百合体细胞和雄配子体染色体加倍的研究

论文摘要

东方百合杂种系（Oriental hybrids）和麝香百合杂种系（Longiflorum hybrids）是目前国内外百合切花市场上供应的两个主要热销品系,具有较高的观赏价值和经济价值。本研究以东方百合西伯利亚（Lilium siberia）和麝香百合（Lilium longiflorum）为材料,从组织培养诱导体细胞染色体加倍和有性阶段诱导2n花粉二条途径对百合多倍体诱变育种进行了研究,以期为创造百合人工三倍体奠定技术和种质基础。建立百合组织培养体系是多倍体诱导的前提试验,结果表明:激素浓度及配比是百合鳞片芽诱导的主要影响因子,东方百合西伯利亚的最适芽诱导培养基为MS+蔗糖40g/L+6-BA1.0mg/L+NAA 0.5mg/L;最适壮苗及生根培养基为MS+蔗糖80g/L +NAA 0.3 mg/L,15d后生根率可达100%,鳞茎肥大且长势旺盛。蔗糖浓度对鳞茎壮苗和生根的影响重大,但过高的蔗糖浓度又会使培养基渗透压过高从而导致鳞茎出现萎蔫和死亡。西伯利亚百合体细胞染色体数目为2n=2x=24。其核型公式为2n=2x=24=4m+2t+14st+4sm（SAT）,属于3B型。试验采用物理和化学方法对百合体细胞进行了加倍诱导。物理方法处理后发现效果不明显,仅出现了一些表型上的变异。化学方法采用共培养和直接浸泡二种方式。结果发现,直接浸泡效果较共培养好。经共培养的方式处理后得到2株嵌合体;浸泡方式处理后除获得36株嵌合体外,在浸泡时间为48h,秋水仙素浓度为0.02%和0.05%的处理中分别出现了1株和3株染色体加倍的鳞茎。对这4株鳞茎扩大繁殖并继代3次后得到的18株鳞茎,其中四倍性细胞（2n=4x=48）均达到了90%以上,可以确定为稳定的同源四倍体。在对四倍体和二倍体进行细胞学比较分析显示,四倍体植株的叶下表皮气孔密度和保卫细胞大小与二倍体植株相比差异均为极显著。因此,我们认为浸泡处理时间以48h为佳,秋水仙素浓度以0.02%和0.05%为佳。利用麝香百合花蕾诱导2n花粉的试验中发现,百合花蕾长度和花粉母细胞所处的分裂期具有对应关系,是估计花粉母细胞发育时期较为可靠的指标。且同一花蕾花粉囊里的花粉母细胞大都处于同一分裂相期。花粉母细胞染色体在间期复制一次后,经历连续的两次分裂,最后形成具有单倍染色体数目的花粉粒,属于连续型胞质分裂。当花蕾长度为1cm～2.5cm时花粉母细胞分裂处于旺盛期,2n花粉的有效诱导时期为花蕾长度为0.5～2.4cm。麝香百合花蕾经脱脂棉包裹和注射秋水仙素溶液处理后,发现花蕾组织较百合鳞片等体细胞组织对机械损伤和药品处理更为敏感,注射处理的方法较脱脂棉包裹处理对花蕾的伤害要轻。用0.1%的秋水仙素溶液注射百合花蕾3次后,产生了直径较大的2n花粉粒。光学显微镜下观察其颜色较深,体积约为正常n花粉的2倍,其与正常n花粉的比率为8.41%。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1. 百合育种研究进展
• 2. 植物多倍体育种
• 2.1 自然界中的天然多倍体
• 2.2 人工诱导多倍体研究进展
• 3 多倍体的鉴定
• 4. 多倍体在百合种质创新中的应用
• 5. 多倍体育种中存在的问题及展望
• 第二章 组织培养体系的建立及体细胞染色体加倍的研究
• 1. 组织培养体系的建立
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 百合无菌苗的获得
• 1.2.2 芽诱导培养
• 1.2.3 壮苗及生根
• 1.3 培养条件
• 1.4 结果与分析
• 1.4.1 百合芽诱导情况
• 1.4.2 壮苗及生根
• 1.4.2.1 蔗糖浓度对百合壮苗及生根的影响
• 1.4.2.2 IBA 和 NAA 对壮苗及生根的影响
• 1.5 小结与讨论
• 2. 百合西伯利亚品种的体细胞染色体核型分析
• 2.1 试验材料
• 2.2 试验方法
• 2.3 结果与分析
• 2.4 小结与讨论
• 3. 体细胞染色体加倍
• 3.1 试验材料
• 3.2 诱导方法
• 3.2.1 低温诱变
• 3.2.2 共培养（培养基中添加秋水仙素）
• 3.2.3 直接浸泡
• 3.3 多倍体的鉴定
• 3.4 四倍体与二倍体的细胞学比较
• 3.5 结果与分析
• 3.5.1 低温诱变
• 3.5.2 在培养基中添加秋水仙素
• 3.5.3 直接浸泡
• 3.5.4 二倍体与四倍体的细胞学比较
• 3.6 小结与讨论
• 3.6.1 诱导方法的选择
• 3.6.2 诱变剂及诱变浓度和时间的选择
• 3.6.3 多倍体的鉴定
• 3.6.4 嵌合体的分离
• 3.6.5 多倍体的诱导率
• 第三章 百合2N 雄配子体（2N 花粉）的诱导
• 1 百合花粉母细胞发育过程的观察
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验方法
• 1.3 结果与分析
• 2 2N花粉的有效诱导时间的确定
• 2.1 试验材料
• 2.2 试验方法
• 2.3 结果与分析
• 3 2N花粉的诱导
• 3.1 试验材料
• 3.2 诱导方法
• 3.2.1 脱脂棉包裹
• 3.2.2 微量注射
• 3.3 211 花粉的检测
• 4 结果与分析
• 4.1 脱脂棉包裹
• 4.2 微量注射
• 5 小结与讨论
• 5.1 诱导时期和诱导方法的选择
• 5.2 有性阶段和无性阶段诱导多倍体的比较
• 第四章 主要结论及研究展望
• 1 百合组织培养体系的建立
• 2 百合西伯利亚品种的体细胞染色体核型分析及加倍
• 3 百合雄配子体（2N 花粉）加倍的诱导
• 4 未来研究重点展望
• 参考文献