熟度烟叶结构显微分析黄[J] 中国烟草科学 2008.29(2):5-8. [17]李佛琳,赵春江.等.烤烟鲜叶组织结构、近红外反射率及其影响因素的研究[J]西北植物学报.2006.26(10):2104-2109. [18]Charles HR,Sheila L C.A high—performance liquid chromatographic determination of major phenolic compounds in tobacco smoke[J].J Chromatogr Sci,1990.28:239-244. [19]Spears AW.Quantitative determination of phenol in cigarette smoke.Anal Chem,1963.35:320-322. [20]Mold J D,Peyton M P,Means RE,eta1.Determination of catechol in cigarette smoke[J].Analyst,1966.91:189-194. [21]Guerin M R,Olefich G,Horton A D.Routine gaschromatographic component profiling of cigarette smoke for the identification of biologically significant constituent s[J].J Chromatogr Sci,1974.12:385-391. [22]Lesca P.Protective effects of eilagic acid and other plant phenols On benzo [a]pyrene neoplasia in mice[J].Carcinogenesis,1983.4( 12) :1651-1653. [23]Hirose M,Kurata Y,Tsuda H,eta1.Catechol strongly enhances rat stomach carcinogenesis : a possible new environmental stomach carcinogen[J].J Cancer Res,1987.78:1144-1149. [24] 邵霁.卷烟纸对卷烟降低焦油的作用和影响[J].浙江造纸. 2007.(1):13-15. [25]周春平,余苓,刘百战,等.用正交试验方法分析卷烟纸特性对卷烟主流烟气指标的影响[C].中 5
国烟草学会工业专业委员会2009年烟草工艺学术研讨会论文集.2009:185-190. [26]王世刚.应用卷烟纸降低香烟焦油量的1二艺措施[J].黑龙江纸.2005.33( 3):53-55. [27]杨天沛,薛小平.不同品种烟叶腺毛密度差异分析[J]江苏农报.2010.22( 11):79-80. [28]薛晓明.烤烟腺毛的形态学观察和密度研究[J]中国农业学报.2012.28(04):98-103. [29]薛晓明,侯森林.烤烟腺毛发育的形态学研究[J] 湖北农业学 2011.50(2):4871-4775. [30]薛晓明,侯森林,于丽杰,等.烤烟叶片表面腺毛的扫描电子显微镜观察[J].江苏农业科学. 2011.39(6):175-178. [31]李章海,潘文杰.不同烘烤方式烘烤过程中烟叶表面腺毛分泌物变化的研究[J] 中国烟草学报. 2011.l7(6):81-85. [32]张亚婕,陈严平,等.烤烟腺毛的形态学观察[J] 电子显微学报.2013.32(5):432-439. [33]徐增汉,李继新.烤烟品种云烟85腺毛形态结构的环境扫描电镜观察 [J].中国烟草科学. 20l1.32(4):41-45. [34]梁志敏,翁梦苓. 施用有机肥对烟草腺毛形态结构及分泌物的影响[J].厦门大学学报(自然科学 版). 2008.47(2): 149-152. [35]柴家荣,黄学跃,雷丽萍.不同品种白肋烟叶片组织结构比较研究[J].烟草科技.2004(12):33-35. [36]Bonner J J.Laetsch W M.induction andregulation of chloroplasts replication in mature tobacco leaf tissue[J].Plant physio.1972.49:97-101. [37]Rpsalinda B,Bonner J J.Laetsch W M.induction and replication of chloroplasts replication in mature tobacco leaf tissue[J].Plant physio.1972.49:90-93. [38]Jeong W J.Park Y I.Such K H.A large population of small chloroplasts in tobacco led cells allows more effective chloroplast movement than a few enlarged chloroplasts[J].Plant physio.2002.129(1):112-121. [39]Wardly Tm,Bhalla P,Dalling M J.Changed in the number and composition of chloroplasts during senescence of mesophyll cells of attached Primary of wheat ( Triticum aestivum L.)Plantphysio.1984.75:421-424. [40]黄勇,周冀衡,刘建利等.不同成熟度烤烟烟叶细胞化学研究[J].湖南农业大学学报.自然科学版. 2007.33(5):559-563. [41]许美玲,李永平.烟草种质资源图鉴[J].科学出版社.2009 [42]陈学平,王彦亭.烟草育种学[M].合肥:中国科技大学出版社. 2002 [43]陈碧珍.烤烟不同品种叶片的解剖观察[J].福建农林学报.1993.22(2):241-246 6
二、研究目标和内容、研究的创新之处、拟解决的关键问题 1、研究目标和内容 目标:7个不同品种烤烟叶组织结构的研究比较 内容:1.烟叶石蜡切片的组织结构的研究比较(叶厚、栅栏组织、海绵组织、上表皮细胞、 下表皮细胞、组织比) 2.扫描电镜的组织结构的研究比较(下表皮细胞、腺毛) 3.透射超薄切片的亚细胞研究比较(线粒体、叶绿体) 2、研究的创新之处 从7个不同的品种中选育出优良品种,为当地优良品种的引种提供参考。采用常规石蜡切片显微技术、扫描电子超显微技术、超薄切片透射电子显微技术。 a.通过光学显微镜观察测量石蜡切片样品(叶肉细胞的组织结构)。 b. c. 3、拟解决的关键问题 比较各品种之间组织结构的差异,探讨细胞组织结构与品种之间的关系,为当地选育优良品种提供参考依据。 7
三、拟采取的研究方法、技术线路、实验方案及可行性分析 1研究方法 1.1实验材料的采集及处理 2014年8月28日:玉溪烟科所提供7个品种下部烟叶共21片烟叶。 2014年9月15日:玉溪烟科所提供7个品种中部烟叶共21片烟叶。 2014年9月24日:玉溪烟科所提供7个品种上部烟叶共21片烟叶。 1.2研究方法 1.2.1石蜡切片法 石蜡切片制作流程:取材→固定(FAA固定液)→抽气→洗涤→脱水(乙醇)→透明(二甲苯)→浸蜡→包埋(石蜡)→修蜡→切片→烘片→脱蜡复水→染色(苏木精-铁矾对染)→封片(中性树胶)。 固定:在所取的叶片材料的中脉右侧相同位置剪取约0.5 cm×0.5 cm的小块若干,并迅速放入装有FAA(90ml 50%酒精+5ml甲醛+5ml冰醋酸)固定液的青霉素小瓶中固定并贴好记录标签,用针管抽气至使全部叶片沉至底部,密封封口。 洗涤:从材料瓶中取4-5片放入干净的青霉素小瓶(已贴好相对应的标签)中,用50%乙醇浸泡,洗净固定液。 脱水:用乙醇梯度为50%、60%、70%、80%、90%、95%、100%依次浸泡30分钟,100%乙醇浸泡2小时,100%乙醇过夜。 透明: 二甲苯:乙醇(1:2)浸泡6-12小时。 二甲苯:乙醇(1:1)浸泡6-12小时。 二甲苯:乙醇(2:1)浸泡6-12小时。 二甲苯6-12小时,二甲苯6-12小时。4°冰箱2小时。 浸蜡: 二甲苯:石蜡(2:1)常温下1天,35°恒温箱6-12小时, 45°恒温箱6-12小时。 二甲苯:石蜡(2:1)60°恒温箱浸泡6-12小时。 二甲苯:石蜡(1:1)60°恒温箱浸泡6-12小时。 二甲苯:石蜡(1:2)60°恒温箱浸泡6-12小时。 石蜡60°恒温箱6-12小时,石蜡60°恒温箱6-12小时。 包埋:将材料连同石蜡迅速倒入实现以折叠好并标记好的纸船中,再加入已融化好的石蜡,快速使材料在纸船中直立并分开一定距离,直至石蜡凝固,使材料充分被石蜡包裹。常温下放置2-3天。 切片:先将冷凝的蜡块(含有材料)修成方状小块,粘固在小木块上,利用选到切片机(LEIVARM2016)调整好刀片角度,设置好厚度(5-10um)切片。讲切出的完整带片用毛笔挑至已标记好的干净载玻片上,并滴入蒸馏水使其完全平展于载玻片上,置于38°恒温箱3-4天。 脱蜡复水:将载有材料的载玻片置于染缸中,二甲苯浸泡30-40分钟 二甲苯:乙醇(1:1)浸泡30-40分钟。 100%、95%、90%、80%、70%、60%、50%逐次5分钟。 蒸馏水5分钟。 染色:切片染色方法很多,本实验采用经典的海氏苏木精-铁矾染色法,其步骤如下:8
封片:在上述处理好的载玻片滴上中性树胶,取盖玻片从一端倾斜逐步盖下去,避免产生气泡。常温下放置2-3天或置于38°恒温箱中2-3天。 1.2.2扫描电镜法 扫描样品制作流程:取材→清洗(蒸馏水)→固定(戊二醛)→脱水→干燥→粘样→镀膜→SEM观察。 取样:SEM(scanning election microscope)样品取材是整个样品制作的关键步骤之一,其具体操作如:用刀片定叶片于具在所取的叶片材料的中脉右侧相同位置剪取约0.1 cm×0.1 cm的小块若干。 清洗:共有三次清洗,第一次是清洗掉叶表面的杂质、灰尘、粘液等附着物,充分暴露表面。第二次、第三次洗出没有和样品成分发生反应的固定剂。本实验统一用蒸馏水清洗样品。 固定:和透射电镜样品固定一样处理,SEM样品所用固定剂也用戊二醛和四氧化锇。其固定时间为戊二醛1-3小时,四氧化锇固定为30-60分钟,两者皆在4°C的条件下完成。 脱水:采用乙醇脱水,运用乙醇梯度脱水,浓度依次为:30%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、100%(两次)‘样品在各级浓度中停留时间为15分钟。 干燥:经脱水后的样品,所含的水分大部分已被乙醇取代,本实验通过冷冻干燥来处理样品内的脱水溶剂和少量残留水分。 粘样:利用SEM导电胶将样品粘在样品台上,将需要观察的面朝上。 镀膜:金属镀膜-采用真空喷镀法。 1.2.3超薄切片法 超薄切片制作流程:取材→固定→脱水→包埋→切片→染色。 取材:和扫描电镜一样。 固定:戊二醛-四氧化锇双固定法:(1)2.5%戊二醛固定2小时以上。(2)缓冲液(磷酸缓冲液pH=7.2)漂洗3-4次,漂洗时间在2小时以上或过夜,使戊二醛充分漂洗尽。(3)1%四氧化锇固定1-2小时。(4)缓冲液漂洗2-3次,时间为20-30分钟一次。 脱水:脱水是用脱水剂移除细胞内水分的过程。生物组织水分含量很大,再加上固定及漂洗,组织内必有大量水分,与此相反,电镜标本的包埋材料绝大多数又是不溶于水的,常用的脱水剂有乙醇和丙酮。 9
脱水操作如:30%丙酮 10-15min 50%丙酮 10-15min 70%丙酮 10-15min 70%乙醇(饱和醋酸铀) 过夜 90%丙酮 10min 100%丙酮 20min 100% 丙酮(加吸水剂) 20min 包埋:使用包埋剂渗入到组织细胞内部和周围,聚合后使组织细胞得到强有力的支持以便于超薄切片的切片。本实验使用Epon618包埋剂(使用前应在80°C恒温烤箱中去湿),其配方如下: (1)Epon618 6ml DDSA 4ml DBP 0.4-0.8ml DMP-30 按1%-1.5%计算 (2)Epon618 5ml DDSA 2ml MNA 2.5ml DBP 1.5ml DMP-30 按1%-1.5%计算 注:DDSA(十二烷基琥珀酸酐) DBP(邻苯二甲酸二丁酯) MNA(甲基内次甲基邻苯二甲酸酐) DMP-30(2,4,6-三、二甲氨基甲基苯酚) 包埋实际上是两个连续的过程,一是包埋剂的渗透,二是包埋剂对标本的包埋。 1.渗透:在脱水之后必须进行渗透。渗透就是将包埋剂逐渐置换出脱水剂,直至全为渗透剂。过程如下: a.包埋剂+等体积丙酮混含渗透剂 1-2h (或包埋剂与丙酮为2:1 混合) 室温 b.纯包埋剂(不加加速剂) 2-4h(温箱、去盖) C.纯包埋剂(不加加速剂) 2h(温箱、去盖) 2.包埋:将药用胶囊或塑料包埋囊、包埋架或橡皮定向包埋板放入恒温烤箱两小时去湿(烤前放入样品编号条)。然后将包埋剂注入其中,再放入组织块(每分标本包六个组织块由渗透至包埋约用4ml左右),用牙签轻挑以组织块位于底部正中间。静置于37°C-40°C温箱中过夜,次日再升温至65°C-70°C,聚合48小时后即可取出。 切片:切片时要先将包埋块进行修块以便进行切片,用超薄切片机切片时,采用钻石刀,一般能切出厚度为300-700埃的连续成带的切片最好。习惯上用超薄切片机的双目湿体显微镜下所看到的,水槽中漂浮切片的干色度来估计切片厚度。凡是切片的干色度呈银灰色或淡黄色的可供电镜观察。将合格的捞于铜网上,放在清洁的培养皿中,待干后染色。 染色:又称电子染色,常用的染色剂有醋酸铀和柠檬酸铅,本实验采用醋酸铀。2%-7%饱和醋酸铀染液可用双蒸水或有机溶剂(乙醇和丙酮)配制于棕色瓶中,避光保存,溶液要新鲜。 1.2.4手段 通过光学显微镜(Motic digiclassl.2)观察并测量(Motic images adveanced 3.2)石蜡切片(7个品种上中下烟叶细胞、组织结构。得到图片和数据)。通过扫描电子显微镜观察扫描电镜样品(下表皮细胞、腺毛结构)。通过透射电子显微镜观察超薄切片(亚细胞结构)。得到图片和数据。 10
2 技术线路 玉溪烟科所统一规划种植管理 成熟后分别取下中上叶片叶片 扫描电镜材料固定 石蜡切片材料固定 透射超薄切片材料固定 石蜡切片的制超薄切片的制扫描电镜的制作 数据处理分析(SPSS),图片的分类及比较 比较各品种之间组织结构的差异,探讨细胞组织结构与品种之间的关系,为当地选育优良品种提供参考依据。 3、实验方案及可行性分析 1、实验方案 a.烟叶石蜡切片的组织结构的研究比较(叶厚、栅栏组织、海绵组织、上表皮细胞、下 表皮细胞、组织比) b.扫描电镜的组织结构的研究比较(下表皮细胞、腺毛) c.透射超薄切片的亚细胞研究比较(线粒体、叶绿体) d.选出最优良品种,为当地引种提供理论依据。 2、可行性分析 a.研究材料由玉溪烟科所提供的7个引种品种的烟草,经过统一管理,取得相同部位 的上中下烟叶,这为本研究提供了丰富的材料。 b.云南农业大学农学与生物技术学院实验室提供了良好的实验设备和试剂,为实验的进行做足了准备。 c.本研究在陈严平教授的指导下开展。 11
四、已进行的科研工作基础和已具备的科学研究条件 1、已进行的科研工作基础 本人已经查阅了丰富的文献资料,包括部分专著、各种毕业论文和会议论文、大量期刊、实验教材等,这为本实验研究的顺利开展提供了可靠的理论依据。 2、已具备的科学研究条件 本研究已具备所需的实验设备和试剂,试验试剂均可以在正规厂商购买,这为本研究提供了充足的硬件条件。云南农业大学农学与生物技术学院实验室。
12
五、研究进度、具体时间安排及预期结果(包括论文撰写) 2014年8月-9月:与云南玉溪烟科所烟草基地采集样品,并固定保 存。 2014年10月: 设计实验方案及试验材料、仪器与试剂的准备。 2014年10月-12月:一部分材料石蜡切片实验,通过光学显微镜观 察采集图像,测量,统计数据。 2015年1月-3月:基础知识的学习,相关资料文献的查阅。 2015年4月-7月:剩余材料石蜡切片实验,通过光学显微镜观 察采集图像,测量,统计数据。 2015年8月-10月:补充之前实验不理想的图片和数据,发表1-2片研究文章。 2015年11月-2015年12月:整理数据和图片,进行论文规划设计。 2016年1月-6月:撰写论文及答辩。 13
六、导师意见(主要从论文选题、研究生个人科研能力、研究方案可行性和研究的计划安排合理性等方面提出意见) 导师签名: 年 月 日 14
七、专家组论证意见 1.对选题的意义、研究内容、研究方法与技术线路的科学性、先进性、创新性及可行性的评价;存在的主要问题和改进措施 2.论证结果: 通过开题 建议修改或补充 未通过开题 (用“”表示) 专家论证组成员 姓名 职称 工作单位 签名 组长签名: 年 月 日 八、硕士点意见 负责人签名: 年 月 日 九、学院审批意见 分管领导签名: 学院公章 年 月 15
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容