马铃薯的组织培养及耐盐诱变育种研究

论文摘要

马铃薯（Solanum tuberosum L.）是我国重要的粮食及经济作物,在农业生产和人民生活中占有非常重要的地位,盐渍土壤严重影响了马铃薯的生长和产量。因此,选育耐盐的马铃薯品种,具有重要的经济价值。本研究以马铃薯中1、中2、中3、中4为实验材料,通过茎尖脱毒作用,用分化培养基（MS+BA 2mg/L+NAA 0.1mg/L+GA30.1 mg/L+3%蔗糖+6%琼脂）,建立了四个马铃薯品种的组织培养再生体系。实验以马铃薯脱毒试管苗茎段为材料,1.0%NaCl为筛选压力,通过60Coγ射线辐照、EMS浸泡及60Coγ射线和EMS复合的方法诱导马铃薯耐盐突变株,并获得了耐1.0%NaCl的马铃薯突变株WL-1。同时本实验研究了60Coγ射线、EMS处理对马铃薯茎段生长及突变率的影响。研究结果表明:小剂量（10Gy）的60Coγ射线能促进马铃薯茎段的生长,随着辐照剂量的增大,对马铃薯试管苗的抑制作用逐渐增强。顶芽的辐射敏感性低于侧芽;60Coγ射线辐照马铃薯茎段的半致死剂量和突变高峰为20Gy,致死剂量为40Gy;小剂量（0.1%）的EMS对茎段损伤极小,而高剂量长时间的EMS处理会导致茎尖或茎段白化,失去生长能力,EMS处理马铃薯茎段的半致死剂量为0.7%+4h,致死剂量为1.0%+3h。通过试管苗外部指标分析、生化分析及盆栽盐胁迫的方法对耐盐突变株WL-1进行了分析,结果表明:当NaCl浓度高于0.6%时,突变株WL-1的株高、脯氨酸含量、叶绿素含量显著高于对照,而丙二醛含量较低。通过分析WL-1和对照的SDS-PAGE图谱显示:WL-1的一条蛋白表达量明显高于对照。盆栽盐胁迫中,当盐浓度为0.4%时对照株开始出现叶色变黄萎蔫,两者长势差别不大,而当盐浓度大于0.8%时耐盐突变株长势明显好于对照。用RAPD分子标记方法进一步对突变株WL-1进行DNA水平鉴定,得出了突变株WL-1与中3马铃薯的遗传相似系数为0.703,因此从基因的水平上证明了该株系为突变株。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 马铃薯茎尖脱毒组织培养技术的研究进展
• 1.2 耐盐诱变育种的重要性
• 1.3 耐盐诱变育种的主要方法及国内外研究进展
• 1.3.1 物理诱变方法获得耐盐突变体
• 1.3.2 化学诱变方法获得耐盐突变体
• 1.3.3 理化复合诱变育种的研究进展
• 1.3.4 直接诱变耐盐突变体
• 1.3.5 海水诱变耐盐突变体
• 1.3.6 其他诱变方法
• 1.4 诱变育种材料与最佳诱变剂量的选择
• 1.5 耐盐突变体筛选方法
• 1.6 突变体耐盐性的鉴定
• 1.6.1 耐盐性直接鉴定
• 1.6.2 耐盐性间接鉴定
• 1.6.3 SDS-PAGE 鉴定.
• 1.6.4 分子标记辅助筛选
• 1.7 马铃薯耐盐研究进展
• 1.8 本实验的目的和意义
• 1.9 技术路线
• 2 马铃薯茎尖脱毒培养技术
• 2.1 实验材料与仪器
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 打破种薯休眠
• 2.2.2 外植体材料处理
• 2.3 实验结果
• 2.4 讨论
• 2.4.1 影响成苗率的因素
• 2.4.2 马铃薯茎尖离体培养中的壮苗研究
• 2.5 小结
• 3 耐盐诱变及突变体的筛选
• 3.1 实验材料与仪器
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 实验仪器
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 NaCl 诱变耐盐筛选临界浓度及材料的确定
• 3.2.2 60Co-γ射线辐射对马铃薯试管苗的影响及最佳辐射剂量的选择
• 3.2.3 EMS 药物诱导对马铃薯试管苗的影响及最佳诱变剂量的选择
• 3.2.4 耐盐品系筛选
• 3.2.5 耐盐再生株的盆栽盐胁迫鉴定
• 3.2.6 数据统计
• 3.3 实验结果
• 3.3.1 NaCl 诱变耐盐筛选临界浓度及材料
• 3.3.2 60Co-γ射线辐射对马铃薯试管苗的影响及最佳辐射剂量
• 3.3.3 EMS 药物诱导对马铃薯试管苗的影响及最佳诱变剂量
• 3.3.4 耐盐筛选结果
• 3.3.5 耐盐再生株的盆栽盐胁迫鉴定结果
• 3.4 讨论
• 3.4.1 诱变材料的确定
• 3.4.2 诱变剂的选择
• 3.4.3 诱变剂处理适宜浓度和时间的选择
• 3.5 小结
• 4 突变体鉴定及生化分析
• 4.1 实验材料与仪器
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 实验仪器
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 突变株外部指标鉴定
• 4.2.2 叶绿素含量的测定
• 4.2.3 脯氨酸含量测定
• 4.2.4 丙二醛含量测定
• 4.2.5 突变株SDS- PAGE 变异分析
• 4.2.6 数据统计
• 4.3 实验结果
• 4.3.1 外部指标与生理生化指标鉴定结果
• 4.3.2 突变株SDS- PAGE 变异分析结果
• 4.4 讨论
• 4.5 小结
• 5 RAPD 基因指纹图谱分析
• 5.1 实验材料与仪器
• 5.1.1 实验材料
• 5.1.2 实验仪器
• 5.2 实验方法
• 5.2.1 实验样品总DNA 的提取——CTAB 法
• 5.2.2 DNA 纯度及浓度的检测
• 5.2.3 RAPD 反应体系
• 5.2.4 RAPD 随机引物筛选
• 5.2.5 遗传相似系数的计算
• 5.3 实验结果
• 5.3.1 马铃薯基因组DNA 的纯度和浓度
• 5.3.2 随机引物的选择
• 5.3.3 WL-1、中3 的RAPD 图谱分析
• 5.3.4 遗传相似系数分析
• 5.4 讨论
• 5.5 小结
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢