利用PEG6000离体鉴定花生抗旱性技术体系的研究

论文摘要

花生是我国的重要经济作物,干旱是影响我国花生生产的重要因素之一,花生的抗旱性研究具有重要意义。利用组织培养法研究植物的抗旱性、筛选抗旱性无性系在许多作物上都得到了应用,并有效的推动了植物的抗旱性研究,尤其是应用PEG6000模拟干旱胁迫环境的研究越来越广泛,但是应用此法鉴定花生的抗旱性、筛选抗旱性种质资源的报道还很少。本研究即是将PEG6000（简称PEG）加入培养基中,对花生的外植体造成渗透胁迫,研究花生外植体对不同浓度PEG胁迫的敏感性,以期建立有效的应用PEG离体鉴定花生抗渗透胁迫性的技术体系,从而为研究花生的抗旱性、筛选抗旱突变体提供参考。研究内容及结果如下:1、利用茎尖培养离体鉴定花生抗渗透胁迫性能技术体系的建立用花生离体茎尖作外植体,在诱导生根培养基（MSB +0.2 mg/L NAA）中分别添加20、40、60、80和100g/L的PEG,统计外植体再生不定根的生根速度和诱导率,观察根系生长势,以不添加PEG的诱导生根培养基作对照,比较不同PEG浓度对根系诱导和生长的影响。结果表明:（1）外植体培养至第4周时,在PEG浓度为60g/L～100g/L的培养基上,生根速度明显低于对照培养基。PEG浓度为80g/L时,外值体生根率显著降低且品种间差异显著。（2）PEG胁迫对根系的生长势也有明显的影响,PEG浓度为60g/L和80g/L时,单个外植体的主根数显著降低且品种间差异显著;PEG浓度为40g/L时,单个外植体长度为4～6cm的主根数显著降低且品种间差异显著。在每个PEG浓度水平上,抗渗透胁迫的能力强的品种的相对生根率、再生根系的平均主根数和平均侧根数、生长势均高于敏感性品种。因此,可以根据接种茎尖培养至第4周时,80g/LPEG渗透胁迫下外植体的相对生根率,60g/L～80g/L PEG渗透胁迫下外植体的主根数以及40g/LPEG渗透胁迫下单个外植体长度为4～6cm的主根数作为评价指标,鉴定花生品种之间抗旱性的差异。2、PEG渗透胁迫对试管苗叶片SOD和POD活性的影响用丰花1号和丰花2号的离体茎尖作外植体,在诱导生根培养基（MSB+0.2 mg/L NAA）中分别添加20、40、60、80和100g/L的PEG,培养至第4周时,取试管苗叶片测SOD和POD的活性。结果表明,随PEG浓度的升高,两个品种试管苗的SOD活性均呈先升高后下降的趋势,POD的活性随PEG浓度的升高均呈递增趋势。在每个PEG浓度上,丰花1号的SOD值和POD值都比丰花2号的高。3、80g/LPEG胁迫六个花生品种的抗渗透胁迫性的差异分析将六个花生品种的茎尖接种在PEG胁迫培养基MSB+ 0.2mg/LNAA+80g/LPEG上培养,统计其生根率,分析同一品种在胁迫培养基和对照培养基MSB+0.2mg/LNAA上的生根率的差异,并比较品种间相对生根率的差异,评价各品种外植体不定根诱导和生长阶段的抗渗透胁迫性。结果表明:六个品种的抗性由高到低依次为:鲁花11、丰花1号、鲁花12、丰花2号、0616、白沙1016。所评价品种抗渗透胁迫性的高低与大田种植表现出的抗旱性基本一致,初步验证了该技术体系的可行性。4、利用胚小叶培养离体鉴定花生抗渗透胁迫性技术体系的建立（1）将胚小叶诱导的愈伤组织接种到PEG胁迫培养基上培养的鉴定技术以花生胚小叶诱导的愈伤组织为外植体,转移至附加浓度为0,20、40、60、80和100g/LPEG6000的筛选培养基（MSB+2mg/L2,4-D）上培养,统计愈伤组织的褐化率、相对存活率和分化率,研究不同浓度PEG对愈伤组织生长和分化的影响。结果如下:愈伤组织的褐化率在PEG胁迫下逐渐升高,但增加值不显著;在附加60g/L80g/L PEG的培养基上,愈伤组织的相对存活率显著降低,并在抗渗透胁迫性强的品种与敏感性品种之间存在显著差异;附加各个浓度PEG的筛选培养基对抗渗透胁迫性强的品种的愈伤组织有促进分化的作用,但高浓度的PEG胁迫使敏感性品种的分化率降低。在每个PEG浓度水平上,抗渗透胁迫性强的品种的相对存活率均高于敏感性品种。因此,可以通过60g/L 80g/L PEG对花生愈伤组织进行干旱胁迫,以愈伤组织的相对存活率为指标鉴定花生的抗渗透胁迫性。（2）将花生胚小叶接种于PEG胁迫培养基上培养的鉴定技术将花生胚小叶接种于附加浓度为0,20、40、60、80和100g/LPEG的筛选培养基（MSB+10mg/L2,4-D）上进行愈伤组织的诱导,研究20个花生品种在不同浓度PEG胁迫下愈伤组织的诱导率和相对存活率的差异。结果如下:20个花生品种的愈伤组织在附加不同浓度PEG培养基上的出愈率均为100%。在80g/L PEG的胁迫下,抗渗透胁迫性品种的相对存活率显著高于敏感品种。本研究将供试的20个品种按细胞水平上耐PEG胁迫的程度由高到低排列为:山花7号、农大818、茘浦大花生、R02-3、06B616、花育17、丰花2号、丰花4号、鲁花12、徐州68-4、丰花3号、花育20、丰花1号、丰花5号、鲁花11、海花1号、A596、白沙1016和山花8号、丰花6号。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 作物抗旱育种的研究进展
• 1.2 国内外花生抗旱育种的研究现状
• 1.3 花生组织培养技术的研究进展
• 1.4 以PEG 作为干旱胁迫剂研究植物抗旱性的研究进展
• 1.5 本研究的目的和意义
• 2 材料和方法
• 2.1 供试材料
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 外植体的获得
• 2.2.2 培养基与培养条件
• 2.2.3 PEG 对花生离体茎尖生长的影响试验
• 2.2.3.1 PEG 处理对外植体生根速度的影响试验
• 2.2.3.2 PEG 处理对外植体生根率、根系生长势以及试管苗叶片SOD 和POD 活性的影响试验
• 2.2.3.3 不同基因型花生品种在80G/LPEG渗透胁迫下外植体生根率的比较试验
• 2.2.4 PEG 对花生愈伤组织生长的影响试验
• 2.2.4.1 PEG 处理对丰花1 号和丰花2 号愈伤组织生长的影响试验
• 2.2.4.2 PEG 处理对20 个花生品种愈伤组织诱导和生长的影响实验
• 2.2.5 统计方法
• 3 结果与分析
• 3.1 PEG 对花生离体茎尖生长的影响
• 3.1.1 以茎尖为外植体、通过PEG 胁迫对花生抗旱性进行鉴定适宜时间的确定
• 3.1.2 以相对生根率为鉴定指标时适宜PEG 浓度的确定
• 3.1.3 以根数和根长为鉴定指标时适宜PEG 浓度的确定
• 3.1.4 PEG 处理对花生试管苗叶片SOD 和POD 活性的影响
• 3.1.5 不同基因型花生相对生根率的比较
• 3.2 PEG 处理对花生愈伤组织生长的影响
• 3.2.1 花生愈伤组织转移至附加PEG 培养基上的生长情况
• 3.2.2 胚小叶接种于附加PEG 培养基上对愈伤组织诱导和生长的影响
• 4 讨论
• 4.1 PEG 对花生茎尖生长的影响
• 4.1.1 PEG 对外植体不定根再生的影响
• 4.1.2 PEG 胁迫对花生试管苗叶片酶活性的影响
• 4.2 PEG 处理对花生愈伤组织生长的影响
• 4.2.1 花生愈伤组织转移至附加PEG 培养基上的生长变化
• 4.2.2 胚小叶直接接种于附加PEG培养基上对花生愈伤组织诱导和生长的影响
• 4.3 以不同的外植体作渗透胁迫对象鉴定效果的比较
• 4.4 本研究的创新与不足
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况
• 图版