大蒜组培快繁与四倍体诱导技术研究

摘要

大蒜为无性繁殖作物，繁殖系数低，且难以采用常规育种方法选育新品种，而化学诱变作为种质创制的重要方法之一，在一些作物上获得了较好的效果。为此，本研究以不同生态区大蒜品种四川‘正月早’、新疆‘新疆紫皮’、山东‘苍山蒲棵’和‘金乡紫皮’为材料，建立了大蒜离体培养植株再生技术体系;探讨了秋水仙素等化学诱变剂对大蒜茎尖试管苗的诱变效果，成功获得了大蒜四倍体材料;进而比较分析了大蒜四倍体和二倍体植株的生长发育特性。主要研究结果如下:
　　1.建立了大蒜茎尖离体培养植株再生与微型鳞茎诱导技术体系。4个大蒜品种茎尖分化成苗率、株高和增殖系数差异极显著，‘苍山蒲棵’较高，‘新疆紫皮’较低。大蒜茎尖初代培养和继代增殖培养培养基(B5)激素配比优化方案分别为:6-BA0.328～0.494mg/L和NAA0.105～0.162mg/L、6-BA2.088～3.596mg/L和NAA0.104～0.179mg/L。生根和微型鳞茎诱导培养中，6-BA是影响‘苍山蒲棵’、‘金乡紫皮’和‘新疆紫皮’生根数量的主要因子，而蔗糖则是影响‘正月早’生根数量、‘苍山蒲棵’和‘金乡紫皮’微型鳞茎膨大的主要因子。
　　2.建立了大蒜愈伤组织诱导与植株再生体系。4个大蒜品种鳞芽基部愈伤组织诱导率差异显著，‘苍山蒲棵’平均愈伤组织诱导率较高，其次是‘金乡紫皮’，‘新疆紫皮’、‘正月早’愈伤组织诱导率较低。4个大蒜品种鳞芽基部愈伤组织诱导率超过90％的培养基(B5)激素配比优化方案为:6-BA0.46～0.694mg/L+2，4-D1.544～1.842mg/L。不同品种间愈伤组织分化存在差异，‘金乡紫皮’愈伤组织分化不定芽率和不定芽数较多，而分化不定根率较低;‘新疆紫皮’和‘正月早’愈伤组织分化不定芽率和不定芽数较低。在6-BA1.5mg/L+ZT0.75mg/L激素配比下愈伤组织不定芽分化率和平均分化芽数较多。
　　3.明确了秋水仙素浓度和处理时间对大蒜的诱变效应。大蒜茎尖经秋水仙素处理后，随处理浓度的升高及时间的延长，试管苗成苗率逐渐降低，4个品种间存在显著差异。经计算机模拟寻优，得出4个大蒜品种试管苗成苗率超过50％和四倍体率超过5％的秋水仙素处理浓度和时间优化方案为0.531％～0.580％和79.8～112.2h。
　　4.探明了秋水仙素不同处理方式对大蒜茎尖试管苗成苗率和四倍体率的影响。不同处理方式间存在显著差异，固体培养茎尖成茁率较高，其次直接滴注法，液体培养茎尖成苗率较低，而四倍体率以液体培养处理法较高，固体培养处理法较低。液体培养处理法、直接滴注处理和固体培养处理的秋水仙素浓度和处理时间优化方案分别为:0.387～0.694％和67.92～114.432 h、0.417～0.852％和71.136～118.032 h、0.387～0.819％和69.72～114.432 h。
　　5.明确了3种诱变剂氨磺乐灵、二甲戊乐灵和秋水仙素对大蒜的诱变效应，得到处理浓度和时间优化方案分别为:4.170～8.52mg/L和71.136～118.032h、4.68～8.9 mg/L和72.96～106.176h、3865～6940mg/L和67.92～114.432h，二甲戊乐灵和氨磺乐灵处理得到的大蒜茎尖成苗率和四倍体率高于秋水仙素。
　　6.4个大蒜品种四倍体植株性状（株高、假茎粗、叶长和叶宽）、蒜薹性状（薹长、薹粗和单薹重）和鳞茎性状（鳞茎横径、鳞茎纵径、单个鳞茎重）显著优于对照二倍体。‘苍山蒲棵’、‘金乡紫皮’、‘新疆紫皮’和‘正月早’四倍体株高分别比对照二倍体增高幅度为34cm、26cm、16.4cm和17.2cm;四倍体蒜薹单薹重分别比对照增重9.9g、11.1g、12.7g和16.7g;四倍体鳞茎单头重分别比对照增重46.1g、47.4g、44.5 g和26.1g。
　　7.4个大蒜品种四倍体蒜薹和鳞茎的营养成分显著高于对照二倍体。4个品种中，‘金乡紫皮’四倍体可溶性蛋白含量较对照二倍体变化较大，蒜薹和鳞茎中的含量分别增高36.2％和35％;‘苍山蒲棵’、‘金乡紫皮’、‘新疆紫皮’和‘正月早’四倍体鳞茎中蒜氨酸含量比对照二倍体分别增加2.06mg/g、2.33mg/g、1.16mg/g和1.99mg/g，鳞茎中的硒含量比对照二倍体分别增加90.1mg/g、62.86mg/g、125.0mg/g和85mg/g。

目录

声明

符号说明

摘要

1 前言

1．1 大蒜离体培养植株再生

1．1．1 大蒜外植体直接分化不定芽途径离体再生

1．1．2 大蒜愈伤组织途径再生植株体系研究进展

1．2 大蒜育种技术研究

1．2．1 无性系选育

1．2．2 大蒜有性生殖育种研究

1．2．3 生物技术育种

1．2．4 物理诱变育种

1．2．5 化学诱变育种

1．3 研究目的与意义

2 材料与方法

2．1 大蒜茎尖离体培养植株再生

2．1．1 激素水平对大蒜离体茎尖初代培养的影响

2．1．2 培养基激素水平对大蒜试管苗快繁增殖的影响

2．1．3 培养基激素及蔗糖水平对大蒜试管苗生根和微型鳞茎膨大的影响

2．1．4 不同品种大蒜微型鳞茎移栽

2．2 大蒜愈伤组织诱导及植株再生

2．2．1 不同大蒜品种愈伤组织的诱导

2．2．2 大蒜不同外植体愈伤组织的诱导

2．2．3 大蒜愈伤组织的分化与植株再生

2．3 大蒜四倍体诱导技术研究

2．3．1 秋水仙素浓度及处理时间对大蒜四倍体诱导的影响

2．3．2 秋水仙素不同处理方式对大蒜四倍体诱导的影响

2．3．3 不同诱变剂对大蒜四倍体诱导的影响

2．4 大蒜四倍体鉴定及植株形态特征

2．4．1 大蒜试管苗倍性鉴定方法

2．4．2 大蒜四倍体叶片气孔特征

2．4．3 大蒜四倍体农艺学性状

2．5 大蒜四倍体产量及品质的综合评价分析

2．5．1 可溶性蛋白含量测定方法

2．5．2 可溶性糖含量测定方法

2．5．3 维生素C含量测定方法

2．5．4 游离氨基酸测定

2．5．5 蒜氨酸含量测定方法

2．5．6 硒含量测定方法

2．5．7 叶绿素含量的测定

2．6 数据分析

3 结果与分析

3．1 大蒜茎尖离体培养植株再生技术体系的建立

3．1．1 外源激素水平对不同品种大蒜茎尖分化成苗的影响

3．1．2 激素水平对不同大蒜试管苗快繁增殖的影响

3．1．3 激素与蔗糖水平对大蒜试管苗生根及微型鳞茎诱导的影响

3．1．4 不同大蒜品种微型鳞茎瓶外移栽繁殖

3．2 大蒜愈伤组织的诱导及植株再生体系建立

3．2．1 不同大蒜品种愈伤组织的诱导

3．2．2 大蒜不同外植体愈伤组织的诱导

3．2．3 大蒜愈伤组织分化与植株再生

3．3 大蒜四倍体诱导技术研究

3．3．1 秋水仙素对不同品种大蒜四倍体诱导的影响

3．3．2 秋水仙素不同处理方式诱导太蒜四倍体

3．3．3 不同诱变剂诱导大蒜四倍体

3．4 大蒜四倍体鉴定及植株形态特征

3．4．1 大蒜试管苗倍性鉴定

3．4．2 大蒜四倍体与对照二倍体叶片气孔比较

3．4．3 大蒜四倍体植株形态特征

3．4．4 大蒜四倍体蒜薹性状

3．4．5 大蒜四倍体鳞茎性状

3．5 大蒜四倍体营养成分及品质的综合评价分析

3．5．1 大蒜四倍体蒜薹营养成分及品质评价分析

3．5．2 大蒜四倍体鳞茎营养成分及品质评价分析

3．5．3 不同时期大蒜四倍体叶绿素含量SPAD值变化

4 讨论

4．1 大蒜茎尖离体培养植株再生体系优化分析

4．2 大蒜愈伤组织的诱导分化与植株再生影响因素分析

4．3 大蒜四倍体诱导技术探讨

4．4 大蒜四倍体植株形态特征及营养品质评价

5 结论

5．1 完善了大蒜茎尖离体培养植株再生技术体系

5．2 探明了大蒜愈伤组织高频诱导技术方案

5．3 研究了大蒜愈伤组织分化与植株再生技术

5．4 明确了秋水仙素诱导大蒜四倍体的技术方案

5．5 探讨了不同诱变荆对大蒜四倍体的诱导效应

5．6 比较了大蒜四倍体与二倍体植株的形态特征及产品品质

主要创新点

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文情况