怀地黄二倍体与同源四倍体大田生物学特性比较研究

摘要

怀地黄[Rehmannia glutinosaf.hueichingensis(ChenetSehih)hsiao]是玄参科地黄属的多年生草本植物，是我国著名的四大怀药之一，主产于河南温县、武陟、沁阳等地。它长期以块根进行营养繁殖，病虫危害严重，导致产量下降、品质变差和品种退化。本文以怀地黄‘85-5’二倍体(DI)和六个同源四倍体（分别以At1、At2、At3、At4、At5、At6表示）为材料，以形态、生理、产量、品质和抗涝性为指标，对试管苗和种栽苗的大田表现进行了比较研究，以期筛选出高产、优质且抗逆的同源四倍体，为怀地黄新品种的培育奠定基础。研究结果如下:
　　1.形态方面:各株系的株高、叶片数、最大叶片面积和冠幅均在10月达到最大值。株高在生长前期差异不大，生长后期染色体加倍植株均高于未加倍植株，其中At6、At5与对照相比具有显著性差异;对照在生长前期叶片数多于染色体加倍植株，生长后期染色体加倍株系均多于未加倍株系，其中At2、At3和At6高于对照且差异性显著;最大叶片面积以及冠幅面积染色体加倍植株与未加倍植株没有显著性差异。
　　2.生理生化方面:染色体加倍植株在各阶段的光合色素（叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素）含量与对照相比没有显著性差异;在生长后期，可溶性蛋白含量均高于对照，其中At3最高;染色体加倍植株At5可溶性总糖高于对照，且达到显著性水平。
　　3.产量方面:染色体加倍后，At2和At5与对照相比产量没有显著性差异，其它株系的产量均低于对照，且差异显著。
　　4.品质方面:染色体加倍后的所有株系毛蕊花糖苷含量均高于对照，其中At2最高（达0.22％），为对照的7倍:株系At2和At3梓醇含量与对照相比没有显著性差异，其他株系梓醇含量则低于对照，且差异显著。
　　5.耐涝性方面:从形态表现来看，染色体加倍后，At4较耐涝，At2中度耐涝，At1、At3、At5、At6与对照均较不耐涝;从抗逆性指标来看，染色体加倍的株系游离脯氨酸含量在淹水5d之前均高于对照，MDA含量均低于对照，说明染色体加倍后耐涝性增强。
　　6.DNA甲基化水平:染色体加倍株系的甲基化水平均低于未加倍株系，表现出去甲基化现象。
　　综上所述，从6个同源四倍体株系中选出At2为高产、优质且抗逆的株系，为怀地黄新品种的进一步选育奠定了基础。

目录

摘要

缩略语表

1 前言

1．1 怀地黄简介

1．1．1 怀地黄生产中存在的问题

1．1．2 怀地黄的研究现状

1．2 染色体加倍在植物育种中的作用

1．3 多倍体植物的特点

1．3．1 植株表型巨大，生长滞缓

1．3．2 抗逆性增强

1．3．3 营养成分含量增多

1．4 植物的抗涝机理

1．4．1 涝害发生的生理机制

1．4．2 植物在淹水胁迫下的形态与生理变化

1．5 DNA的甲基化水平

1．5．1 高效液相色谱法

1．5．2 MSAP法

1．5．3 亚硫酸盐测序法

1．5．4 甲基化敏感的限制性内切酶结合Southern杂交分析法

1．6 本研究的内容、目的和意义

2 材料与方法

2．1 实验材料

2．1．1 植物材料

2．1．2 主要器材与药品试剂

2．2 实验地点及栽培管理

2．3 试验方法

2．3．1 技术路线

2．3．2 怀地黄二倍体与同源四倍体大田形态比较

2．3．3 二倍体与同源四倍体怀地黄大田生理指标的比较

2．3．4 怀地黄二倍体与同源四倍体大田产量比较

2．3．5 怀地黄二倍体与同源四倍体有效成分含量比较

2．3．6 怀地黄染色体加倍植株涝胁迫分析

2．3．7 DNA的甲基化水平分析

2．4 数据处理分析

3 结果分析

3．1 怀地黄二倍体与同源四倍体大田形态的比较

3．1．1 怀地黄二倍体与同源四倍体株高的比较

3．1．2 怀地黄二倍体与同源四倍体大田叶片数的比较

3．1．3 怀地黄二倍体与同源四倍体大田最大叶面积的比较

3．1．4 怀地黄二倍体与同源四倍体大田冠幅面积的比较

3．2 怀地黄二倍体与同源四倍体大田生理指标的比较

3．2．1 怀地黄二倍体与同源四倍体叶片光合色素含量的比较

3．2．2 怀地黄二倍体与同源四倍体可溶性蛋白含量的比较

3．2．3 二倍体与同源四倍体怀地黄可溶性总糖含量的比较

3．3 怀地黄二倍体与同源四倍体产量的比较

3．4 二倍体与同源四倍体怀地黄品质的比较

3．5 怀地黄二倍体与同源四倍体耐涝抗性的比较

3．5．1 耐涝抗性形态指标的比较

3．5．2 耐涝抗性生理指标的比较

3．6 怀地黄染色体加倍植株DNA甲基化水平的比较

4 讨论

4．1 植物染色体加倍后的形态特征

4．2 植物染色体加倍后的生理特征

4．3 植物染色体加倍后的产量特征

4．4 植物染色体加倍后的品质特征

4．5 植物染色体加倍后的抗性特征

4．6 植物染色体加倍后的DNA甲基化特征

5 结论

图版

参考文献

致谢

攻读学位期间科研情况

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