马铃薯多倍体的诱导及其快速鉴定方法的建立

摘要

栽培种马铃薯主要是四倍体，其基因库相对贫乏;野生马铃薯种质资源丰富，富含优良性状的基因。由于野生马铃薯多为二倍体，与栽培种存在的倍性差异，阻碍了野生种质资源的利用。体细胞染色体加倍的方法将二倍体诱导为人工四倍体，不仅可克服野生马铃薯与栽培种的种间杂交障碍，而且为同源多倍体研究提供了材料。
　　本文以野生二倍体马铃薯Solanum chacoense、自交7代纯合二倍体S.chacoense523、双单倍体DM和二倍体S.microdontum为材料，用不同浓度的秋水仙素处理马铃薯腋芽和进行人工多倍体的诱导。取处理后的试管苗叶片的一小部分（约2 mm2）进行细胞核制片，以5SrDNA作为探针，进行荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization，FISH)，对诱导后的材料进行快速倍性鉴定，及多倍体筛选。FISH结果显示二倍体和四倍体马铃薯的细胞核可分别产生一对和两对杂交信号。本论文对处理的926株野生材料进行倍性鉴定，从中筛选出3株人工合成四倍体，4株同时具有二倍体和四倍体细胞的嵌合体材料，以及1株同时具有二倍体、四倍体、八倍体细胞的嵌合体。流式细胞仪分析和染色体计数分别对筛选出的多倍体和嵌合体材料进行倍性分析，进一步证实了筛选出的材料的真实性，同时证明了本论文中所用的筛查方法的可靠性。实验结果表明不同浓度的秋水仙素处理马铃薯腋芽，进行人工多倍体的诱导效果不同，其中利用0.05％浓度的秋水仙素处理10天的诱导效果最佳，其诱导率为3.3％。
　　本论文探索出秋水仙素诱导野生二倍体产生人工合成多倍体的最佳诱导条件，并成功得到了人工合成四倍体马铃薯;同时建立了一套基于5S rDNA-FISH技术快速准确地鉴定物种倍性的新方法。本论文为加快马铃薯多倍体育种和野生种质资源利用提供了新技术和材料，从而为马铃薯育种奠定基础。

目录

声明

摘要

一、前言

1．1 植物多倍体化

1．2 多倍体形成的主要途径

1．2．1 未减数配子的融合

1．2．2 体细胞染色体加倍

1．2．3 多精受精

1．3 人工诱导多倍体的方法

1．3．1 物理诱导方法

1．3．2 化学诱导方法

1．3．3 生物诱导方法

1．3．4 人工诱导多倍体的意义

1．4 多倍体化在马铃薯育种中的应用

1．4．1 马铃薯是重要的粮食及经济作物

1．4．2 野生马铃薯种质资源

1．4．3 马铃薯人工多倍体研究进展

1．5 多倍体的鉴定

1．5．1 形态学鉴定方法

1．5．2 细胞学鉴定方法

1．5．3 染色体计数法鉴定多倍体

1．5．4 流式细胞法

1．6 FISH原理及应用

1．6．1 FISH原理及应用

1．7 研究目的和意义

1．7．1 研究目的

1．7．2 研究意义

二、实验材料与方法

2．1 实验材料

2．1．1 植物材料

2．1．2 化学试剂

2．1．3 实验仪器

2．2 实验方法

2．2．1 秋水仙素处理马铃薯试管苗

2．2．2 不同浓度NAA、6-BA对马铃薯试管苗复壮

2．2．3 马铃薯根染色体玻片制备

2．2．4 马铃薯试管苗叶片取样保存

2．2．5 叶片细胞核玻片制备

2．2．6 5S rDNA FISH检测马铃薯试管苗倍性

2．2．7 BAC-FISH检测马铃薯试管苗

2．2．8 马铃薯染色体制备

2．2．9 流式细胞仪进行倍性检测

2．2．10 保卫细胞中叶绿体数目鉴定多倍体

三、实验结果与分析

3．1 秋水仙素对马铃薯试管苗生长的影响

3．2 不同组合的NAA、6-BA对马铃薯试管苗根系的影响

3．3 5S rDNA-FISH检测马铃薯试管苗倍性

3．4 BAC-FISH验证马铃薯试管苗倍性

3．5 马铃薯染色体计数检测马铃薯试管苗倍性

3．6 流式细胞仪法鉴定多倍体

3．7 保卫细胞叶绿体含量鉴定马铃薯倍性

3．8 嵌合体不同倍性细胞核面积比较

3．9 嵌合体不同倍性细胞比例的变化

四、讨论

4．1 不同品种的马铃薯试管苗对于秋水仙素有不同的耐受性

4．2 一种快速鉴定植物基因组倍性的方法的建立

参考文献

附录

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