矮化佛手形态特征、抗寒性及其ISSR、SSR分子标记的研究

摘要

佛手(Citrus medica L. var．sarcodactylis Swingle)是芸香科柑橘属香橼的变种。目前，我国广东、广西、四川、浙江、江西、福建、云南等地均有不同面积的栽培佛手，其中浙江金华产的“金佛手”最为著名。佛手的抗寒力较差，且金华目前栽培的青皮佛手在盆景制作上仍存在树体较大、枝条多刺、树冠不够紧凑、果实过大造成枝条下垂等问题。为了进一步提高金华佛手的价值，迫切需要培育矮化紧凑型且抗寒性高的佛手新品系。为此，通过辐射诱变培育了矮化佛手株系，此株系具有显著的矮化性状，适宜制作矮化紧凑型的佛手盆景，市场前景广阔。 本研究首先从形态学方面比较了青皮佛手和经<'137>Cs-γ射线辐射诱变产生的矮化佛手。测定了冠径、节间长度、刺数、新梢长度、新梢粗度、分枝数、叶片长度、叶片宽度、叶厚度、叶片面积、果实大小等指标，发现矮化佛手相对青皮佛手具有显著的矮化特征，具体表现在树冠小、节间短、新梢短、刺少、叶片小而厚、果实小等几个方面。这些特征为制作佛手盆景提供了极大的便利。 其次，研究了青皮和矮化佛手在4℃、0℃、-4℃不同程度的寒冷胁迫下各项抗寒生理指标的情况。测定了可溶性糖含量、相对电导率、超氧化物歧化酶活性(SOD)、丙二醛(MDA)含量、游离脯氨酸含量等生理指标。结果显示：在4℃冷胁迫下，相对电导率和SOD活性数据显示，矮化佛手的抗寒性高于青皮佛手；在-4℃冷胁迫下，MDA含量数据表明，矮化佛手的抗寒性高于青皮佛手，而可溶性糖含量测定的结果则正好相反。脯氨酸含量在寒冷胁迫下无明显变化。综合以上结果，认为矮化佛手的的抗寒性并不优于青皮佛手。 此外，应用ISSR和SSR分子标记技术对不同佛手及其近缘种进行遗传背景分析，从分子水平上来鉴定矮化佛手是否具有遗传基础。ISSR扩增产物采用2％琼脂糖凝胶电泳检测，结果显示矮化佛手与青皮佛手亲缘关系最近，相似系数为0.9677；SSR扩增产物采用8％变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测，结果显示矮化佛手与白皮佛手亲缘关系最近，相似系数为0.9524。两种分子标记所得出的结论有一定的差异，但是根据矮化佛手是由青皮佛手辐射突变而来，认为，ISSR分子标记技术更适合于佛手遗传背景的研究，SSR分析产生的差异可能是因为所选用的柑橘类SSR引物数量少所致。通过ISSR和SSR分子标记分析可见，<'137>Cs-γ射线辐射诱变产生的矮化佛手具有遗传基础，而非栽培条件或环境因素所致。 综上所述，本研究表明经<'137>Cs-γ射线辐射诱变产生的佛手具有明显的矮化特征，并且这些矮化特征具有稳定的遗传性，但它在抗寒性方面并不优于青皮佛手。研究将为这种矮化佛手广泛应用于小盆景制作提供一定的理论依据。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

声明

一、引言

二、文献综述

1佛手的分布和分类

1.1佛手的分布

1.2佛手的分类

2佛手的观赏价值和药用价值

2.1观赏价值

2.2化学成分

2.3药用价值

3柑橘的分类

3.1分类方法的进展

3.2柑橘的分类

4用于系统学和遗传多样性研究的分子方法

4.1蛋白质标记

4.2植物进化研究中常用的DNA分子标记技术

三、矮化佛手的形态学研究

1材料与方法

1.1材料

1.2主要仪器

1.3方法

2结果

2.1矮化佛手与青皮佛手的树体特征

2.2矮化佛手与青皮佛手的冠径与枝条差异

2.3矮化佛手与青皮佛手的叶片差异

2.4矮化佛手与青皮佛手果实大小比较

3讨论

四、矮化佛手的抗寒生理指标

1材料与方法

1.1材料

1.2仪器及试剂

1.3材料冷胁迫处理

2结果

2.1冷处理对佛手可溶性糖的影响

2.2冷处理对相对电导率的影响

2.3冷处理对游离脯氨酸的影响

2.4冷处理对丙二醛含量的影响

2.5冷处理对超氧化物歧化酶活性的影响

3讨论

五、矮化佛手遗传差异的ISSR标记分析

1材料与方法

1.1材料

1.2仪器及试剂

1.3方法

2结果

2.1不同提取方法对DNA的影响

2.2反应体系的优化

2.3 ISSR标记结果

3讨论

3.1佛手总DNA的提取

3.2 ISSR的影响因素

3.3 ISSR标记结果分析

六、矮化佛手遗传差异的SSR标记分析

1材料与方法

1.1材料

1.2仪器及试剂

1.3方法

2结果

2.1 SSR标记结果

2.2聚类结果

3讨论

3.1 SSR标记结果分析

3.2关于银染

3.3 ISSR和SSR结果比较

七、小结

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间发表的学术论文