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航天诱变番茄无限生长习性突变体的选育及其诱变机理研究

2020-11-22阅读(311)

航天诱变番茄无限生长习性突变体的选育及其诱变机理研究

论文摘要

航天诱变育种是利用空间环境的综合物理因素和条件对生物遗传性状产生的强烈动摇和诱变,获得地面常规方法较难得到的特异种质资源,进而选育出新品种。航天诱变所产生的突变具有广谱性、特异性、高频性、快速性等优点,已在作物新种质的创造和新品种选育方面取得了显著的成果。本研究将有限生长习性的番茄品种10-3-2（多代自交系）的种子搭载“神舟4号”,返回地面后发现1株无限生长习性突变体,经过连续3代的筛选,得到了性状稳定的具有无限生长习性的突变体MS1。此外,以突变体MS1为研究材料,未搭载的原品种为对照（CK）,从形态学、细胞学、生理生化和分子标记等方面进行了系统的分析研究,以探讨航天诱变机理,以及番茄生长习性的生理生化基础。主要研究结果如下: 1、通过航天诱变获得了具有无限生长习性的番茄突变体 在航天诱变番茄SP1代发现了1株无限生长习性突变体SP1-1。当对照封顶时（株高为103cm）,SP1-1的株高为145cm。SP1-1自交后SP2均为无限生长习性,但SP3以后出现株高和生长习性的性状分离。经连续3代的自交株选,结合株行生长习性、植株高度、农艺性状等一致性考察和鉴定,最后获得了群体稳定一致的并具有无限生长习性番茄突变体—MS1。 2、航天诱变番茄突变体的形态学特性及经济性状观察 MS1为无限生长习性突变体,不自然封项。MS1植株表现为植株高大,丰产性好。当CK封项时,MS1群体平均株高138cm,比CK增加33.40%,二者差异达极显著水平。MS1第一果节始生节位为8.1节,比CK多1.5节,二者差异达到极显著水平;MS1主茎粗1.22cm,CK为0.88cm,二者差异达到极显著水平。MS1的早期产量为43728.0kg·hm-2,总产为71253.8kg·hm-2,分别比CK高7716.7kg·hm-2和18451.6kg·hm-2,增产达极显著水平。然而,MS1的其它性状如育性、果型、果重、果色等与对照基本相同。 3、航天诱变番茄突变体的细胞学特征研究 对无限生长习性突变株SP1-1进行离体培养保存,并对其再生根进行细胞学观察,SP1-1染色体数为2n=24,未发现染色体数目和结构的变异;对MS1的根尖细胞进行了大量压片观察,结果表明,MS1有丝分裂中期的染色体数目与形态正常。对SP1-1和MS1花粉母细胞进行了压片观察,结果表明,两者的减数分裂正常,没有出现染色体断片、染色体桥等异常染色体。突变株和MS1成熟的花粉粒大小均匀一致,未见畸形花粉粒。即航天诱变所获得的无限生长习性突变株SP1-1和经选育而成的突变体MS1均无染色体结构和数目的变异。 4、航天诱变番茄突变体的同工酶分析 同工酶电泳分析结果表明,MS1的SOD同工酶的酶谱与

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 前言
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 国外空间生物学的研究概况
  • 1.2 国内空间生物学的研究概况
  • 1.3 返回式卫星的空间环境
  • 1.4 航天诱变育种主要成就
  • 1.4.1 粮食作物和经济作物
  • 1.4.1.1 水稻
  • 1.4.1.2 麦类
  • 1.4.1.3 玉米
  • 1.4.1.4 棉花
  • 1.4.1.5 豆类
  • 1.4.1.6 高粱
  • 1.4.1.7 烟草
  • 1.4.2 蔬菜
  • 1.4.2.1 黄瓜
  • 1.4.2.2 甜椒
  • 1.4.2.3 番茄
  • 1.4.3 花卉
  • 1.4.4 微生物
  • 1.4.5 无性系植物
  • 1.4.6 己育成并通过审定的品种
  • 1.5 航天诱变育种性状变异的特点
  • 1.5.1 突变具有广谱性
  • 1.5.2 易出现特殊突变体，能够创造自然界所没有的新性状和新基因
  • 1.5.3 诱变频率高
  • 1.5.4 育种周期短，稳定快
  • 1.5.5 不存在转基因的潜在安全隐患
  • 1.6 航天搭载的生物学效应研究
  • 1.6.1 植物生长发育效应
  • 1.6.2 植物形态与生理生化效应
  • 1.6.3 细胞学和分子生物学效应
  • 1.7 航天诱变育种的主要研究内容
  • 1.7.1 诱变材料的保存
  • 1.7.2 形态学鉴定
  • 1.7.3 细胞学观察
  • 1.7.4 生理生化分析
  • 1.7.5 分子标记分析
  • 1.7.6 地面模拟空间环境试验
  • 1.7.6.1 粒子生物学效应模拟
  • 1.7.6.2 弱地磁生物学效应模拟试验
  • 1.7.6.3 微重力效应模拟试验
  • 1.8 航天诱变育种的机理
  • 1.8.1 微重力说
  • 1.8.2 空间辐射说
  • 1.8.3 转座子说
  • 1.9 问题与展望
  • 1.10 本研究的主要研究内容
  • 第二章 航天诱变番茄无限生长习性突变体的选育
  • 2.1 材料与方法
  • 2.1.1 试验材料
  • 2.1.2 试验方法
  • 2.1.2.1 航天搭载方法
  • 2.1.2.2 田间试验
  • 2.1.2.3 田间调查
  • 2.1.2.4 选育程序
  • 2.1.2.5 细胞学观察方法
  • 2.1.2.6 花粉粒的观察和花粉活力的测定
  • 2.1.2.7 杂交自交
  • 2.1.2.8 数据分析
  • 2.2 结果与分析
  • 2.2.1 番茄无限生长突变体的选育
  • 2.2.2 番茄无限生长突变体的生物学特性
  • 2.2.3 航天诱变番茄无限生长突变体和CK的株高变化动态比较
  • 1-1和突变体MS1根尖细胞、花粉母细胞和花粉粒的观察'>2.2.4 番茄突变株SP1-1和突变体MS1根尖细胞、花粉母细胞和花粉粒的观察
  • 2.2.5 突变体 MS1无限生长习性的遗传分析
  • 2.3 讨论
  • 第三章 航天诱变番茄无限生长突变体 SOD和 POD同工酶分析
  • 3.1 材料与方法
  • 3.1.1 试验材料
  • 3.1.2 试验方法
  • 3.1.2.1 取样
  • 3.1.2.2 酶液提取
  • 3.1.2.3 聚丙烯酰胺凝胶制备
  • 3.1.2.4 染色
  • 3.1.2.5 凝胶保存方法
  • 3.1.2.6 酶活性测定
  • 3.1.2.7 数据分析
  • 3.2 结果与分析
  • 3.2.1 SOD同工酶酶谱分析
  • 3.2.2 POD同工酶酶谱分析
  • 3.2.3 SOD同工酶活性分析
  • 3.2.4 POD同工酶活性分析
  • 3.3 讨论
  • 第四章 航天诱变番茄无限生长突变体的光合特性研究
  • 4.1 材料与方法
  • 4.1.1 试验材料
  • 4.1.2 试验方法
  • 4.1.2.1 田间种植方法
  • 4.1.2.2 植株光合参数测定
  • 4.1.2.3 叶绿素的提取及含量测定
  • 4.1.2.4 数据分析
  • 4.2 结果与分析
  • 4.2.1 净光合速率的日变化
  • 4.2.2 气孔导度的日变化
  • 2浓度的日变化'>4.2.3 胞间CO2浓度的日变化
  • 4.2.4 航天诱变番茄无限生长突变体MS1叶绿素含量的影响
  • 4.3 讨论
  • 第五章 航天诱变番茄无限生长突变体的分子标记研究
  • 5.1 材料与方法
  • 5.1.1 试验材料
  • 5.1.2 试验方法
  • 5.1.2.1 取样和 DNA提取
  • 5.1.2.2 RAPD分析
  • 5.1.2.3 多态性扩增产物的回收
  • 5.1.2.4 特异性DNA片段的克隆
  • 5.1.2.5 特异性 DNA片段测序
  • 5.1.2.6 SCAR分析
  • 5.2 结果与分析
  • 5.2.1 DNA的提取
  • 5.2.2 番茄RAPD反应体系和扩增程序的优化
  • 2+浓度'>5.2.2.1 Mg2+浓度
  • 5.2.2.2 Taq酶
  • 5.2.2.3 dNTP浓度
  • 5.2.2.4 随机引物浓度
  • 5.2.2.5 模板DNA浓度
  • 5.2.3 RAPD分析
  • 5.2.4 特异性DNA片段的回收纯化
  • 5.2.5 特异性DNA片段的克隆
  • 5.2.6 特异性DNA片段克隆转化子质粒DNA的提取
  • 5.2.7 特异性DNA片段序列测定结果
  • 5.2.8 RAPD标记向SCAR标记的转换
  • 5.3 讨论
  • 第六章 航天诱变无限生长番茄突变体再生能力研究
  • 6.1 材料与方法
  • 6.1.1 试验材料
  • 6.1.2 试验方法
  • 6.1.2.1 外植体灭菌
  • 6.1.2.2 培养基制备
  • 6.1.2.3 接种和培养
  • 6.1.2.4 数据分析
  • 6.2 结果与分析
  • 6.2.1 番茄组织培养体系的优化
  • 6.2.1.1 基本培养基的筛选
  • 6.2.1.2 激素的筛选
  • 6.2.1.3 碳源的影响
  • 6.2.2 IAA浓度对番茄体细胞培养效果的影响
  • 6.2.2.1 IAA浓度对MSI和CK出愈时间的影响
  • 6.2.2.2 IAA浓度对MSI和CK出愈率的的影响
  • 6.3 讨论
  • 第七章 航天诱变番茄无限生长突变体内源激素含量的研究
  • 7.1 材料与方法
  • 7.1.1 试验材料
  • 7.1.2 试验方法
  • 7.1.2.1 取材
  • 7.1.2.2 试剂配制
  • 7.1.2.3 激素的提取
  • 7.1.2.4 样品测定
  • 7.1.2.5 含量计算
  • 7.1.2.6 数据分析
  • 7.2 结果与分析
  • 7.2.1 航天诱变番茄突变体的内源IAA含量测定结果
  • 3含量测定结果'>7.2.2 航天诱变番茄突变体的内源GA3含量测定结果
  • 7.2.3 航天诱变番茄突变体的内源ABA含量测定结果
  • 7.2.4 航天诱变番茄突变体的内源ZR含量测定结果
  • 7.3 讨论
  • 小结
  • 参考文献

    • 相关论文文献

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