三倍体罗汉果生物学特征及其无籽果实化学成分变化的研究

论文摘要

为选育高甜苷含量的三倍体（3x）优良无籽罗汉果新品种,本文通过对F1代三倍体（3x）罗汉果植株及其与四倍体（4x）母本的主要农艺性状,以及与亲本（4x（?）,2x（?））的过氧化物酶（POD）和酯酶（EST）同工酶的分析,探讨了三倍体罗汉果的生物学特征变化；同时对F1代3x罗汉果的无籽果实分别进行了还原糖和可溶性总糖的测定与分析,并运用傅里叶变换红外光谱技术（FTIR）结合多元统计的主成分和聚类分析对同一雄花授粉、不同雄花授粉所得的无籽果实进行了测定分析。主要研究结果如下：1、F1代3x罗汉果植株与其4x母本在15个主要农艺性状中,地茎、果实鲜重差异均达到显著或极显著水平,其余大部分农艺性状的差异不显著,说明3x罗汉果与其母本（4x）的农艺性状特征较为接近,通过变异分析表明,其主要农艺性状的变异系数在8.3%-52.08%之间,大部分性状的在10%以上,经主成分分析显示,变异主要突出表现在营养生长、果实、果形、生殖、节间长、叶柄长及子房横径7个因子之间。2、不同品种的Fl代3x罗汉果在地茎、花瓣宽、果实纵经、果实横径、果型指数、果实鲜重的差异达极显著水平（p<0.01）；其果型指数介于1.1-1.62之间,F308、F302和F328的果型指数最高；果实鲜重介于14.74g-48.69g之间,大部分3x果实鲜重在40g以下,其中F305、F310和F323的果实最重。3x罗汉果主要农艺性状相关分析表明：地茎与株径、叶片宽、子房纵径,株径与叶片宽、叶柄粗,叶片长与叶片宽、叶柄粗,叶柄粗与叶片宽,果实纵经与果实横径、果实鲜重,果实横径与果实鲜重间呈极显著正相关；果实横径与果形指数间呈极显著负相关；地茎与叶柄粗,株径与叶片长、叶柄长、节间长、子房纵径,花瓣长与花瓣宽间呈显著正相关；果形指数与果实鲜重呈显著负相关。3、F1代3x罗汉果与其4x和2x亲本的POD和EST同工酶均有一定差异,3x和4x的POD和EST同工酶不同迁移率的酶带数目较2x多,酶带活性也较强；4x的POD同工酶数目较3x的多,但EST同工酶两者差异较小；同工酶的聚类分析结果显示,F1代3x罗汉果与其4x母本的遗传距离更近,并且当4x母本间亲缘遗传关系较近时,F1代3x在亲缘遗传上也相聚较近,说明F1代3x罗汉果在遗传上更倾向于其4x母本。4、不同品种的F1代3x罗汉果果实糖含量具有一定差异,可溶性总糖含量均高于还原糖,还原糖含量最高的三个3x果实依次为：G3227、G3277、G3087,可溶性总糖含量最高的三个3x果实依次是：G3227、G3087、G3137。5、相同雄花授粉的F1代3x罗汉果无籽果实的FTIR研究结果显示,F1代3x罗汉果果实化学成分含量受4x和2x亲本的影响,在距离水平为8附近,F1代3x罗汉果果实可以分为五类,即：第一类：G3027、G3107、G3057、G3317;第二类：G3227、G3237、G3277、G3287、G3247、G3167、G3297;第三类：G3017、G3147、G3257、G3267、G3067、G3117:第四类：G3087；第五类：G3137；G3087与其它果实整体化学成分含量相差较大。6、通过相同雄花授粉的F1代3x罗汉果无籽果实的FTIR分析结果结合其主要农艺性状及果实还原糖与可溶性总糖含量和前人研究结论,可以初步确定在雄花M207授粉时,G3087f[♀F406（4n）×♂M202（2n）]为本研究中最优的三倍体无籽果实。7、对不同雄花授粉的F1代3x罗汉果无籽果实的FTIR结合主成分和聚类分析得出,F1代3x罗汉果果实中甜苷类物质的含量存在花粉直感效应,其中F322×M215的果实G3225的甜苷含量最高；F1代3x罗汉果果实整体化学成分含量也存在花粉直感效应,同时F1代3x罗汉果雌株在花粉直感效应方面具有品种特异性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 罗汉果研究概述
• 1.1.1 罗汉果的生境、地理分布和主栽品种
• 1.1.2 罗汉果的生物学特性
• 1.1.3 罗汉果的化学成分
• 1.1.4 罗汉果的药理作用
• 1.1.5 罗汉果资源的开发利用
• 1.2 药用植物多倍体育种概述
• 1.2.1 药用植物多倍体的生物学特性
• 1.2.2 药用植物多倍体的常用诱导方法
• 1.3 同工酶标记概述
• 1.4 红外光谱技术应用概述
• 1.5 本课题研究的目的和意义
• 2 试验材料与方法
• 2.1 材料
• 2.2 试验材料的采集与前处理
• 2.3 试验仪器、试剂
• 2.3.1 主要试验仪器
• 2.3.2 试验试剂
• 2.4 试验方法
• 2.4.1 主要农艺性状测定方法
• 2.4.2 过氧化物酶（POD）和酯酶（EST）同工酶聚丙烯酰胺凝胶电泳方法
• 2.4.3 F1代3x罗汉果无籽果实还原糖、可溶性总糖含量测定方法
• 2.4.4 F1代3x罗汉果无籽果实红外光谱测定方法
• 2.5 数据统计分析方法
• 2.5.1 主要农艺性状和POD、EST同工酶数据分析方法
• 2.5.2 F1代3x罗汉果无籽果实的数据分析方法
• 3 结果与分析
• 3.1 F1代3x与母本4x罗汉果的主要农艺性状比较分析
• 3.1.1 F1代3x与母本4x罗汉果的主要农艺性状变异分析
• 3.1.2 F1代3x与母本4x罗汉果主要农艺性状的主成分分析
• 3.2 不同F1代3x罗汉果品种的农艺性状比较
• 3.2.1 主要农艺性状方差分析
• 3.2.2 主要农艺性状相关性分析
• 3.3 F1代3x与其亲本4x、2x罗汉果的同工酶比较分析
• 3.3.1 POD同工酶
• 3.3.2 EST同工酶
• 3.3.3 同工酶聚类分析
• 3.4 F1代3x罗汉果果实的还原糖和可溶性总糖含量比较
• 3.4.1 还原糖含量
• 3.4.2 可溶性总糖含量
• 3.5 相同雄花授粉的F1代3x罗汉果果实的FTIR比较分析
• 3.5.1 果实的FTIR图谱解析
• 3.5.2 果实的FTIR主成分分析
• 3.5.3 果实FTIR聚类分析
• 3.6 不同雄花授粉的F1代3x罗汉果果实的FTIR比较分析
• 3.6.1 果实甜苷类物质含量变化分析
• 3.6.2 果实的FTIR主成分分析
• 3.6.3 果实的FTIR聚类分析
• 4 结论与讨论
• 4.1 结论
• 4.2 讨论
• 4.2.1 主要农艺性状的差异
• 4.2.2 3x与其亲本4x、2x罗汉果的同工酶差异
• 4.2.3 3x罗汉果果实的FTIR差异
• 4.3 问题与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 附图