中国水仙遗传多样性及其不育机理研究

论文摘要

中国水仙(Narcissus tazetta var.chinensis Roem)只开花不结实,以无性繁殖来繁衍后代。至今,中国水仙品种稀少,新品种培育困难,而且存在种质退化、抗性减弱、品质下降等问题,严重影响了该花卉的进一步生产和发展。本文对中国水仙种质资源遗传多样性及其不育机理进行了研究,并对其花药进行培养,以期为中国水仙资源保护及育种提供理论依据和应用基础。研究结果如下:1采用RAPD和ISSR分子标记,从DNA水平检测和分析了中国水仙主要栽培品种的遗传多样性及其亲缘关系,并对漳州、平潭、普陀和崇明4个主要产地的中国水仙种群共40个个体进行了遗传变异分析。在混合取样的中国水仙栽培品种中,33条RAPD引物和16条ISSR引物分别扩增出278和163条带,多态性条带比率分别为29.5%和38%。对于4个不同产地的中国水仙种群,16条ISSR引物共扩增出155条带。在物种水平上,多态位点百分率为40%,Nei’s遗传多样性和Shannon’s信息指数分别为0.1276、0.1914;在种群水平上,多态位点百分率在14.84～30.48%之间,Nei’s遗传多样性和Shannon’s信息指数分别为0.0754、0.1119。其中,种群内遗传变异占总遗传变异的59%,41%的遗传变异分布于种群间。4个种群中,以漳州种群的多态位点百分率最高(30.48%),遗传变异最为丰富;崇明种群的多态位点百分率最低(14.84%),遗传变异最少。上述结果表明,中国水仙资源的遗传多样性水平较低,生境和地理隔离对中国水仙种群遗传分化产生了一定程度的影响。基于研究结果,提出采用现代生物工程技术引进新种质选育水仙新品种的思路和保护中国水仙资源的重要性。2中国水仙胚囊发生属于单孢型,由合点端的大孢子形成,仅约4.5%的胚珠中能形成7细胞8核的蓼型胚囊,而大多数胚珠中大孢子的产生和发育显示出各种异常现象。小孢子母细胞减数分裂十分异常,形成的小孢子大多数具微核,在随后的发育过程中生活力逐渐丧失,约25.7%的花粉能继续存活,并积累脂类物质。但成熟花粉离体萌发实验显示,只有3.4%的花粉能萌发,且仅1.3%的花粉管形态显示正常。因此,绝大多数的雌、雄配子体不能正常发育是中国水仙只开花不结实的一个重要原因。此外,自花和异花授粉试验表明,花粉在柱头上不能萌发长出花粉管是中国水仙有性生殖的另一个障碍。3通过荧光显微观察、超微结构、TUNEL检测和DNA ladder检测等多种细

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 前言
• 1 植物遗传多样研究方法及意义
• 2 水仙植物资源及生物学特性
• 3 植物细胞程序性死亡研究进展
• 4 本论文的研究内容及意义
• 第二章 中国水仙种质资源遗传多样性分析
• 1 中国水仙资源及生境自然概况
• 2 材料与方法
• 3 结果与分析
• 3.1 模板DNA 的提取及检测
• 3.2 RAPD 反应条件优化
• 3.3 中国水仙栽培品种RAPD 扩增结果与分析
• 3.4 ISSR 反应条件优化
• 3.5 中国水仙栽培品种ISSR 扩增结果与分析
• 3.6 中国水仙种群ISSR 扩增结果与分析
• 4 讨论
• 4.1 RAPD 反应体系优化及扩增产物稳定性
• 4.2 ISSR 反应体系优化及扩增产物稳定性
• 4.3 中国水仙栽培品种遗传多样性
• 4.4 中国水仙种群的遗传变异
• 4.5 中国水仙资源保护和品种选育
• 第三章 中国水仙胚胎学研究
• 1 材料与方法
• 2 结果与分析
• 2.1 大孢子发生和雌配子体发育
• 2.2 小孢子发生和雄配子体发育
• 2.3 不同发育时期的花粉生活力检测结果
• 2.4 成熟花粉萌发试验结果
• 2.5 花药发育过程中多糖及脂类的分布特征
• 3 讨论
• 3.1 中国水仙大孢子发生和雌配子体发育
• 3.2 中国水仙小孢子发生和雄配子体发育
• 图版及图版说明
• 第四章 中国水仙小孢子发育过程中细胞程序性死亡
• 1 材料与方法
• 2 结果与分析
• 2.1 小孢子发生和发育过程中的荧光显微结构特点
• 2.2 小孢子发生和发育过程中的超微结构特点
• 2.3 不同发育时期小孢子TUNEL 检测
• 2.4 小孢子发育过程中DNA 的特异性降解
• 2.5 p53 同源基因在小孢子发育过程中的时空表达分析
• 2.6 小孢子发育过程中活性氧水平变化
• 2.7 小孢子发育过程中抗氧化酶活性及其同工酶分析
• 3 讨论
• 3.1 小孢子败育的结构原因
• 3.2 小孢子PCD 的分子生物学证据
• 3.3 p53 同源基因表达与小孢子败育
• 3.4 活性氧代谢变化与小孢子败育的关系
• 图版及图版说明
• 第五章 中国水仙花药离体培养
• 1 材料与方法
• 2 结果与分析
• 2.1 花药愈伤组织的诱导
• 2.2 花药愈伤组织的分化
• 2.4 花药愈伤组织的起源及再生植株的细胞学分析
• 2.5 花药再生植株的遗传变异分析
• 3 讨论
• 图版及图版说明
• 参考文献
• 本文缩写词
• 博士期间发表的论文
• 致谢