四倍体厚皮甜瓜植株形态特征和果实品质性状的研究

摘要

本文以二倍体厚皮甜瓜M01-3（Cucumis mel L.）自交系为试验材料，用0.1％、0.3％、0.5％和0.7％的秋水仙素溶液通过涂抹法分别对子叶期和一叶一心期幼苗进行处理。通过染色体计数法、细胞学鉴定法和流式细胞仪分析鉴定倍性，得到了四倍体株系，并测定了四倍体植株的生长势、生理生化指标以及果实的品质指标。
　　 主要结果如下：
　　 1.用秋水仙素诱导厚皮甜瓜二倍体M01-3，通过卷须压片和流式细胞仪进行倍性鉴定，成功获得同源四倍体厚皮甜瓜株系。
　　 2.染色体加倍改变了植株的形态学特征。调查结果表明，四倍体植株比二倍体植株高大，茎增粗；叶片面积增大，完全展开的四倍体功能叶要比二倍体叶片面积大30％。另外，四倍体植株生长发育前期净光合速率变化趋势与二倍体的相近，后期明显比二倍体的净光合速率高。
　　 3.用光学显微镜和电子显微镜观察四倍体植株与二倍体植株的叶肉细胞及叶绿体超微结构。镜检发现，四倍体与二倍体叶肉细胞的表皮细胞和和海绵组织均没有差异，但四倍体叶肉细胞的的栅栏组织比二倍体的长，且四倍体叶片明显比二倍体的厚，四倍体叶片厚7.06㎜，而二倍体叶片只有6.70㎜厚。电子显微镜观察分析表明，四倍体叶肉细胞的叶绿体数、线粒体数和基粒数均比二倍体的多，四倍体的叶绿体和线粒体的长度明显大于二倍体的，但宽度无显著差异。
　　 4.对果实大小和品质进行了测量分析，结果表明，染色体加倍使四倍体果实明显变大，果实加重，四倍体果肉比二倍体果肉厚0.9 cm，但是四倍体与二倍体的果型指数无差异。四倍体果实的中心可溶性固形物含量、可溶性糖含量显著提高，分别比二倍体果实的含量增加20％和30％；尤其是四倍体果实的Vc含量是二倍体果实的5倍。另外，四倍体果实果皮的颜色变深。
　　 5.四倍体与二倍体果实在授粉后30天同时成熟。二倍体平均单个果实产生约315粒种子，而四倍体单个果实平均仅产生179粒正常饱满种子。四倍体种子与二倍体种子相比较大，千粒重为25.56 g，而二倍体种子的千粒重仅为24.74 g。

目录

文摘

英文文摘

英文缩略语表

1.引言

1.1 甜瓜简述

1.2 蔬菜多倍体效应

1.2.1 生物学特征

1.2.2 生长发育及生理生化特性

1.2.3 抗病抗逆能力和适应性

1.2.4 多倍体蔬菜的育性

1.3 多倍体产生途径

1.3.1 物理方法诱导

1.3.2 化学方法诱导

1.3.3 有性杂交获得多倍体

1.3.4 体细胞杂交获得多倍体

1.3.5 遗传转化途径获得多倍体

1.4 多倍体鉴定方法研究

1.4.1 形态学鉴定法

1.4.2 细胞学鉴定法

1.4.3 染色体计数法

1.4.4 生理生化鉴定

1.4.5 分子鉴定法

1.5 蔬菜多倍体育种与应用研究

1.6 蔬菜多倍体育种中存在的问题

1.6.1 多倍体的适宜倍性问题

1.6.2 多倍体的低育性问题

1.6.3 多倍体诱导过程中的嵌合体问题

1.6.4 秋水仙素的毒害问题

1.7 提高蔬菜多倍体育种水平的对策

1.7.1 选择适宜的诱变材料

1.7.2 提高蔬菜多倍体的孕性

1.7.3 尽量扩大多倍体原始材料的选择范围

1.7.4 完善多倍体诱导技术

1.7.5 多倍体育种与其它育种手段相结合

1.8 秋水仙素简史及诱导原理

1.8.1 秋水仙素简介

1.8.2 秋水仙素的诱导机理

1.8.3 秋水仙素处理材料的方法

1.8.4 秋水仙素对多倍体诱导率的影响

1.9 本研究的目的与意义

2.试验材料与方法

2.1 试验材料及试剂

2.1.1 试验材料

2.1.2 试剂

2.2 试验方法

2.2.1 四倍体甜瓜的诱变方法

2.2.2 四倍体甜瓜的鉴定方法

2.2.3 流式细胞仪测植株倍性

2.2.4 四倍体与二倍体植株生长势指标测定

2.2.5 植株生长发育期日均光合速率的测定

2.2.6 叶绿素含量的测定

2.2.7 叶片超微结构的分析

2.2.8 四倍体与二倍体果实形态与品质指标测定

2.2.9 果实种子指标调查

3.结果分析

3.1 秋水仙素诱变处理结果

3.2 染色体计数法和细胞形态学鉴定四倍体材料

3.3 流式细胞仪对植株倍性分析

3.4 四倍体与二倍体植株形态指标的比较

3.5 四倍体植株的生长动态

3.5.1 植株生长发育时期生长势指标的动态变化

3.5.2 植株生长发育期净光合速率的动态变化

3.6 四倍体与二倍体植株叶片结构和叶绿素含量的差异

3.6.1 四倍体与二倍体植株植株功能叶叶片结构差异

3.6.2 染色体加倍对植株功能叶片超微结构的影响

3.6.3 叶绿素含量的测定

3.7 染色体加倍对果实品质的影响

3.7.1 四倍体的果实品质

3.7.2 四倍体的果实指标

3.8 染色体加倍对种子品质的影响

4.讨论

4.1 秋水仙素的毒害作用

4.2 秋水仙素对甜瓜四倍体诱变的影响

4.3 压片制作对试验的影响

4.4 诱导过程中的嵌合体问题

4.5 诱变当代植株性状变异生理学原因探讨

4.6 试验结果与前人的比较

4.7 四倍体种子的可育性

4.8 四倍体厚皮甜瓜的应用

5.结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文