游离小孢子培养技术在晚抽薹大白菜中的应用

论文摘要

大白菜是我国栽培面积最大、产量最高的蔬菜作物之一,在我国蔬菜生产与供应中居主导地位。大白菜栽培中的未熟抽薹问题是我国春季大白菜生产和高纬度、高海拔地区夏季大白菜生产的主要限制因素,解决这一问题最为经济、有效的手段是选育出耐抽薹品种。通过常规育种方法一般需要5-8代才能获得稳定的自交系或自交不亲和性系。同时,春白菜耐抽薹性强,这也给育种加代带来困难。通过游离小孢子培养进行单倍体育种,可以快速纯化育种材料,是加快育种进程的有效途径之一。本研究针对晚抽薹大白菜游离小孢子培养中难出胚或出胚率低等问题,以22个晚抽薹大白菜品种或组合为供试材料,研究了不同的预处理、取蕾时期和培养方式对胚胎发生的影响,胚状体败育现象及再生植株在培养过程中的畸形现象,并观察了游离小孢子的胚胎发生及发育途径,旨在提高小孢子胚状体的发生率,更好地将游离小孢子培养技术应用于晚抽薹大白菜育种。获得的主要结果如下：1、不同的预处理对不同基因型小孢子胚胎发生影响表现不同。22个大白菜品种中,利用常规游离小孢子培养方法,仅5个品种10C2、10C4、10C5、10C21和10C22诱导出了胚状体,最高出胚率为3.16胚／蕾,品种间的出胚率表现出明显差异；8%甘露醇预处理提高了10C7、10C8、10C10和10C18的出胚率,但降低了10C2、10C4、10C5、10C21和10C22的出胚率；0.2%正丁醇预处理5h显著提高了10C7、10C12、10C21和10C22的出胚率；25%PEG预处理5h提高了10C18、10C19、10C21和10C22的出胚率。2、33℃热激预处理对启动小孢子胚胎发生至关重要,33℃热激12h处理可启动较高的小孢子分裂,但最终的胚产量远远低于33℃热激24h的胚产量,而未经热激处理不能诱导出胚状体。3、大白菜在初花期取材进行游离小孢子培养获得的胚状体数最高,培养效果最好,盛花期次之。同一材料的不同花期取蕾进行游离小孢子培养,产胚率差异显著,达到极显著水平。震荡培养（60r/min）提高了大白菜的出胚率,缩短了出胚时间2-3d,比静置培养更有利于小孢子胚的诱导和形成。4、22个晚抽薹大白菜品种或组合只有10C18、10C21和10C22获得再生植株,再生率分别为4.3%、45.7%和39.6%,其他品种在培养过程中均未获得再生植株。5、试验研究发现,大白菜游离小孢子胚状体的发育具有不同步性,球形胚、鱼雷形、子叶形胚等并存。晚抽薹大白菜品种诱导出的胚状体败育现象明显,胚发育停留在了某一阶段（特别是球形胚、心形胚）或者是鱼雷形胚、子叶形胚缺乏茎尖生长点,不能进一步发育成胚状体。在获得的再生植株中存在部分发育不正常的植株,经过几次继代培养部分畸形植株可获得正常的再生植株。6.单核靠边期的小孢子沿配子体途径正常发育成成熟花粉粒,不同预处理可改变小孢子的发育途径,使其从配子体途径转向孢子体途径。大白菜小孢子的胚胎发生是多种途径并存的,但主要以B途径为主要的发育途径。在本试验中,观察发现晚抽薹大白菜的胚胎发生均为B发育途径。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 前言
• 缩略词表
• 第一章 大白菜游离小孢子培养研究进展
• 1.1 游离小孢子胚胎发生的影响因素的研究现状
• 1.1.1 供试植株对小孢子胚胎发生的影响
• 1.1.1.1 供试植株的基因型对小孢子胚胎发生
• 1.1.1.2 供体植株的生理状况对小孢子胚胎发生的影响
• 1.1.1.3 取样对小孢子胚胎发生的影响
• 1.1.2 预处理和预培养方法对小孢子胚胎发生的影响
• 1.1.2.1 高温预处理
• 1.1.2.2 低温预处理
• 1.1.2.3 甘露醇预处理
• 1.1.2.4 丁醇预处理
• 1.1.2.5 PEG预处理
• 1.1.2.6 子房与小花共培养
• 1.1.3 培养基及其成分对小孢子胚胎发生的影响
• 1.1.3.1 培养基类型
• 1.1.3.2 培养方式
• 1.1.3.3 小孢子密度
• 1.1.3.4 蔗糖浓度
• 1.1.3.5 外源激素
• 1.1.3.6 活性炭
• 3'>1.1.3.7 AgNO₃
• 1.2 胚状体发生及植株再生研究
• 1.2.1 胚状体发生及植株再生
• 1.2.2 小孢子胚再生植株的倍性研究
• 1.3 小孢子胚胎发生细胞学的研究
• 1.4 游离小孢子培养技术的应用
• 1.4.1 育种上的应用
• 1.4.2 DH遗传作图群体的创建
• 1.4.3 遗传转化受体的构建
• 1.5 存在的问题与展望
• 1.6 本研究的目的和意义
• 第二章 预处理和培养方式对晚抽薹大白菜游离小孢子胚胎发生的影响
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 供试材料
• 2.2.2 试验方法
• 2.2.2.1 小孢子核期鉴定
• 2.2.2.2 游离小孢子常规培养方法
• 2.2.2.3 热激预处理
• 2.2.2.4 8%甘露醇处理
• 2.2.2.5 0.2%正丁醇预处理
• 2.2.2.6 25%PEG预处理
• 2.2.2.7 取蕾时期
• 2.2.2.8 培养方式
• 2.2.2.9 结果统计
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 小孢子核期鉴定结果分析
• 2.3.2 不同品种胚胎发生能力的比较
• 2.3.3 热激预处理对小孢子胚胎发生的影响
• 2.3.4 8%甘露醇预处理对小孢子胚诱导率的影响
• 2.3.5 0.2%正丁醇预处理对小孢子胚诱导率的影响
• 2.3.6 25%PEG预处理对小孢子胚诱导率的影响
• 2.3.7 取蕾时期对小孢子胚胎发生的影响
• 2.3.8 培养方式对小孢子胚诱导的影响
• 2.4 小结
• 第三章 晚抽薹大白菜游离小孢子胚胎发生及植株再生
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 材料
• 3.2.2 小孢子植株再生
• 3.2.3 方法
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 大白菜小孢子的配子体发育
• 3.3.2 大白菜小孢子离体培养的发育途径
• 3.3.3 大白菜游离小孢子培养中小孢子的发育情况
• 3.3.4 不同胚形统计结果
• 3.3.5 小孢子植株再生研究
• 3.3.6 植株的非正常发育
• 3.4 小结
• 讨论
• 1 预处理和培养方式对晚抽薹大白菜小孢子胚胎发生的影响
• 1.1 高温预处理对晚抽薹大白菜游离小孢子胚胎发生的影响
• 1.2 0.2%正丁醇预处理对晚抽薹大白菜游离小孢子胚胎发生的影响
• 1.3 25%PEG预处理对晚抽薹大白菜游离小孢子胚胎发生的影响
• 1.4 8%甘露醇预处理对晚抽薹大白菜游离小孢子胚胎发生的影响
• 1.5 不同取蕾时期对晚抽薹大白菜游离小孢子胚胎发生的影响
• 1.6 不同培养方式对晚抽薹大白菜游离小孢子胚胎发生的影响
• 2 大白菜游离小孢子胚胎发生及植株再生
• 2.1 大白菜游离小孢子胚胎发生及发育途径
• 2.2 大白菜游离小孢子的植株再生
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 常用染料的配制
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录