蓝猪耳（Torenia fournieri Lind）育性的研究

论文摘要

蓝猪耳（Torenia fournieri Linden）是一种重要的热带、亚热带花卉植物，生长期短，盛花期比较长，而且具备裸露的胚囊，因此不仅是夏季花卉中的重要栽培品种，而且还是研究植物花器官发育和授粉受精过程的理想模式植物。本实验室在研究中发现，蓝猪耳转基因苗不能正常结实，为后代的遗传分析带来困难。针对转基因植株结实困难的问题，本文首先对室内蓝猪耳传粉机制进行研究，又进一步研究组织培养植株和转基因植株的繁殖与结实规律，以期发现蓝猪耳转基因苗不结实的原因，为进一步开展蓝猪耳基因转化和遗传分析提供基础。本论文主要结果如下：1．在对室内盆栽的蓝猪耳研究中发现，其花的外形比较鲜艳，具备异花传粉的外在特点，开花之后二长雄蕊存在翻转现象，这种雄蕊翻转和柱头打开相互配合的机制与促进异交有关。通过显微观察、扫描电镜、翻转过程照相、套袋、人工授粉以及室内的生理生化分析，研究了蓝猪耳开花特性、花粉的活力和柱头的可受性、柱头与雄蕊相对位置关系的变化等，证实蓝猪耳室内传粉机制为异交传粉。因此在室内自然状态下蓝猪耳不能自然结实，需人工授粉才可以结实。2．转基因蓝猪耳经过继代培养后移栽到花盆中。本实验中的9种转基因材料均能够正常开花，但是不能结实，花粉活力在9.8％到30.6％之间，经过扫描电镜观察，发现花粉出现了败育现象，但柱头的活力正常，此现象属于雄性不育。3．以无菌的对照苗叶片作为外植体再生植株。观察不同继代次数无菌苗的开花与繁殖能力。结果表明，第一代继代的植株与对照相比，花粉活力降低了约20％，部分花粉也出现了与转基因继代苗相似的败育现象。将继代后的转基因植株与野生型植株杂交，得到的F1代种子通过抗性筛得到抗性植株，发现84.6％-88.9％的F1代抗性植株的花粉活力得到恢复。以上实验结果，转基因苗花粉败育的原因是由于组织培养继代引起的，对继代的转基因苗不结实的原因进行了讨论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩写词表
• 目录
• 1. 研究背景
• 1.1 蓝猪耳遗传转化研究进展
• 1.2 植物的繁育系统
• 1.3 植物败育的原因
• 1.3.1 内在机制
• 1.3.2 外在影响因素
• 1.4 本研究的目的意义
• 2. 材料与方法
• 2.1 蓝猪耳室内传粉的研究
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验方法
• 2.1.2.1 单花花期、单花物候的观察
• 2.1.2.2 花粉量、胚珠数和花粉/胚珠比率的测定
• 2.1.2.3 花粉组织化学的检测
• 2.1.2.4 柱头可受性与花粉活性的测定
• 2.1.2.5 花药和柱头的位置关系
• 2.1.2.6 繁育系统的检测
• 2.2 组织培养和转基因蓝猪耳繁殖能力与结实规律的研究
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.1.1 材料培养
• 2.2.1.2 种子表面消毒及无菌苗播种
• 2.2.1.3 无菌苗移栽
• 2.2.1.4 培养条件
• 2.2.2 实验方法
• 2.2.2.1 花粉活力计数
• 2.2.2.2 人工授粉
• 2.2.2.3 扫描电镜观察
• 2.2.2.4 不同组培继代次数的花粉活力的测定
• 2.2.2.5 转基因苗的筛选与鉴定
• 2.2.2.5.1 Hyg 抗性筛选
• 2.2.2.5.2 GUS 染色检测
• 2.2.2.5.3 转基因植株的分子生物学鉴定
• 3. 结果与分析
• 3.1 室内蓝猪耳传粉机制的研究
• 3.1.1 开花物候的观察
• 3.1.1.1 开花物候特性
• 3.1.1.2 光周期对蓝猪耳现蕾的影响
• 3.1.2 蓝猪耳开花之后雄蕊和柱头的变化过程
• 3.1.3 花粉活性和柱头的可受性
• 3.1.4 单花花粉量、胚珠数及花粉/胚珠比率
• 3.1.5 花粉组织化学分析
• 3.1.6 繁育系统
• 3.2 组织培养和转基因蓝猪耳繁殖能力与结实规律的研究
• 3.2.1 转基因继代苗结实规律研究
• 3.2.1.1 转基因继代苗后代无法结实
• 3.2.1.2 转基因植株花粉粒、柱头的形态结构以及花粉长度测量
• 3.2.1.3 花粉和柱头进行鉴定
• 3.2.1.4 不同转基因苗继代后花粉活力
• 3.2.2 组织培养苗结实规律研究
• 3.2.2.1 不同继代次数组织培养苗花粉活力
• 3.2.3 杂交后代的纯化及分子生物学鉴定
• 3.2.3.1 杂交
• 3.2.3.2 Hyg 抗性植株的筛选
• 3.2.3.3 鉴定
• 3.2.3.3.1 PCR 鉴定
• 3.2.3.3.2 GUS 染色检测
• 1 代抗性植株花粉活力'>3.2.3.3.3 F₁代抗性植株花粉活力
• 4. 讨论
• 4.1 蓝猪耳的传粉机制决定室内不结实
• 4.2 蓝猪耳转基因继代苗后代不结实的原因
• 4.2.1 出现雄性不育
• 4.2.2 组培苗继代对花粉活力的影响
• 4.2.3 转基因继代苗出现雄性不育的原因
• 4.2.3.1 植物激素与雄性不育关系
• 4.2.3.2 生长素与雄性不育
• 4.2.3.3 细胞分裂素与雄性不育
• 4.2.3.4 激素的平衡与雄性不育
• 小结
• 参考文献
• 图版
• 致谢