非洲紫罗兰（Saintpilia ionantha）的四倍体诱导及其特性分析

论文摘要

非洲紫罗兰（Saintpaulia ionantha）是苦苣苔科（Gesneriaceae）非洲紫罗兰属Saintpaulia)多年生常绿草本花卉。原产于非洲东部热带的坦桑尼亚,性喜温暖湿润气候。非洲紫罗兰花色艳丽多姿,叶型优美,花期长,具有极高的观赏价值和经济价值,是美化环境和居室的优良盆栽花卉。本试验以重瓣非洲紫罗兰叶片为试验材料,首先建立非洲紫罗兰离体快繁体系,为其品种保存、改良和工厂化育苗打下基础；利用秋水仙素溶液进行多倍体离体诱导,摸索出最适宜的秋水仙素处理浓度与时间,获得四倍体植株,为进一步选育观赏价值更高、抗逆性更强的优良新品种资源打下基础；对获得的四倍体非洲紫罗兰与二倍体形态学特性及抗逆性等进行比较,并对二者的基因组DNA甲基化水平和模式进行差异分析,初步探讨非洲紫罗兰同源多倍体基因表达变化的调控机理。试验取得了一定的进展,具体结果如下：1、对非洲紫罗兰二倍体（2n=2x=28）植株进行离体快繁,其最佳外植体灭菌条件为：在3-4月,选取幼嫩叶片为外植体,用洗涤剂浸泡10 min,自来水冲洗20 min,75%乙醇消毒10 s,0.1%HgCl2消毒7 min,无菌水冲洗4～5次。初代培养最适培养基为MS+0.5 mg/L6-BA+0.1mg／L NAA,诱导分化率为60%;继代增殖最适培养基为MS+0.3 mg／L 6-BA+0.04mg／L NAA,增殖系数为10.0；生根最适培养基为1／2 MS+NAA0.2 mg／L,生根率达95%。2、利用秋水仙素溶液,采用浸泡法和混培法对非洲紫罗兰进行四倍体诱导,结果表明：浸泡法以秋水仙素浓度0.3%,处理时间8 d时,诱导率最高,达到20.0%,纯合体诱导率达到15.0%；混培法以添加0.2%的秋水仙素溶液处理24 d为最佳处理方法,诱导率达到10%,纯合体诱导率为5.0%。相比之下,浸泡法更有利于非洲紫罗兰四倍体诱导。3、对非洲紫罗兰四倍体和二倍体无菌苗的植株形态、气孔及其保卫细胞特征进行对比研究,结果显示：四倍体植株较二倍体生长健壮,叶片增厚变大变宽、叶形指数变小,叶柄与茎杆变粗、节间变短,叶色加深,根系更强壮。四倍体叶片厚度、长度、宽度分别是二倍体的175.0%、115.45%、123.66%；四倍体叶片保卫细胞长度和宽度、叶绿体数目以及叶绿素含量较二倍体明显增加,分别是二倍体的144.81%、132.72%、190.48%、154.1%,但气孔密度下降,仅为二倍体的52.62%。4、对非洲紫罗兰四倍体和二倍体植株抗性进行比较,结果表明：在同一低温下,四倍体植株的电解质外渗率比二倍体植株低；四倍体的叶片持水力高于二倍体,为二倍体的138.85%；细胞损伤率和渗透率均低于二倍体,分别为二倍体的50.93%和76.24%。说明非洲紫罗兰四倍体在抗寒性、抗旱性和抗热性方面优于二倍体。5、对非洲紫罗兰四倍体与二倍体植株基因组DNA甲基化水平和模式进行分析,结果表明：四倍体非洲紫罗兰较二倍体基因组DNA总甲基化率和全甲基化率有所降低,半甲基化率有所升高,且均存在A、B、C、D四种甲基化类型。非洲紫罗兰四倍体基因组DNA甲基化水平与模式同二倍体相比存在明显差异,这些改变可能会诱发某些基因的激活与沉默,引起表观遗传等方面的改变。。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 文献综述
• 1.1 非洲紫罗兰简介及其研究现状
• 1.1.1 非洲紫罗兰产地分布
• 1.1.2 非洲紫罗兰的生物学习性
• 1.1.3 非洲紫罗兰的应用价值
• 1.1.4 非洲紫罗兰研究现状
• 1.2 植物组织培养的发展及应用
• 1.2.1 植物组织培养的发展
• 1.2.2 植物组织培养技术的应用
• 1.3 植物多倍体的发展及应用
• 1.3.1 多倍体的来源与分布
• 1.3.2 诱导多倍体的方法
• 1.3.3 鉴定多倍体的方法
• 1.3.4 多倍体在园艺作物上的应用
• 1.3.5 在农业中的应用
• 1.3.6 在遗传研究中的应用
• 1.4 植物多倍体研究存在的问题与展望
• 1.5 DNA甲基化的研究
• 1.5.1 DNA甲基化与植物表观遗传
• 1.5.2 DNA甲基化在植物的生长发育中的作用
• 第2章 引言
• 第3章 非洲紫罗兰离体快繁体系的建立
• 3.1 试验材料
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 外植体灭菌
• 3.2.2 初代培养
• 3.2.3 继代增殖培养
• 3.2.4 生根培养
• 3.2.5 组培苗移栽
• 3.2.6 培养基与培养条件
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 不同消毒处理方式对外植体的影响
• 3.3.2 不同激素浓度组合对初代培养的影响
• 3.3.3 不同激素浓度组合对继代增殖培养的影响
• 3.3.4 生根培养
• 3.3.5 炼苗与移栽
• 3.4 讨论
• 3.4.1 外植体选择与灭菌
• 3.4.2 培养基的筛选与应用
• 第4章 非洲紫罗兰四倍体的诱导及其与二倍体的比较研究
• 4.1 试验材料
• 4.2 试验方法
• 4.2.1 四倍体的诱导
• 4.2.2 四倍体的鉴定
• 4.2.3 嵌合体的分离
• 4.2.4 四倍体的组培快繁、生根和移栽
• 4.2.5 四倍体与二倍体植株的比较研究
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 秋水仙素诱导四倍体植株
• 4.3.2 四倍体的鉴定
• 4.3.3 嵌合体的分离和利用
• 4.3.4 四倍体的快繁、生根与移栽
• 4.3.5 四倍体与二倍体植株比较研究
• 4.4 讨论
• 4.4.1 关于多倍体诱导方法
• 4.4.2 关于嵌合体的分离问题
• 4.4.3 倍性与抗性关系问题
• 4.4.4 培育非洲紫罗兰多倍体的意义
• 第5章 非洲紫罗兰四倍体和二倍体DNA甲基化分析
• 5.1 试验材料
• 5.2 试验方法
• 5.2.1 基因组DNA提取
• 5.2.2 甲基化敏感扩增多态性（MSAP）分析
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 不同倍性基因组DNA甲基化水平分析
• 5.3.2 四倍体与二倍体基因组DNA甲基化类型分析
• 5.4 讨论
• 5.4.1 非洲紫罗兰四倍体的甲基化水平
• 5.4.2 非洲紫罗兰四倍体的甲基化模式
• 5.5 后续工作
• 第6章 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 在学期间发表的论文