同源四倍体不结球白菜Pol CMS及其保持系生物学特性研究

论文摘要

本文对二、四倍体不结球白菜Pol CMS系和保持系的解剖学、一些生理生化特性、光合特性、农艺学性状、品质性状及其杂种优势进行了研究。主要内容如下:1.以秋水仙素人工诱变获得的不结球白菜同源四倍体Pol CMS及其保持系为材料,采用石蜡切片法研究其花药发育过程。结果显示:四倍体Pol CMS与保持系花药发育差异明显,不育系花药发育受阻于孢原细胞分化期,不形成药室,属无花粉囊型。极少数温敏型花药能产生1～2个花粉囊,但四分体时期绒毡层提早退化,导致成熟小孢子数目减少。四倍体保持系花药发育过程与二倍体基本一致,同一时期的可育小孢子四倍体比二倍体大,二倍体花粉粒都为3个萌发孔,而四倍体多为4个萌发孔。四倍体保持系同一花粉囊中花粉粒发育有不同步现象,花粉粒败育频率比二倍体高。研究表明,不结球白菜同源四倍体Pol CMS比其二倍体Pol CMS不育更彻底,更具应用性。2.对二、四倍体不结球白菜Pol CMS系及其保持系不同发育阶段的花蕾和薹叶中的可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸、丙二醛含量及其超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性的变化进行研究,结果表明:二、四倍体不育系花蕾中可溶性蛋白、糖、脯氨酸含量均显著低于相应保持系,四倍体不育系花蕾中可溶性蛋白、糖、脯氨酸含量比二倍体不育系低,四倍体保持系则比二倍体保持系含量高;丙二醛（MDA）含量不育系均高于保持系,大蕾中达极显著水平。四倍体不育系和保持系MDA含量低于相应二倍体;除小蕾中不育系POD活性显著低于相应保持系外,其它花蕾中POD、SOD、CAT活性均是不育系高于相应保持系,在中、大花蕾中达显著水平。四倍体不育系和保持系花蕾中POD、SOD活性均低于相应二倍体,CAT活性则高于相应二倍体;不育系薹叶中可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量略低于保持系,且四倍体不育系和保持系略高于二倍体,但均无显著性差异。MDA含量、POD、SOD、CAT活性均是不育系高于保持系,且四倍体高于相应二倍体;POD、EST同工酶电泳分析二、四倍体不育系与保持系间均有明显差异,但不同倍性之间并无差异。3.以二倍体不结球白菜Pol CMS及其保持系和经秋水仙素诱导的同源四倍体PolCMS及其保持系为材料,研究其光合作用特性差异。结果表明,四倍体不育系和保持系叶片叶绿素含量、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、胞间CO2浓度（Ci）均显著高于相应二倍体,而气孔限制值（Ls）和水分利用率（WUE）差异不显著。同一倍性的不育系和保持系间各参数差异均不显著;二、四倍体不育系和保持系净光合速率和气孔导度随光强增大而增大,而胞间CO2浓度随着光强增强而缓慢下降,且在光强超过200μmol m-2s-1时,四倍体不育系和保持系的Pn、Gs、Ci均高于相应二倍体;四倍体不育系和保持系光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）、表观量子效率（AQY）、表观暗呼吸速率（Rd）、最大净光合速率（Pmax）均高于相应二倍体。四倍体不结球白菜Pol CMS和保持系光合速率高于相应二倍体的原因是由于气孔因素导致的。4.本文对四倍体不结球白菜Pol CMS及其保持系及其同源二倍体不育系及其保持系进行农艺性状和杂种优势利用研究。结果表明:与相应二倍体相比,四倍体的株高增高、开展度增大、叶片增厚、叶面积增大、小区产量显著增加,抗病性增强,品质性状显著提高,分枝数和结实能力显著下降;四倍体不育系不育性更彻底,所配制的杂交组合杂种优势普遍存在,农艺性状的杂种优势较强,营养品质性状的杂种优势较弱。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 本文所用主要缩略词
• 引言
• 第一部分 文献综述 蔬菜作物多倍体育种研究进展
• 摘要
• Abstract
• 1 蔬菜多倍体的获得途径研究
• 1.1 自然突变形成多倍体
• 1.2 人工诱导获得多倍体
• 1.2.1 物理方法诱导
• 1.2.2 化学方法诱导
• 1.2.2.1 植株整体水平上的诱导
• 1.2.2.2 通过离体培养诱导多倍体
• 1.2.3 有性杂交培育多倍体
• 1.2.4 体细胞融合获得多倍体
• 1.2.5 遗传转化途径获得多倍体
• 2 蔬菜多倍体植株诱变效应研究
• 2.1 形态特征
• 2.2 组织学
• 2.3 多倍体植株的生长发育一般比二倍体慢
• 2.4 同源四倍体的低稔性
• 2.5 多倍体抗性增强
• 2.6 生理生化代谢改变
• 3 蔬菜多倍体植株鉴定方法
• 3.1 形态学鉴定
• 3.2 细胞学鉴定
• 3.2.1 气孔、保卫细胞大小和叶绿体数
• 3.2.2 细胞、细胞核及核仁大小
• 3.2.3 花粉母细胞分裂异常行为和花粉粒特征鉴定
• 3.2.4 染色体数计数
• 3.3 流式细胞仪鉴定
• 3.4 分子标记鉴定
• 3.5 同工酶鉴定
• 4 蔬菜作物多倍体的应用
• 4.1 利用蔬菜作物多倍体的巨大性、抗逆性、和营养物质含量
• 4.2 利用多倍体可孕性低获得少籽、无籽果实
• 4.3 利用四倍体培育新品种
• 4.4 克服远缘杂交不孕性和杂种的不实性
• 4.5 作为育种中间材料
• 4.6 利用多倍体创造非整倍体
• 5 多倍体育种中存在的问题及解决方法
• 5.1 多倍体蔬菜作物育性和结实性下降
• 5.2 嵌合体问题
• 5.3 诱导剂的选择
• 5.4 蔬菜作物多倍体性状不稳定及其克服
• 6 多倍体蔬菜的发展前景
• 参考文献
• 第二部分 研究报告
• 第一章 同源四倍体不结球白菜Pol CMS及其保持系花药发育的细胞学研究
• 摘要
• Abstract
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 1.2.1 二、四倍体Pol CMS及其保持系花器形态观察
• 1.2.2 二、四倍体Pol CMS及其保持系花药发育细胞学研究
• 2 结果与分析
• 2.1 二、四倍体Plo CMS及其保持系花器形态的比较
• 2.2 四倍体保持系花药发育的细胞学观察
• 2.3 四倍体Pol CMS花药发育的细胞学观察
• 2.4 四倍体Plo CMS温度敏感型花药发育的细胞学观察
• 3 讨论
• 参考文献
• 图版
• 第二章 二、四倍体不结球白菜Pol CMS及其保持系生理生化特性比较分析
• 摘要
• Abstract
• 1 材料和方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 1.2.1 生理生化指标测定
• 1.2.2 同工酶电泳及染色
• 2 结果与分析
• 2.1 二、四倍体不结球白菜Plo CMS和保持系不同时期花蕾中可溶性蛋 白质、糖和游离脯氨酸含量分析
• 2.2 二、四倍体不结球白菜Pol CMS和保持系不同时期花蕾中MDA含量和保护酶活性分析
• 2.3 二、四倍体不结球白菜Pol CMS和保持系薹叶中可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸、MDA含量及几种酶活性比较分析
• 2.4 二、四倍体不结球白菜Pol CMS和保持系同工酶分析
• 2.4.1 过氧化物酶（POD）
• 2.4.2 酯酶（EST）
• 2.4.3 超氧化物歧化酶（SOD）
• 3 讨论
• 3.1 物质代谢与二、四倍体不结球白菜Plo胞质雄性不育的关系
• 3.2 膜脂过氧化与二、四倍体不结球白菜Plo胞质雄性不育的关系
• 3.3 不同器官中物质代谢、膜脂过氧化比较分析
• 3.4 同工酶与二、四倍体不结球白菜oPl胞质雄性不育的关系
• 参考文献
• 第三章 二、四倍体不结球白菜Pol CMS及其保持系光合特性分析
• 摘要
• Abstract
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 1.2.1 光合参数的测定
• 1.2.2 净光合速率（Pn）对光强的响应测定
• 1.2.3 叶绿素和类胡萝卜素含量测定
• 2 结果与分析
• 2.1 二、四倍体Pol CMS及其保持系叶绿素和类胡萝卜素含量比较
• 2.2 二、四倍体Pol CMS及其保持系叶片光合参数比较
• 2.3 二、四倍体Pol CMS及其保持系叶片净光合速率对光强的响应曲线及其特征参数比较
• 2浓度对光强的响应曲线'>2.4 二、四倍体Pol CMS及其保持系叶片气孔导度和胞间CO₂浓度对光强的响应曲线
• 3 讨论
• 参考文献
• 第四章 四倍体不结球白菜Pol CMS及其保持系农艺性状和杂种优势利用研究
• 摘要
• Abstract
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 二、四倍体不结球白菜Pol CMS及其保持系农艺性状测定
• 1.2.2 二、四倍体不结球白菜Pol CMS及其保持系营养品质测定
• 1.2.3 二、四倍体Pol胞质雄性不育稳定性调查
• 1.2.4 二、四倍体不结球白菜Pol CMS及其保持系分枝习性和结实性测定
• 1.2.4.1 不育系和保持系繁殖区分枝习性和结实性测定
• 1制种区分枝习性和结实性测定'>1.2.4.2 F₁制种区分枝习性和结实性测定
• 1.2.5 四倍体不结球白菜Pol CMS杂种优势研究
• 2 结果与分析
• 2.1 二、四倍体不结球白菜Pol CMS及其保持系农艺性状比较
• 2.2 二、四倍体不结球白菜Pol CMS及其保持系营养品质比较
• 2.3 二、四倍体Plo胞质雄性不育稳定性比较
• 2.4 二、四倍体不结球白菜Pol CMS及其保持系结实性差异
• 2.4.1 二、四倍体不育系和保持系繁殖区分枝习性和结实性测定
• 1制种区分枝习性和结实性测定'>2.4.2 二、四倍体F₁制种区分枝习性和结实性测定
• 2.5 四倍体不结球白菜Pol CMS杂种优势研究
• 2.5.1 产量优势研究
• 2.5.2 主要农艺性状杂种优势研究
• 2.5.3 主要品质性状杂种优势研究
• 3 讨论
• 参考文献
• 全文结论
• 论文发表情况
• 致谢