豫杂一号泡桐和南方泡桐同源四倍体诱导及其体外植株再生的研究

论文摘要

泡桐是一种重要的速生用材树种,大力种植泡桐不仅有利于缓解我国的木材短缺的问题,而且对改善生态环境有着重要的意义。但由于泡桐丛枝病的危害,给林业生产造成了很大损失。近年来,随着生物技术的迅速发展,多倍体育种取得了很大成就,为泡桐多倍体育种指出了一条新道路,本试验以豫杂一号泡桐和南方泡桐无菌苗为试验材料,利用秋水仙素结合组织培养方法诱导获得了两种泡桐的四倍体植株,并建立了两种四倍体泡桐体外再生体系,同时研究了DNA共价修饰物对两种四倍体泡桐体外植株再生的影响。现结论如下:（1）双层培养处理诱导豫杂一号泡桐和南方泡桐四倍体植株时,诱导两种泡桐四倍体的三个影响因素中,影响显著的因素分别是秋水仙素质量浓度和处理时间,预培养时间不对四倍体的诱导产生显著作用。（2）豫杂一号泡桐和南方泡桐四倍体诱导的最适组合分别是组合8（秋水仙素20 mg·L-1+处理48 h+预培养0 d）、组合6（秋水仙素10 mg·L-1+处理72 h+预培养0 d）。（3）细胞染色体鉴定表明,两种泡桐的变异植株根尖细胞染色体条数（2 n = 4 x = 80）均为原各自二倍体（2 n = 2 x = 40）的2倍;利用流式细胞仪测定叶片单细胞DNA含量表明,变异植株叶片单细胞DNA含量为其二倍体的2倍。且诱导的变异植株均为纯合四倍体,未检测出嵌合体。（4）两种四倍体泡桐植株与对应的二倍体植株相比,叶片增大、增厚,叶色加深;叶片气孔器增大,气孔器密度减小;叶绿素含量增加,POD活性降低。（5）以叶片、叶柄、茎段为外植体,建立了四倍体豫杂一号泡桐和南方泡桐的体外植株再生体系。证明叶片为最佳外植体,四倍体豫杂一号泡桐的叶片愈伤组织诱导、芽诱导和根诱导的最适培养基分别为MS+0.5 mg·L-1 NAA+16 mg·L-1 BA、MS+0.5 mg·L-1 NAA+16 mg·L-1 BA和1/2MS+0.1 mg·L-1 NAA;四倍体南方泡桐叶片愈伤组织诱导、芽诱导和根诱导的最适培养基分别为MS+0.3 mg·L-1 NAA+12 mg·L-1 BA、MS+0.3 mg·L-1 NAA+12 mg·L-1 BA和1/2MS;（6）在培养基内添加MMS和5-Aza研究其对四倍体豫杂一号泡桐和南方泡桐的体外植株再生的影响时,MMS和5-Aza均对两种四倍体泡桐愈伤组织芽诱导和根诱导产生抑制作用,抑制作用随着MMS和5-Aza浓度的增大而增强,且各处理间显著差异。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• 文献综述
• 1 植物多倍体诱导概述
• 1.1 多倍体的定义
• 1.2 多倍体育种概况
• 1.2.1 同源多倍体育种
• 1.2.2 异源多倍体育种
• 1.3 植物多倍体的产生途径
• 1.3.1 物理方法
• 1.3.2 化学方法
• 1.3.2.1 活体条件下诱导多倍体
• 1.3.2.2 离体条件下诱导多倍体
• 1.3.3 生物方法
• 1.3.3.1 胚乳培养法获得三倍体
• 1.3.3.2 体细胞杂交法获得多倍体
• 1.3.3.3 2n配子有性多倍化获得多倍体
• 1.4 植物多倍体的检测
• 1.4.1 形态学和细胞学鉴定
• 1.4.2 染色体计数法
• 1.4.3 流式细胞仪分析法
• 1.4.4 分子生物学水平上的鉴定
• 1.5 同源四倍体育种在育种上的应用
• 1.5.1 诱导三倍体形成
• 1.5.2 培育四倍体新品种
• 1.5.3 同源四倍体的遗传桥梁作用
• 1.5.3.1 克服远缘杂交的不孕性
• 1.5.3.2 克服远缘杂种的不实性
• 1.5.3.3 创造远缘杂交育种的中间材料，以便于远缘物种间有利基因的相互转移
• 1.5.3.4 发掘无融合生殖种质资源
• 1.5.3.5 染色体工程育种
• 1.6 植物多倍体育种研究存在的问题及展望
• 2 体外植株再生
• 第一章 南方泡桐和豫杂一号泡桐四倍体的诱导
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 泡桐无菌苗的获得
• 2.2.2 四倍体泡桐的诱导
• 2.2.2.1 诱导方法
• 2.2.2.2 外植体预培养
• 2.2.2.3 秋水仙素诱导处理
• 2.2.2.4 处理外植体的芽诱导及植株再生
• 2.2.3 四倍体植株的鉴定
• 2.2.3.1 染色体计数方法鉴定
• 2.2.3.2 流式细胞仪鉴定
• 2.2.4 四倍体泡桐与二倍体泡桐比较
• 2.2.4.1 形态学观察
• 2.2.4.2 表皮细胞气孔器的比较
• 2.2.4.3 生化指标测定
• 3 结果与分析
• 3.1 双层培养处理对两种泡桐叶片诱导四倍体植株的影响
• 3.2 四倍体泡桐的鉴定
• 3.2.1 染色体数目鉴定
• 3.2.2 仪测定 DNA 含量鉴定
• 3.3 四倍体泡桐与二倍体泡桐的比较
• 3.3.1 形态学观察
• 3.3.2 表皮细胞气孔器的比较
• 3.3.3 叶绿素含量和 POD 活性的测定
• 第二章 两种四倍体泡桐体外植株再生体系的建立
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 叶片、茎段、叶柄愈伤组织诱导最适培养基的筛选
• 2.2.2 芽诱导最适培养基的筛选
• 2.2.3 根诱导最适培养基的筛选
• 2.3 试验统计与数据处理
• 3 结果与分析
• 3.1 不同种四倍体泡桐叶片、茎段、叶柄愈伤组织诱导
• 3.2 不同种四倍体泡桐叶片愈伤组织芽诱导
• 3.3 不同种四倍体泡桐根的诱导
• 4 小结
• 第三章 DNA共价修饰物对两种四倍体泡桐体外植株再生的影响
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 DNA 共价修饰物对两种四倍体泡桐叶片愈伤组织芽诱导率的影响
• 2.2.2 DNA 共价修饰物对两种四倍体泡桐根诱导率的影响
• 2.3 试验统计与数据处理
• 3 结果与分析
• 3.1 DNA 共价修饰物对两种四倍体泡桐叶片愈伤组织芽诱导率的影响
• 3.2 DNA 共价修饰物对两种四倍体泡桐根诱导率的影响
• 4 小结
• 第四章 结论与讨论
• 1 结论
• 2 讨论
• 2.1 秋水仙素质量浓度和处理时间对诱导材料的影响
• 2.2 二甲基亚砜（DMSO）对泡桐四倍体诱导的影响
• 2.3 关于多倍体育种的最适倍性
• 2.4 DNA甲基剂和去甲基剂对两种四倍体泡桐体外植株再生的影响
• 参考文献
• 英文摘要
• 图版