甜叶菊EMS诱变及耐盐突变体的筛选与鉴定

甜叶菊EMS诱变及耐盐突变体的筛选与鉴定

论文摘要

甜叶菊(Stevia rebaudiana Bertoni)作为一种理想的甜味剂和功能性保健产品,已为食品和医药领域研究和开发的热点。甜叶菊是一种盐敏感植物,在土地盐碱化日益严重的今天,选育耐盐性强、适应性广的甜叶菊新品种显得十分迫切和尤为重要。采用化学诱变与组织培养相结合的离体化学诱变是获得甜叶菊耐盐突变体的一种行之有效的方法。本试验以‘皖甜1号’-B1甜叶菊无菌组培苗茎段为试验材料,以甲基磺酸乙酯(EMS)为诱变剂,以NaCl作为选择压力,对甜叶菊组培苗耐盐阈值(临界NaCl浓度)以及EMS诱变甜叶菊组培苗的适宜浓度和时间进行了研究,以筛选出的1.0%NaCl为选择压力,筛选出了甜叶菊耐盐变异株,通过生理生化和SRAP标记对耐盐变异体进行了耐盐性鉴定,并对盐突变体进行了盆栽耐盐性验证。主要研究结果如下:1、随着NaCl浓度(0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%和1.2%)的升高,甜叶菊组培苗长势逐渐变弱、生长受抑制、植株矮小、存活率和生根率显著降低:当NaCl浓度达到1.0%时,甜叶菊组培苗基本停止生长,叶片变小、发黄,存活率为3.13%,生根率为0;当NaCl浓度为1.2%时组培苗全部死亡。根据筛选真正的耐盐变异体的原则,初步确定‘皖甜1号’-B1甜叶菊组培苗耐盐临界NaCl浓度为1.0%。2、将甜叶菊组培苗置于浓度分别为0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%和1.2%的EMS中,分别震荡浸泡0h、2h、4h、6h、8h 和 12h后,接种于MS培养基中,发现低浓度EMS及短时间处理,对甜叶菊组培苗株高、生根率和存活率影响较小;随着EMS浓度的增大和处理时间的延长,甜叶菊组培苗长势逐渐变弱,株高逐渐变小,顶芽和腋芽生长速度较慢,生根率和存活率急剧下降;当EMS浓度大于1.0%,处理时间长于8 h或浓度大于0.8%,处理时间长于10 h,甜叶菊组培苗的存活率均在50%以下,故确定EMS诱变‘皖甜1号’-B1甜叶菊组培苗带腋芽茎段的适宜浓度和时间范围为0.8-1.0%EMS处理8-10 h。3、甜叶菊组培苗茎段经1.0%EMS处理8h后,接种于含1.0%NaCl的MS培养基中,进行诱变株的耐盐性筛选,45 d后的存活率为13.67%,显著高于对照的3.33%,共获得41株耐盐变异株。4、耐盐变异株接种存活后的第5d、10d、15d、20d和25d分别取样,测定了处理和对照的叶绿素、脯氨酸、MDA、可溶性糖和可溶性蛋白含量,相对电导率以及POD、SOD和CAT等细胞膜保护酶系的活性。结果表明,变异株的叶绿素、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量均显著高于对照,相对电导率和MDA含量显著低于对照,CAT、POD和SOD活性在盐胁迫的大多时间内显著高于对照。这表明,甜叶菊组培苗经EMS诱变产生的突变体经筛选后可获得耐盐性强的变异植株。5、将经过1.0%NaCl反复筛选出的41株甜叶菊组培苗扩繁后提取其叶片DNA,并进行SRAP分子标记鉴定。结果表明,在生理生化水平上表现出耐盐性的41株甜叶菊组培苗耐盐变异株,只有4株在DNA水平上表现出变异,主要表现为部分扩增条带的缺失或增加。6、将SRAP分子标记鉴定出来的4株耐盐突变体与对照以及生理生化上存在显著差异而分子水平无变异的组培苗一并移栽至花盆中进行耐盐性验证。结果发现,耐盐突变体的长势明显强于对照和生理生化上表现出耐盐性而DNA水平上没有变异的植株,主要表现为植株生长健壮、叶片肥大、叶色浓绿等。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 缩略词表
  • 1. 文献综述
  • 1.1 甜叶菊组织培养研究进展
  • 1.1.1 甜叶菊无菌繁殖体系建立的研究
  • 1.1.2 甜叶菊愈伤组织的诱导与分化研究
  • 1.1.3 甜叶菊芽分化和继代增殖培养研究
  • 1.1.4 甜叶菊组培苗生根培养研究
  • 1.1.5 甜叶菊组培苗移栽研究
  • 1.1.6 甜叶菊组织培养研究展望
  • 1.2 作物诱变育种的EMS应用研究
  • 1.2.1 EMS诱变原理及特点
  • 1.2.2 EMS诱变突变体的鉴定
  • 1.2.3 EMS诱变在育种中的应用
  • 1.2.4 EMS诱变育种的问题与展望
  • 1.3 植物离体培养耐盐突变体研究进展
  • 1.3.1 耐盐筛选材料的选择
  • 1.3.2 耐盐突变体的变异来源
  • 1.3.3 耐盐突变体的筛选
  • 1.3.4 耐盐突变体的鉴定
  • 1.3.5 耐盐突变体研究中存在的问题
  • 引言
  • 2. 甜叶菊EMS诱变及耐盐突变体的筛选与鉴定
  • 2.1 材料与试剂
  • 2.1.1 试验材料
  • 2.1.2 主要试剂
  • 2.2 研究方法
  • 2.2.1 磷酸缓冲液配制
  • 2.2.2 EMS溶液的配制
  • 2.2.3 甜叶菊组培苗耐盐性鉴定适宜NaCl浓度的筛选
  • 2.2.4 甜叶菊EMS诱变适宜浓度和时间的筛选
  • 2.2.5 甜叶菊耐盐变异体的筛选
  • 2.2.6 甜叶菊耐盐变异体生理生化鉴定
  • 2.2.7 甜叶菊耐盐变异体的分子鉴定
  • 2.2.8 甜叶菊耐盐突变体的盆栽耐盐性验证
  • 2.3 结果与分析
  • 2.3.1 甜叶菊组培苗耐盐性临界NaCl浓度的筛选
  • 2.3.2 EMS处理对甜叶菊组培苗的影响
  • 2.3.3 EMS诱变甜叶菊组培苗适宜浓度与时间的确定
  • 2.3.4 甜叶菊组培苗耐盐变异体的初步筛选
  • 2.3.5 甜叶菊耐盐变异体的生理生化鉴定
  • 2.3.6 甜叶菊耐盐变异体的分子鉴定
  • 2.3.7 甜叶菊耐盐突变体的盆栽耐盐性验证
  • 2.4 讨论与结论
  • 2.4.1 甜叶菊组培苗耐盐临界浓度的确定
  • 2.4.2 甜叶菊组培苗EMS诱变适宜浓度和时间的确定
  • 2.4.3 甜叶菊组培苗耐盐变异体的筛选与鉴定
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个人简介
  • 相关论文文献

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