甜瓜突变体库的构建及黄化突变体鉴定和表型分析

摘要

甜瓜（Cucumis meloL.），又名香瓜，属葫芦科甜瓜属，世界各地均有种植，是重要的水果型蔬菜之一。近年来，在甜瓜的育种研究方面，遗传基础狭窄的问题以及甜瓜自身抵抗生物胁迫和非生物胁迫能力的脆弱，使甜瓜产量和品质的提高受到限制，而高产、优质甜瓜品种的培育一直是甜瓜育种工作的主要目标，因此具有丰富遗传背景的种质资源对于甜瓜育种工作以及相关关生物学研究显得尤为重要，甜瓜种质创新对于甜瓜新品种培育具有重要意义。2012年甜瓜基因组测序工作的顺利完成，为甜瓜功能基因组学研究提供了大量的分子数据和遗传基础，甜瓜的研究已经步入了后基因组时代。而分离、鉴定甜瓜基因功能最直接有效的方法之一就是构建饱和的突变体库，因此，甜瓜突变体库的构建对甜瓜种质创新和功能基因组学研究具有重要意义。
　　甲基磺酸乙酯(Ethyl methane sulfonate，EMS)作用于生物体，能产生高密度的点突变且变异随机、不定向，广泛应用于作物育种及植物功能基因组学研究中。但是EMS诱变在甜瓜中的应用还鲜有报道。
　　本试验利用6个不同浓度(0.4％，0.6％，0.8％，1.0％，1.2％，1.4％，1.6％)的EMS诱变剂，4个不同的浸种时间(12h，24h，36h，48h)处理甜瓜品系“3-2-2”种子，构建甜瓜突变体库。主要结果如下:
　　1.初步确定甜瓜品系“3-2-2”突变体库构建的适宜EMS处理剂量为1.2％，诱变时间为24h，通过该浓度构建了一个表型变异丰富的突变体库。
　　2.在该突变体库中，M1代群体表现出多种类型的变异，总的表型变异达71.53％。
　　3.在该突变体库中，对M2代群体植株的6个表型性状（节间长度、主蔓粗度、叶片长度、叶片宽度、叶柄长度、叶柄粗度）进行了调查，结果表明:这6个性状中除节间长度外，和野生型材料相比差异显著(P＜0.05);不同性状的变异系数不同，变异系数最大的是叶柄长度，达15.37％，最小的是节间长度，仅7.10％，叶柄长度的变异系数和其它5个性状的变异差异达显著水平(P＜0.05)，该群体中叶柄长度这一性状遗传范围广，具有有丰富的筛选潜力。对M2代群体植株的初步遗传分析发现，在67个株系中共有10个株系检测出19个SNP位点，分别位于1号、2号、3号、4号、5号、6号、8号、11号染色体上。
　　4.对M2代群体中编号为25的株系叶色黄化突变体进行了初步的生理生化鉴定，结果表明，该甜瓜叶色黄化突变体属总叶绿素缺乏型，其黄化性状从子叶期开始出现，前期秧苗旺盛生长时，叶色保持稳定的黄色，到后期植株衰老时，叶色转绿和野生型亲本叶色基本一致。其叶绿体发育不完整，植物体内光合色素含量下降，但光合效率较高。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 植物突变体库研究进展

1．1．1 突变体与植物突变体库

1．1．2 植物突变体库构建方法概述

1．1．3 突变体的筛选鉴定方法

1．2 植物叶色突变体研究进展

1．2．1 植物叶色突变的类型

1．2．2 植物叶色突变的遗传模式

1．2．3 植物叶色突变的生理机制

1．2．4 植物叶色突变的应用

1．3 甜瓜功能基因组学的研究进展

1．3．1 甜瓜功能基因组研究进展

1．3．2 表达序列标签(EST)

1．4 本研究问题的提出及其研究目的和意义

2 材料与方法

2．1 材料及试剂

2．2 EMS诱变构建突变体库

2．2．1 最适EMS诱变剂量筛选

2．2．2 甜瓜突变体库M2代种子库的构建

2．2．3 数据分析

2．3 甜瓜突变体库M2代群体遗传分析

2．4 甜瓜突变体库M2代中甜瓜叶色黄化突变单株突变性状观测

2．5 甜瓜突变体库M2代中甜瓜叶色黄化突变单株生理生化特性研究

2．5．1 光合特性研究

2．5．2 叶片结构扫描电镜分析

2．5．3 叶片结构透射电镜分析

3 结果与分析

3．1 最适EMS诱变剂量的筛选

3．2 甜瓜突变体库M1代群体的表型变异

3．3 甜瓜突变体库M2代群体的表型变异

3．4 甜瓜突变体库M2代群体遗传分析

3．5 甜瓜突变体库M2代中甜瓜叶色黄化突变单株突变性状观测

3．6 甜瓜突变体库M2代中甜瓜叶色黄化突变体生理生化特性研究

3．6．1 光合特性研究

3．6．2 叶片结构扫描电镜分析

3．6．3 叶绿体超微结构分析

4 讨论

4．1 最适EMS诱变剂量的筛选

4．2 甜瓜突变体库M2群体表型变异的调查

4．3 甜瓜突变体库M2群体遗传分析

4．4 M2代中甜瓜叶色黄化突变体生理生化特性研究

4．4．1 突变株系“25’’和其它叶色黄化突变体的区别

4．4．2 叶色黄化突变体的叶绿体发育及光合特性

5 结论

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的学术论文