论文题目: 龙须草无融合生殖机理研究及资源评价
论文类型: 博士论文
论文专业: 植物学
作者: 姚家玲
导师: 骆炳山
关键词: 龙须草,无融合生殖,分子标记,胚胎学,胚乳自主发生,核型分析
文献来源: 华中农业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 植物无融合生殖是有性生殖的一种变异，是发育生物学研究的重要课题，它在作物杂种优势利用中的巨大潜力受到植物学家和育种学家的广泛关注。发掘自然界存在的无融合生殖植物资源，深入研究其无融合生殖机理，对阐明无融合生殖的分子机制，进而在作物育种上利用无融合生殖固定杂种优势，具有重要的理论和实践意义。 本研究以来自4个省9个居群的龙须草(Eulaliopsis binata(Rotz)C．E Hubb．)为材料，利用RAPD、AFLP分子标记，分析居群内及居群间的遗传差异程度；采用几种不同的制片方法，系统研究龙须草雌性配子体的形成以及胚胎发育过程；通过去雄、套袋及类型间杂交等处理，统计比较结实率，结合传粉生物学观察，研究龙须草的无融合生殖特性；采用根尖细胞染色体制片技术，观察和确定龙须草细胞染色体数目和倍性水平，并利用流式细胞仪检测不同类型龙须草成熟种子内胚和胚乳细胞的相对倍性。综合胚胎学、遗传学和细胞学研究结果，分析龙须草无融合生殖机理，评价不同类型龙须草的无融合生殖程度，为进一步研究龙须草无融合生殖遗传规律和分子机制奠定基础。主要研究结果如下： 1) RAPD和AFLP分子标记揭示龙须草居群间具有一定的遗传多样性。利用分子标记分析，结合形态学观察和叶片纤维素含量等成分的测定，将来自4个省9个居群的龙须草划分为4种类型：窄叶型(湖北)、浓绿叶型(广西)、红杆型(陕西)和宽叶型(河南、陕西)；聚类分析结果表明，同一地区不同居群之间的遗传差异较小，常聚为同一种类型，但陕西山阳居群与河南的3个居群却聚为一类。窄叶型、宽叶型龙须草类群内不同个体之间未检测到差异，表明其无融合生殖程度较高；而红杆型龙须草个体间有一定差异。 2) 研究确定了龙须草的无融合生殖类型为配子体无孢子生殖，阐明了龙须草无孢子生殖胚囊的发生及其特点。胚珠发育早期，多个珠心细胞特化为无孢子生殖起始细胞，由起始细胞发育为单核胚囊，经两次有丝分裂形成4核胚囊，进一步分化形成两种类型的成熟胚囊：a)具1个卵细胞，1个助细胞和2个极核，占观察总数的67.6％；b)具1个卵细胞，2个助细胞和1个极核，占观察总数的32.4％。胚囊发育属大黍(Panicum)型。多个无孢子生殖起始细胞同时发育，最后形成2至多个成熟胚囊，其比例为17.7％。 3) 研究龙须草无融合生殖胚和胚乳的起源与发育，发现龙须草为胚乳自主发生型。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 课题的提出与文献综述
1 课题的提出及立题的目的与意义
2 龙须草研究概述
2.1 龙须草的基本特征和自然分布
2.2 龙须草资源的开发利用价值
2.2.1 优良的造纸原料
2.2.2 良好的编织材料
2.2.3 水土保持先锋草种
2.3 龙须草研究进展
2.3.1 形态解剖与生理功能研究
2.3.2 栽培技术研究
2.3.3 生态效益研究
2.3.4 龙须草的其它研究
2.4 问题和展望
3 植物无融合生殖研究
3.1 植物无融合生殖的概念和类型
3.2 无融合生殖的细胞胚胎学机制
3.2.1 配子体无融合生殖:二倍体孢子生殖和无孢子生殖
3.2.2 孢子体无融合生殖:不定胚生殖
3.3 无融合生殖的遗传学基础
3.4 影响植物无融合生殖的因素
3.5 禾本科植物无融合生殖资源及特点
3.5.1 禾本科植物无融合生殖种类、类型及分布
3.5.2 禾本科植物无融合生殖发生的程度
3.5.3 无融合生殖在禾本科植物系统演化中的作用
3.6 植物无融合生殖研究方法和研究进展
3.6.1 无融合生殖体的形态学鉴定
3.6.2 无融合生殖的胚胎学研究及进展
3.6.3 无融合生殖的细胞学研究与多倍体化
3.6.4 无融合生殖的分子生物学研究及进展
3.6.5 研究策略与模式植物的建立
3.7 植物无融合生殖与有性生殖的关系
3.7.1 两种生殖方式在发育上的联系
3.7.2 有性生殖和无融合生殖植物中胚乳发育的特点
3.8 无融合生殖产生机制的几种假说
3.8.1 杂交起源假说
3.8.2 突变假说
3.8.3 表观遗传假说
3.9 植物无融合生殖在作物育种中的应用前景
3.10 展望
第二章 不同居群龙须草的分子标记及多样性评价
1 前言
2 研究目的和内容
2.1 研究目的
2.2 研究内容
3 材料和方法
3.1 实验材料
3.2 形态特征观察和叶片成分分析
3.3 RAPD分析
3.3.1 DNA的分离提取
3.3.2 RAPD-PCR实验体系的建立
3.3.3 随机引物的筛选
3.3.4 RAPD标记数据
3.4 AFLP分析
3.4.1 引物和接头的合成
3.4.2 模板 DNA制备
3.4.3 DNA扩增反应
3.4.4 凝胶电泳
3.4.5 数据处理
4 结果与分析
4.1 形态学特征和生物学习性观察
4.2 不同居群龙须草的 RAPD分析
4.3 样品相似性的 RAPD分析
4.4 不同居群龙须草的 AFLP分析
5 讨论
5.1 分子标记技术在龙须草类型划分和遗传多样性研究中的应用
5.2 龙须草种内的遗传多样性及其产生和维持的可能原因
5.3 RAPD和 AFLP标记的稳定性
第三章 龙须草无融合生殖的胚胎学研究
1 前言
2 研究内容
3 研究材料和方法
3.1 材料
3.2 方法
3.2.1 石蜡制片法
3.2.2 水杨酸甲脂(冬青油)子房整体透明法
3.2.3 压片法
3.2.4 酶解压片法分离胚囊
3.2.5 去雄后子房的胚胎发育观察
4 结果与分析
4.1 窄叶型龙须草胚胎学研究
4.1.1 花序、小穗及小花的结构
4.1.2 无孢子生殖胚囊的起源和发育
4.1.3 成熟胚囊的结构、类型及位置
4.1.4 胚和胚乳的起源与发育
4.1.5 多胚的发生、发育及萌发检验
4.2 窄叶型龙须草去雄后的胚胎发育过程
4.3 红杆型龙须草胚胎发育过程
4.3.1 红杆型龙须草胚囊的起源和发育
4.3.2 红杆型龙须草胚和胚乳的发生与发育
4.4 龙须草花粉发育过程
4.5 非切片法对龙须草胚囊发育和结构的观察
4.5.1 子房整体透明法观察胚珠内成熟胚囊的类型、数目和结构
4.5.2 酶解压片法观察龙须草胚囊的发育
5 讨论
5.1 龙须草无融合生殖类型及胚囊的起源发育
5.2 龙须草无孢子生殖胚、胚乳的起源及发育过程中的相互关系
5.3 龙须草的孢子体无融合生殖即不定胚的发育及其意义
5.4 无融合生殖胚胎学研究的方法学
第四章 龙须草传粉生物学观察、田间试验及结实率分析
1 前言
2 主要研究内容
3 材料和方法
3.1 材料
3.2 方法
3.2.1 田间去雄、杂交试验
3.2.2 花粉生活力测定
3.2.3 传粉生物学观察
4 结果与分析
4.1 去雄与杂交实验
4.1.1 窄叶型龙须草去雄、杂交实验结果
4.1.2 红杆型龙须草去雄、杂交实验结果
4.2 花粉活力和离体萌发率的测定
4.2.1 散粉当天花粉萌发率的测定
4.2.2 红杆型龙须草不同储存期花粉的活力
4.3 花粉在柱头上附着、萌发及花粉管的生长
5 讨论
5.1 龙须草的花粉活力及其在种子形成中的作用
5.2 龙须草的结实率与无融合生殖的关系
第五章 龙须草的细胞学研究
1 前言
2 主要研究内容
3 材料和方法
3.1 材料
3.2 方法
3.2.1 流式细胞计检测
3.2.2 根尖压片
3.2.3 根尖低渗酶解制片
3.2.4 核型分析
4 结果与分析
4.1 流式细胞计检测结果
4.1.1 宽叶型龙须草种子检测结果
4.1.2 窄叶型龙须草种子检测结果
4.1.3 红杆型龙须草种子检测结果
4.2 根尖压片技术及细胞学观察结果
4.2.1 染色体数目及其基数
4.2.2 龙须草根尖染色体的核型分析
5 讨论
5.1 龙须草胚和胚乳的形成及其无融合生殖程度
5.2 龙须草染色体核型分析及其意义
5.3 龙须草的倍性分析
结论
参考文献
图版和图版说明
致谢
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发布时间: 2006-12-12
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