唐菖蒲體細胞無性系變異與種質(zhì)資源創(chuàng)新的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、唐菖蒲(Gladiolus hybridus Hort)是鳶尾科(lridaceae)唐菖蒲屬(Gladiolus)多年生球莖類植物,是世界上著名的四大切花之一,唐菖蒲切花生產(chǎn)是我國花卉產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。我國唐菖蒲種球主要從國外引進,國內(nèi)培育的較少,目前的主栽品種僅為少數(shù)幾個夏花型大花品種,品種間存在著遺傳資源狹窄的現(xiàn)象,有關(guān)唐菖蒲的遺傳基礎(chǔ)研究也鮮有報道。利用體細胞無性系變異結(jié)合化學(xué)誘變及分子標(biāo)記輔助育種,通過篩選,構(gòu)建唐菖蒲突變體

2、庫,可為選育優(yōu)良形態(tài)學(xué)和生理生化特點的突變體,培育具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新品系或品種,擴大可利用種質(zhì)資源的范圍奠定基礎(chǔ)。
   本研究以唐菖蒲主栽品種“超級玫瑰”(G.Rose Supreme)為試材,通過對不同器官來源的外植體進行愈傷組織誘導(dǎo),建立了唐菖蒲高頻再生體系,同時通過化學(xué)誘變劑處理愈傷組織,擴大變異譜;利用形態(tài)學(xué)、細胞學(xué)觀察結(jié)合ISSR分子標(biāo)記技術(shù),篩選唐菖蒲體細胞無性系突變株,為唐菖蒲遺傳圖譜的構(gòu)建及育種奠定基礎(chǔ),同時

3、也為以無性繁殖、獲得純系年限長且有性雜交困難的花卉定向育種提供新途徑。研究的主要結(jié)果如下:
   1.以唐菖蒲主栽品種“超級玫瑰”不同器官為外植體進行了誘導(dǎo),結(jié)果表明用子球、花瓣及花梗作外植體均可誘導(dǎo)形成再生植株,用葉片、花絲做外植體沒有得到再生植株。誘導(dǎo)唐菖蒲愈傷組織的最佳培養(yǎng)基為:MS+2,4-D4.0mg·L-1+6-BA0.5mg·L-1,誘導(dǎo)體細胞胚的最佳培養(yǎng)基為MS+2,4-D1.0 mg·L-1+TDZ0.3 mg

4、·L-1,確定了TDZ是決定唐菖蒲體細胞胚產(chǎn)生的重要因子;首次對唐菖蒲各器官來源的體細胞胚的誘導(dǎo)及發(fā)育過程進行了研究。
   2.用花瓣作外植體建立再生體系過程中,再生植株出現(xiàn)了色素重新表達現(xiàn)象,即由花瓣誘導(dǎo)的再生植株在幼苗發(fā)育過程中明顯攜帶花瓣中原有色素現(xiàn)象;由花瓣愈傷組織可直接再發(fā)育成花瓣;由花梗做外植體也出現(xiàn)部分色素表達現(xiàn)象,且再生植株易出現(xiàn)嵌合體;而用子球莖作外植體則沒有出現(xiàn)色素表達現(xiàn)象。自然情況下,花瓣無性系變異的頻率

5、高于花梗,揭示了唐菖蒲不同器官來源再生植株器官發(fā)生及形態(tài)建成的特點。
   3.用秋水仙素不同濃度、時間處理唐菖蒲愈傷組織,確定了秋水仙素的半致死劑量為0.5mg·L-1,用半致死劑量的秋水仙素處理各器官來源的愈傷組織,共獲得124株變異株,其中花瓣無性系的變異率最高,為56.95%,花梗次之,為21.1%,子球莖最低,為12.6%,變異株形態(tài)上比對照明顯粗壯。本研究根據(jù)細胞學(xué)檢測過程中的重要環(huán)節(jié),對秋水仙素、8-羥基喹啉不同預(yù)

6、處理時間、不同酶解時間進行探索,確定了0.1%的秋水仙素預(yù)處理8h、37℃酶解60 min后細胞學(xué)檢測的效果最好,檢測結(jié)果確定唐菖蒲“超級玫瑰”為二倍體,其染色體數(shù)2n=2x=30;變異株為四倍體,2n=4x=60。
   4.用不同濃度EMS對唐菖蒲愈傷組織誘變處理,確定了EMS的半致死劑量為9mg·L-1,EMS誘變M0代出現(xiàn)了8種形態(tài)上的變異,花瓣無性系的變異率為5.15%,高于花梗(1.02%),子球莖再生體系未出現(xiàn)變異

7、;從誘變無性系中找到了單一性狀的突變體,為突變系的建立奠定了基礎(chǔ)。
   5.對不同器官來源及半致死劑量誘變處理的各組無性系M0代共1134株在第一生長周期進行了ISSR檢測,共檢測出136株變異單株。對這些檢測出的變異株編號種植后,在第二、第三生長周期觀察到花瓣無性系組中有2株花色變異株、EMS處理的無性系組中7株出苗變異株;而這些變異株在第一生長周期的ISSR分子標(biāo)記檢測中均已檢測到,即ISSR檢測與性狀觀察的符合率為100

8、%;秋水仙素處理的無性系第一生長周期R共檢測出的124株變異株,在第二、第三生長周期中實際觀測到97株多倍體變異株,ISSR檢測與性狀觀察的符合率為78.2%。
   創(chuàng)新點:
   (1)突破了傳統(tǒng)的用電子束或鈷60輻射誘變唐菖蒲種球的方法,首次用唐菖蒲不同器官來源的愈傷組織為材料,進行秋水仙素與EMS離體誘導(dǎo),建立了不同的體細胞無性系,擴大了變異譜,實現(xiàn)了誘變方法的創(chuàng)新。
   (2)采用ISSR分子標(biāo)記技術(shù)

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