秋水仙素对直立型扁蓿豆诱变效应的研究

摘要

直立型扁蓿豆(Medicago ruthenica(L.) Sojak.cv.‘Zhilixing'）是苜蓿属多年生二倍体植物，该草种具有抗寒、耐早、耐盐碱、耐瘠薄、茎直立、开花整齐、饲草品质好、营养价值高等特点，但其产草量和种子产量均低于苜蓿，而多倍体植株的巨大性可改善其缺点，因此可通过秋水仙素诱变获得多倍体植株，为培育高产优质的扁蓿豆新品种奠定基础。
　　本研究以直立型扁蓿豆种子及幼苗为试验材料，采用浸种法和浸滴法在秋水仙素和二甲基亚砜(DMSO)不同浓度和处理时间下，进行多倍体诱导试验。通过对诱变材料的形态学、细胞学、光合生理指标以及ISSR分子图谱的鉴定，从中筛选出多倍体植株。主要研究结果如下:
　　1.不同处理方法的诱导作用不同。浸滴法比浸种法的幼苗成活率高，但变异率低;处理吸胀种子植株的成活率和变异率均高于处理发芽种子的;综合考虑幼苗成活率和变异率，浸滴法处理的较优条件为:0.1％秋水仙素和1.0％DMSO处理24h;浸种法处理的较优条件为:0.1％的秋水仙素添加1.0％的DMSO处理吸胀种子5h。
　　2.通过气孔参数筛选出148个变异株，又从中筛选出茎秆变粗、节间距变小、叶片变大变厚颜色变深、有多叶、叶片卷曲，叶缘锯齿加深或有缺刻的34株，其中浸滴法获得12株，变异率为19.67％，浸种法获得22株，变异率为25.29％。进一步鉴定表明，50％的变异株叶绿素相对含量显著高于对照，15.4％的变异株光合作用显著强于对照株。又从中随机选取变异株进行染色体鉴定，结果表明8-5、②-3、⑦-13为加倍的四倍体植株。
　　3.对34个变异株进行ISSR检测，浸滴法和浸种法获得的变异株多态性位点百分率分别为92.06％和94.83％。通过UPGMA聚类分析，将变异株分为不同的类，依据各类植株的特点，结合染色体数，从中筛选出染色体加倍的变异株有9个即②-3、⑧-17、⑦-13、⑤-2、⑦-6、⑦-18、⑦-31、8-5、1-6，再根据干草产量筛选出⑤-2、⑦-13、⑦-31为高产的多倍体植株。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 牧草多倍体育种意义

1．2 人工诱导多倍体的方法

1．2．1 物理方法

1．2．2 化学方法

1．2．3 细胞融合法

1．2．4 胚乳培养法

1．3 秋水仙素诱导多倍体的处理方法

1．3．1 浸渍法

1．3．2 涂抹法

1．3．3 滴液法

1．3．4 注射法

1．4 秋水仙素诱导多倍体的影响因素

1．4．1 秋水仙素的浓度和处理时间

1．4．2 渗透剂二甲基亚砜(DMSO)

1．4．3 温度

1．4．4 处理材料的生长状态

1．5 秋水仙素在牧草多倍体育种中的研究与应用

1．6 牧草体细胞倍性鉴定方法

1．6．1 形态学鉴定

1．6．2 细胞学鉴定

1．6．3 染色体鉴定

1．6．4 生理生化指标的鉴定

1．6．5 流式细胞仪鉴定

1．6．6 杂交鉴定

1．6．7 分子标记鉴定

1．7 研究目的与意义

1．8 研究内容及技术路线

1．8．1 研究内容

1．8．2 研究技术路线

2 材料与方法

2．1 试验材料

2．2 试验方法

2．2．1 浸滴法处理幼苗茎尖生长点

2．2．2 浸种法

2．2．3 植株形态学观察

2．2．4 叶片气孔及花粉粒形态观察

2．2．5 主要光合指标及SPAD值的测定

2．2．6 细胞染色体观察

2．2．7 ISSR分子标记

3 结果与分析

3．1 秋水仙素处理直立型扁蓿豆幼苗茎尖生长点后的生长表现

3．1．1 不同处理对幼苗成活率的影响

3．1．2 不同处理对直立型扁蓿豆植株叶片气孔特征的影响

3．2 秋水仙素处理吸胀和发芽种子后的成活率比较

3．2．1 各因素对植株成活率的影响

3．3 变异株的初步筛选

3．3．1 浸滴法诱变苗气孔参数的变化

3．3．2 浸种法诱变苗气孔参数的变化

3．4 变异株的形态特征

3．4．1 秋水仙素浸滴幼苗茎尖生长点所得变异株的形态差异

3．4．2 秋水仙素浸种法所得变异株的形态差异

3．5 变异株染色体数目的变化

3．6 变异株株高、干草重和叶绿素相对含量的比较

3．6．1 秋水仙素浸滴法获得的变异株

3．6．2 秋水仙素浸种法获得的变异株

3．7 直立型扁蓿豆变异株光合作用的变化

3．7．1 秋水仙素浸滴法所得变异株光合作用的比较分析

3．7．2 秋水仙素浸种法所得变异株光合作用的比较分析

3．8 变异株花粉粒形态比较

3．9 变异株ISSR图谱分析

3．9．1 DNA质量分析

3．9．2 引物退火温度的确定

3．9．3 多态性位点

3．9．4 遗传相似性分析

3．9．5 基于ISSR扩增结果遗传相似系数的聚类分析

3．9．6 各指标间的相关性分析

4 讨论

4．1 秋水仙素诱导多倍体方法的比较

4．2 多倍体植株鉴定方法的探讨

4．3 分子标记应用于多倍体选育的可行性分析

5 结论

6 研究展望

致谢

参考文献

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