6种苜蓿属植物多倍体诱导及倍性鉴定研究

摘要

苜蓿属(Medicago Linn.)植物是广泛分布于世界各地的优良牧草来源，同时也是改良农业生态的优良植物。随着近年来我国革产业的迅速崛起，对高产、优质、高抗的优良苜蓿需求迫切。倍性研究是苜蓿属植物育种工作的基础，也是研究苜蓿属植物遗传特性的理论指导。本文以苜蓿属植物紫花苜蓿（四季旺）(M.sativa cv.Siriver)、蒺藜苜蓿(M.truncatula)、金花菜（M.polymorpha）、天蓝苜蓿（M.lupulina）、多叶型苜蓿(M.sativa cv.Multifoliar)以及江苏省地方品种淮阴苜蓿(M.sativa cv.Huaiyin为材料，通过不同浓度秋水仙素对各苜蓿属植物种子进行处理，建立秋水仙素诱变苜蓿属植物多倍体技术体系，以获得不同倍性水平苜蓿新种质;并以四倍体紫花苜蓿为对照，对苜蓿加倍多倍体进行了植物学及细胞学特征观察。旨在为培育高产、多抗、优质的苜蓿新品种提供理论依据，且对苜蓿属种质资源遗传多样性研究具有重要意义。 主要研究结果如下: (1)秋水仙素处理萌动种子诱导后，萌发的幼芽发生明显畸变:畸变幼芽的下胚轴发生扭曲，明显增粗成棒状，且胚根生长点受到严重抑制，胚根尖端膨大呈球形，大部分幼苗生长停滞未能成苗而导致最终死亡; (2)单倍体苜蓿植株株高、分枝数、节间数、每枝叶片数均显著低于四倍体对照植株(p≤0.05)，叶面积约为四倍体植株的一半。田间筛选到的疑似八倍体苜蓿植株，其叶面积、株高、分枝数、每枝叶片数均显著高于四倍体对照植株(P≤0.05），但节间数差异不显著; (3)四倍体紫花苜蓿气孔保卫细胞叶绿体数较二倍体紫花苜蓿增加56.02％，差异显著(P≤0.05），而疑似八倍体紫花苜蓿气孔保卫细胞叶绿体数比四倍体植株增加了21.62％，差异显著(P≤0.05）; (4)用改进的常规压片法对苜蓿属植物进行根尖染色体计数，建立了适于苜蓿属植物染色体制片的技术操作规程。经染色体计数分析，供试的6种苜蓿属植物材料染色体数目分别为:紫花苜蓿（四季旺）(2n=32)，蒺藜苗蓿(2n=16)，天蓝苜蓿(2n=16)，而金花菜是染色体数目为14的另一种二倍体苜蓿;此外，田间自然发生的单倍体染色体数目为2n=16，疑似的八倍体苜蓿染色体数目为2n=64，还观测到2n=46，52，60的混倍体; (5)用流式细胞仪对各苜蓿属植物材料的染色体倍性进行了测定，获得DNA含量分布曲线，与染色体计数分析结果一致。经秋水仙素处理后紫花苜蓿变异植株细胞染色体倍性发生了加倍变异。二倍体紫花苜蓿、天蓝苜蓿和金花菜的DNA含量与二倍体的蒺藜苜蓿相近，但金花菜的DNA含量峰值较蒺藜苜蓿的稍向左偏移，说明金花菜的DNA含量略低于蒺藜苜蓿; (6)经流式细胞仪分析测定，提取缓冲液Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ不适用于苜蓿属植物细胞核悬液的制备，提取缓冲液Ⅰ为适合苜蓿的细胞悬浮液制作的分离缓冲液。利用两种混合酶液组合制备苜蓿属植物细胞核悬液，均出现了倍性明显的峰，且酶解法制备细胞核悬液，可以获得数量更多，更完整的原生质体。建议使用酶解法提取细胞核，再经过纯化，以获得质量较高的单细胞核悬液。

目录

摘要

符号说明

1．文献综述

1．1 苜蓿属植物染色体组及其倍性

1．2 不同倍性苜蓿属植物研究

1．2．1 单倍体

1．2．2 二倍体

1．2．3 三倍体

1．2．4 四倍体

1．2．5 五倍体

1．2．6 六倍体

1．2．7 七倍体

1．2．8 八倍体

1．3 多倍体的诱导方法

1．3．1 物理诱导法

1．3．2 化学诱导法

1．3．3 生物诱导法

1．4 苜蓿倍性水平鉴定方法

1．4．1 形态学鉴定法

1．4．2 气孔的大小及气孔保卫细胞叶绿体数鉴定法

1．4．3 染色体计数鉴定法

1．4．4 流式细胞术鉴定法

1．5 苜蓿属倍性研究的应用及发展前景

2．材料与方法

2．1 供试材料

2．2 试剂与仪器

2．3 试验方法

2．3．1 多倍体诱导方法

2．3．2 形态学倍性鉴定法

2．3．3 气孔保卫细胞叶绿体计数倍性鉴定法

2．3．4 根尖染色体计数倍性鉴定法

2．3．5 流式细胞术倍性鉴定法

2．4 数据分析

3．结果与分析

3．1 秋水仙素处理对各苜蓿属植物发芽的影响

3．2 苜蓿倍性检测结果分析

3．2．1 形态学鉴定结果分析

3．2．2 气孔保卫细胞叶绿体计数鉴定结果分析

3．2．3 根尖染色体计数法鉴定结果分析

3．2．4 流式细胞术检测法结果分析

3．2．5 不同苜蓿属材料DNA含量检测结果分析

4．讨论

4．1 秋水仙素诱导多倍体方法的探讨

4．2 多倍体鉴定方法的探讨

4．2．1 形态学鉴定方法

4．2．2 气孔保卫细胞叶绿体计数法

4．2．3 根尖染色体计数法

4．2．4 流式细胞术鉴定法

5．结论

参考文献

图版

附录

致谢

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