甜瓜双单倍体、同源四倍体育种材料的创制及相关研究

论文摘要

通过秋水仙素溶液处理离体的甜瓜（Cucumis melo L.）‘4810’的单倍体芽,诱导获得了双单倍体,通过二倍体甜瓜未成熟胚子叶组织培养诱导细胞无性系变异获得了齐甜一号甜瓜的同源四倍体材料。对甜瓜双单倍体的生理生化特性及同源四倍体的品质、染色体行为、育性方面进行初步测定研究,并探讨了两种甜瓜倍性材料的离体繁殖条件。1.双单倍体甜瓜的创制及其初步定性研究通过秋水仙素溶液离体浸泡和秋水仙素加入培养基离体培养甜瓜单倍体芽两种方法诱导双单倍体,结果表明:浓度为0.025%的秋水仙素溶液浸泡8h效果较好,加倍率为13.7%。对单倍体、双单倍体进行了形态及部分生理生化特性的定性研究比较,结果显示:形态上双单倍体叶、茎、花等明显比单倍体大,与二倍体相近;双倍体叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量、可溶性蛋白质含量均高于单倍体,可溶性糖含量与单倍体无显著差异。单倍体、双单倍体的EST同工酶谱表现纯合,比二倍体少二条带。2.同源四倍体甜瓜的创制及其初步定性研究通过未成熟胚子叶的组织培养创造体细胞无性系变异,6个基因型的甜瓜品种未成熟胚子叶培养过程中,外植体分化频率、变异率、加倍率随基因型、激素浓度不同而存在着较大差异。本试验中诱导出了齐甜一号的同源四倍体甜瓜,激素浓度以BA3.0mg/L为佳,加倍率为14.3%。对再生的同源四倍体及二倍体甜瓜植株进行了茎、叶、花、果实、种子的形态观察,及各项形态指标和主要品质指标的测定。结果表明:除果形指数变小外,四倍体植株的茎、叶、花、果实、种子的各项形态指标的值均显著大于二倍体。同时,四倍体甜瓜的Vc含量、可溶性糖含量也显著高于二倍体。以同源四倍体甜瓜为材料,采用常规压片法研究花粉母细胞减数分裂行为。发现同源四倍体甜瓜花粉母细胞减数分裂过程与二倍体基本相同但有其特殊性。主要表现在:粗线期观察到有6.7%的出现双核的细胞,终变期染色体构型复杂,多数细胞含有二价体、多价体、三价体和单价体;中期Ⅰ和中期Ⅱ有赤道板外的染色体;后期Ⅰ出现染色体桥;后期Ⅰ和后期Ⅱ出现落后染色体。四分体时期出现二分体、三分体、多分体等。同源四倍体甜瓜与二倍体相比,雄花花粉活力显著降低,且四孔花粉粒较多,雌花坐果率也显著降低。因此,花粉母细胞减数分裂异常及雌雄配子育性较差是同源四倍体甜瓜育性低的细胞学原因。3.双单倍体、四倍体甜瓜的离体繁殖条件的探索为建立甜瓜双单倍体、同源四倍体的离体繁殖体系,本研究探索了甜瓜双单倍体、同源四倍体的离体繁殖条件。结果表明:双单倍体、同源四倍体的增殖和伸长的最佳培养基相同,分别为MS+BA0.5mg/L、MS+BA0.3mg/L,生根最适培养基不同,双单倍体为1/2MS+IBA0.5mg/L,同源四倍体为1/2MS+IBA0.8mg/L。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略词表
• 上篇 文献综述
• 第一章 植物双单倍体、同源四倍体的获得及其应用
• 摘要
• 1 植物诱导双单倍体研究进展
• 1.1 秋水仙碱处理法
• 1.2 激素加倍法
• 1.3 诱发突变
• 2 植物多倍体诱导研究进展
• 2.1 物理方法诱导
• 2.2 化学方法诱导
• 2.3 有性杂交获得多倍体
• 2.4 体细胞融合获得多倍体
• 2.5 遗传转化途径获得多倍体
• 3 植物双单倍体、多倍体的应用前景展望
• 参考文献
• 下篇 研究内容
• 第二章 双单倍体甜瓜的创制及其初步定性研究
• 第一节 双单倍体甜瓜的诱导及鉴定
• 摘要
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 1.2.1 秋水仙素加倍
• 1.2.2 倍性鉴定
• 2 结果与分析
• 3 讨论
• 参考文献
• Abstract
• 第二节 单倍体、双单倍体甜瓜的形态及部分生理生化指标比较
• 摘要
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 1.2.1 形态性状观察
• 1.2.2 生理生化指标测定
• 2 结果与分析
• 2.1 形态比较
• 2.2 叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白质含量比较
• 2.3 EST同工酶酶谱比较
• 3 讨论
• 参考文献
• Abstract
• 第三章 同源四倍体甜瓜的创制及其初步定性研究
• 第一节 未成熟胚子叶组织培养诱导同源四倍体甜瓜
• 摘要
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 1.2.1 未成熟子叶培养
• 1.2.2 倍性鉴定
• 2 结果与分析
• 2.1 未成熟胚子叶经诱导后组织再生情况
• 2.2 不同激素浓度对甜瓜未成熟胚子叶再生及加倍的影响
• 3 讨论
• 参考文献
• Abstract
• 第二节 同源四倍体甜瓜的形态观察及品质测定
• 摘要
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 1.2.1 形态性状观察
• 1.2.2 抗坏血酸（Vc）及可溶性糖含量的测定
• 2 结果与分析
• 2.1 再生四倍体植株形态特征观察
• 2.2 四倍体甜瓜的品质变化
• 3 讨论
• 参考文献
• Abstract
• 第三节 同源四倍体甜瓜花粉母细胞的减数分裂及育性特征
• 摘要
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 1.2.1 同源四倍体甜瓜减数分裂观察
• 1.2.2 同源四倍体甜瓜的育性研究
• 2 结果与分析
• 2.1 同源四倍体甜瓜花粉母细胞减数分裂观察
• 2.1.1 第一次减数分裂
• 2.1.2 第二次减数分裂
• 2.2 同源四倍体甜瓜育性特征
• 3 讨论
• 参考文献
• Abstract
• 第四章 双单倍体、四倍体甜瓜离体繁殖条件的探索
• 摘要
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 1.2.1 离体芽的增殖培养
• 1.2.2 离体芽的伸长生长
• 1.2.3 离体植株的生根培养
• 2 结果与分析
• 2.1 不定芽的再生
• 2.2 不定芽的伸长生长
• 2.3 离体植株生根
• 3 讨论
• 参考文献
• Abstract
• 全文结论
• 致谢