菊芋(Helianthus tuberosus Linn)的离体培养与十二倍体新种质选育

摘要

菊芋属菊科向日葵属的多年生草本植物，是一种集经济价值、药用价值、观赏价值和生态价值于一身的能源植物。多倍化是植物进化的动力，植物多倍化是自然界中的一个普遍现象，高倍体植物的特征特性优于其低倍性品种的例子很多。菊芋是天然的同源异源六倍体(2n=6x=102)，目前国内外对菊芋的倍性育种研究尚属空白。本试验将组织培养和多倍体诱导技术相结合，一方面建立菊芋的离体快繁体系，为菊芋的工业化规模生产提供理论和技术支持，对进一步研究其遗传特性和新种质的培育具有重要的理论与实践意义。另一方面，利用秋水仙素溶液浸泡法对菊芋进行离体诱导，摸索其最适的诱导条件，以期获得十二倍体突变类型，增大块茎、花器官从而提高菊芋的经济价值、生态效益以及观赏价值，并为今后菊芋的倍性育种研究提供材料和基础。试验研究结果如下： ⑴以菊芋幼嫩枝条腋芽为外植体，以MS为基本培养基，附加不同浓度的激素组合进行组织快繁研究。结果表明：外植体消毒采用75％乙醇表面消毒20s和0.1％HgCl2浸泡6min的处理组合效果最佳；最适初代培养基为MS+6—BA0.5mg/L+NAA0.1mg/L培养基；最适增殖培养基为MS+6—BA1.0mg/L+NAA0.01mg/L，增殖系数可3.40；最佳壮苗培养基为MS+6—BA0.08mg/L；最适生根培养基为MS+NAA0.1mg/L，生根率达91.7％。 ⑵利用不同浓度的秋水仙素溶液对六倍体菊芋的组培苗茎尖浸泡不同时间诱导植株，得到的较好处理组合是：用0.2％的秋水仙素溶液中浸泡72h，可诱导获得十二倍体再生植株，诱导率为10.0％。秋水仙素溶液的处理时间越长、浓度越高，材料受到的药害越大，诱导成活率越低。诱导后的菊芋生长缓慢，需要及时切下茎尖转入新的培养基中，以减少秋水仙素对寿才料的毒害，并为植株提供充足的养分。 ⑶观察所获到的十二倍体与六倍体菊芋，对两者之间进行差异比较，发现在外形特征上，十二倍体菊芋叶片肥厚，并有明显的皱缩，叶色较深，节间短且粗，植株绒毛增多，而六倍体植株的叶片较薄，颜色较浅，节间细长，植株绒毛较少。通过对二者的叶片的长、宽、厚等指标进行测定，结果表明，十二倍体叶片厚度以及叶片宽度均比六倍体的大，分别为六倍体的152.94％、129.17％，而叶长和叶形指数均小于六倍体，分别是六倍体的63.16％，48.74％。在细胞学形态上，十二倍体的保卫细胞大小明显大于六倍体，长度为六倍体的149.88％，宽度为六倍体的143.22％；同时，十二倍体较六倍体的叶绿体数目明显增多，叶绿素含量提高，但气孔密度减小。 ⑷对两个不同倍性的菊芋进行抗逆性比较发现：十二倍体菊芋的抗寒性、抗旱性以及抗热性均比六倍体的较高。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略语表

声明

第1章文献综述

1.1菊芋概况

1.1.1起源与分布

1.1.2形态特征与生物学特性

1.1.3繁殖方式与品种

1.1.4菊芋的价值

1.1.5菊芋的研究以及应用前景

1.2植物离体培养的发展和应用

1.2.1植物离体培养的基本含义

1.2.2植物离体培养的发展简史

1.2.3植物离体培养的类型

1.2.4植物离体培养技术的应用

1.3植物多倍体研究概况

1.3.1多倍体的概念与种类

1.3.2多倍体的形成途径

1.3.3多倍体植物的特征

1.3.4获得植物多倍体的方法

1.3.5植物多倍体鉴定方法

1.3.6多倍体在育种上的意义及存在问题

第2章引言

第3章菊芋再生体系的建立

3.1材料

3.2方法

3.2.1培养基的配制

3.2.2培养条件

3.2.3快繁体系的建立

3.3结果与分析

3.3.1灭菌对外植体的影响

3.3.2不同激素浓度组合对菊芋初代培养的影响

3.3.3不同激素浓度组合对菊芋增殖的影响

3.3.4壮苗培养

3.3.5试管苗的生根

3.3.6试管苗移栽

3.4讨论

3.4.1外植体的灭菌

3.4.2增殖培养

3.4.3壮苗培养

3.4.4生根培养

3.4.5炼苗与移栽

第4章菊芋十二倍体的获得及与六倍体的对比研究

4.1材料

4.2方法

4.2.1多倍体植株的诱导

4.2.2多倍体的鉴定方法

4.2.3多倍体的组培快繁

4.2.4菊芋十二倍体与六倍体的比较研究

4.3结果与分析

4.3.1秋水仙素诱导植株染色体加倍

4.3.2多倍体的鉴定

4.3.3十二倍体菊芋的组培快繁

4.3.4十二倍体与六倍体植株比较研究

4.4讨论

4.4.1化学诱变剂与诱导方法选择

4.4.2诱变材料的选择

4.4.3培育十二倍体菊芋的意义

第5章结论

参考文献

致谢

在学期间发表的论文