甘蓝型油菜基因型对小孢子染色体加倍的反应及倍性鉴定

摘要

80年代末甘蓝型油菜离体小孢子培养体系的建立，使双单倍体的利用成为可能。但是由离体小孢子自发染色体加倍形成的双单倍体植株仅占其再生植株群体的10％-30％。约70％-90％的植株是单倍体和嵌合体，不能正常开花产生一定量的种子，难以满足遗传和育种研究的需要。因此，一些科学工作者研究了秋水仙碱处理小孢子的染色体二倍化技术。结果是，小孢子被秋水仙碱处理后，其再生的双单倍体植株率显著提高，甚至高达90％以上。但基因型间差异很大。在许多试验中，即使用同一浓度、同一时间和方法，各基因型的加倍率不同。这说明基因型对小孢子染色体加倍的反应不同。但是到目前为止未见系统研究基因型影响加倍率的报道。小孢子再生植株群体中，有单倍体、双单倍体和其他倍性嵌合的植株。对于单倍体的识别，大多通过在蕾花期观察植株的花器形态区分。然后将其从土中拔出，洗净根部泥土后放入高浓度的秋水仙碱溶液中浸根进行染色体加倍。此法不仅繁琐费时，不可能处理大批量植株，而且能区分出单倍体的时期太晚，此时加倍延迟植株生育期。目前还没有一种能在早期鉴定单倍体的简便有效的方法。 本试验采用秋水仙碱处理甘蓝型油菜不同基因型的离体小孢子，研究了小孢子再生植株的染色体加倍特性及其与基因型的关系。并采用花器形态鉴定、气孔保卫细胞叶绿体计数和流式细胞分析法对小孢子再生植株的倍性进行了鉴定，比较了这几种方法的准确性及实用价值。另外，对小孢子再生的嵌合体的结籽特性和结籽率也进行了研究，探讨了一些嵌合体的直接利用问题。结果如下： 1.基因型对小孢子染色体加倍的反应21种基因型小孢子再生植株中双单倍体比率为23.94％-99.42％。方差分析的结果表明，基因型相似的品系和杂种之间染色体加倍率差异不显著，基因型不同的一些品系和杂种间差异显著。由此说明，基因型对秋水仙碱处理离体小孢子诱导染色体加倍的反应不同。 2.小孢子再生试管苗的倍性与气孔保卫细胞叶绿体数的关系单倍体的叶绿体数变异幅度为4～10，平均在7个左右。双单倍体的叶绿体数变异幅度为7～17，平均在12个左右。方差分析的结果是单倍体与双单倍体间差异极显著。这说明通过叶绿体计数法能在试管苗阶段区分单倍体与双单倍体。 3.流式细胞分析法测定小孢子再生植株倍性的准确性在蕾花期取单倍体、嵌合体和双单倍体的薹茎上部嫩叶，用流式细胞仪测定了它们的DNA含量。结果表明，各倍性植株的DNA含量显著不同，可由此区分植株的倍性。准确率在90％以上。但是该法测定需要昂贵的仪器设备和药剂，难以用于大批量试管苗的鉴定。 4.一些嵌合体的直接利用在蕾花期和结实期对嵌合体的结籽特性和结籽率进行了观察和统计。结果表明，有些嵌合体每花序结籽数可高达19粒，可以通过多套花序的方法得到一定量的种子用于遗传和育种研究。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略语表

第一章文献综述

1甘蓝型油菜小孢子单倍体二倍化技术研究

1.1秋水仙碱处理再生植株

1.2秋水仙碱处理试管苗和胚状体

1.3处理小孢子

1.4基因型在小孢子染色体加倍中的反应

2小孢子再生植株的倍性鉴定方法

2.1染色体计数法

2.2蕾花期形态鉴定

2.3气孔大小和气孔保卫细胞叶绿体计数法

2.4流式细胞分析法(FCM)

3本研究的目的及意义

第二章甘蓝型油菜基因型对离体小孢子染色体加倍的反应

1前言

2材料和方法

2.1试验材料

2.2试验方法

3结果与分析

3.1不同基因型对秋水仙碱处理小孢子的染色体加倍反应

3.2在不同的秋水仙碱处理条件下基因型的染色体加倍反应

4.讨论

附图

第三章小孢子再生植株倍性的早期、快速鉴定及部分嵌合体的可用性

1前言

2材料和方法

2.1供试材料

2.2形态鉴定

2.3气孔保卫细胞(SGC)叶绿体计数法检测倍性

2.4流式细胞仪(FCM)检测倍性

3结果与分析

3.1小孢子再生植株的花器形态和结籽特性

3.2各倍性植株的花粉活力

3.3不同倍性试管苗和田间植株的叶绿体数

3.4小孢子再生植株FCM倍数检测

4讨论

参考文献

致谢