多倍体白桦的诱导及其生长、光合特性的分析

论文摘要

本研究从多倍体白桦的创制、鉴定、种子活力、表形特征、生理指标、光合特性、材质材性、开花结实以及MADS-box基因家族的表达等方面进行了研究,为白桦倍性育种提供参考。本研究利用0.1%的秋水仙素溶液处理二倍体白桦种子48h,采用倍性分析仪对处理株系进行了鉴定,2004年获得99株四倍体白桦；2009年获得11株四倍体白桦,以已经开花的四倍体白桦为母本与二倍体杂交,获得的杂交子代均为三倍体白桦。2年生四倍体白桦与二倍体白桦在苗高和叶面积方面的差异达到了显著水平（P<0.05）,四倍体的平均苗高比二倍体低16.93%,叶面积高于二倍体的21.09%；利用隶属函数法根据苗高、叶面积、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、叶绿素含量等5个指标从11株四倍体白桦选择F12、F13、F10、F5、F19、F8、F1、F6为优良单株。5年生四倍体白桦与二倍体白桦相比,在叶部形态和气孔特征方面的差异达到极显著水平（P<0.01）,四倍体白桦的叶片长度、叶片宽度、叶面积分别高于二倍体的48.09%、47.61%、111.89%,气孔长度、气孔宽度、保卫细胞长度、保卫细胞宽度分别高于二倍体的91.38%、69.42%、54.93%、21.20%,5年生四倍体白桦的叶部形态具有明显的“巨大性”。四倍体白桦与二倍体白桦的净光合速率、光饱和点、光补偿点、羧化效率的差异达到极显著水平（P<0.01）,分别高于二倍体的19.76%、9.41%、20.00%、25.19%；在MADS-box基因家族表达方面的差异均达到了显著与极显著水平（P<0.05,P<0.01）。三倍体白桦种子不同杂交组合间的发芽率和发芽势的差异均达到极显著水平（P<0.01）,发芽率在3.33%～45.33%之间,发芽势在2.00%～41.33%之间,其中Q65×F3的发芽率和发芽势最高,分别高于二倍体的53.14%和58.17%；1年生三倍体白桦的苗高、叶面积、净光合速率与二倍体的差异均达到极显著水平（P<0.01）,三倍体的苗高和叶面积分别比二倍体低21.01%和10.42%,净光合速率比二倍体高23.86%；三倍体白桦与二倍体白桦的可溶性蛋白含量和叶绿素含量的差异达到显著水平（P<0.05）,分别比二倍体低44.76%和6.71%；利用隶属函数法根据苗高、叶面积、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、叶绿素含量等5个指标从47株三倍体白桦中仅选出T28为优良单株,隶属函数值比二倍体高2.55%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 植物多倍体的普遍性
• 1.2 植物多倍体的获得途径
• 1.2.1 从自然界中直接获得天然多倍体
• 1.2.2 体细胞染色体加倍获得多倍体
• 1.2.3 不同倍性杂交获得多倍体
• 1.2.4 天然或人工未减数配子杂交获得多倍体
• 1.2.5 胚乳培养及细胞融合获得多倍体
• 1.3 作物多倍体的应用
• 1.3.1 利用多倍体的巨大性和次生代谢物质
• 1.3.2 利用多倍体的抗逆性
• 1.3.3 利用多倍体克服远缘杂交的不孕性和杂种不育性
• 1.3.4 利用多倍体创制远缘杂交育种的中间亲本
• 1.4 林木多倍体育种的研究进展
• 1.5 植物多倍体育种存在的问题
• 1.5.1 倍性水平问题
• 1.5.2 嵌合体问题
• 1.5.3 多倍化后的不良性状
• 1.5.4 孕性低问题
• 1.6 本研究的目的和意义
• 2 异源四倍体白桦的创制及生物学特性分析
• 2.1 材料及方法
• 2.1.1 异源四倍体白桦的诱导
• 2.1.2 异源四倍体白桦的鉴定
• 2.1.3 叶面积的测定
• 2.1.4 主要生理指标的测定
• 2.1.5 苗高的测定
• 2.1.6 主要光合指标的测定
• 2.1.7 数据处理
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 异源四倍体白桦的获得
• 2.2.2 异源四倍体白桦表型变化
• 2.2.3 异源四倍体白桦主要生理指标变化
• 2.2.4 异源四倍体白桦优良单株的选择
• 2.2.5 异源四倍体白桦光合作用变化
• 2.3 本章小结
• 3 同源四倍体白桦的创制及生物学特性分析
• 3.1 材料及方法
• 3.1.1 同源四倍体白桦的获得及鉴定
• 3.1.2 叶面积、气孔及保卫细胞的观察测定
• 3.1.3 主要生理指标的测定
• 3.1.4 主要光合指标的测定
• 3.1.5 主要材性指标的测定
• 3.1.6 5年生四倍体白桦开花结实调查
• 3.1.7 MADS-box基因家族表达的分析
• 3.1.8 数据处理
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 同源四倍体白桦的获得
• 3.2.2 同源四倍体白桦表型变化
• 3.2.3 同源四倍体白桦主要生理指标变化
• 3.2.4 同源四倍体白桦光合作用变化
• 3.2.5 同源四倍体白桦材性变化
• 3.2.6 5年生四倍体白桦开花结实情况
• 3.2.7 同源四倍体白桦MADS-box基因家族表达的变化
• 3.3 本章小结
• 4 三倍体白桦的创制及生物学特性分析
• 4.1 材料及方法
• 4.1.1 三倍体白桦的获得及鉴定
• 4.1.2 种子活力的测定
• 4.1.3 叶面积的测定
• 4.1.4 主要生理指标的测定
• 4.1.5 苗高的测定
• 4.1.6 主要光合指标的测定
• 4.1.7 数据处理
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 三倍体白桦的获得
• 4.2.2 三倍体白桦种子活力变化
• 4.2.3 三倍体白桦表型变化
• 4.2.4 三倍体白桦主要生理指标变化
• 4.2.5 三倍体白桦优良单株的选择
• 4.2.6 三倍体白桦光合作用变化
• 4.3 本章小结
• 5 结论与讨论
• 5.1 讨论
• 5.1.1 白桦倍性鉴定方法的探讨
• 5.1.2 多倍体白桦种子活力的变异
• 5.1.3 多倍体白桦表型的变异
• 5.1.4 多倍体白桦主要生理指标的变异
• 5.1.5 多倍体白桦光合作用的变异
• 5.1.6 四倍体白桦材性的变异
• 5.1.7 四倍体白桦开花结实及MADS-box基因家族表达的变异
• 5.2 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢