秋水仙素诱导柠条中间锦鸡儿（Caragana.intermedia）多倍体的研究

论文摘要

锦鸡儿属(Caragana)植物属于豆科(Fabaceae)落叶灌木,全世界共有百余种,主要分布在欧洲和亚洲的干旱和半干旱地区,具有防风固沙、保持水土的生态作用,亦是木本油料植物,具有重要的饲用、绿肥、薪碳等资源价值。此外,锦鸡儿属植物还是重要的园林绿篱植物,也是我国北方重要的绿化物种,已在北方的多个省市中大面积的栽种,其花色鲜艳,奇特美观,作为观赏植物已经在园林上广泛利用。多倍体对高等植物的进化有着十分重要的作用,多倍体由于其多个染色体组的累积效应使得其生化成分含量升高,在性状上表现出花大、果大、叶大等器官的巨大性,可以增强环境适应性和抗逆性。多倍体育种也已经成为增强园艺观赏植物特征的主要育种手段,如植株大小、叶片厚度、叶片长宽比及花的大小等。利用秋水仙素作为染色体加倍的诱变剂已经在多种植物如柑橘、刺槐、海芋属的加倍中获得成功。目前,国外对锦鸡儿属植物的研究报道还很少,国内锦鸡儿属植物的研究主要集中在生态功能与抗逆能力、薪碳林建设、饲料加工利用、细胞核型及栽培技术等方面,未见在多倍体育种上的研究报道。本实验采用秋水仙素作为主要诱变剂,通过浸种、滴苗及组培苗浸泡等方法,对中间锦鸡儿种子、幼苗及组培苗进行了诱变处理,通过染色体制片显微观察对加倍效果进行鉴定,主要研究结论如下：1、秋水仙素对中间锦鸡儿种子的两个不同阶段进行诱变处理：①秋水仙素直接浸泡种子,最佳处理组合为0.3%秋水仙素浸泡48h,诱变率达53.3%,四倍体诱导率为20%；②种子萌发12h之后再用秋水仙素浸泡处理,最佳处理组合为0.15%秋水仙素浸泡36h,诱变率达73.3%,四倍体诱导率为23.3%。2、秋水仙素对中间锦鸡儿籽苗生长点进行诱变处理,随着秋水仙素浓度的升高各处理幼苗的死亡率随之升高,其诱变率呈现先升高后下降的趋势,最佳的处理组合为0.6%秋水仙素滴苗处理生长点6d,死亡率为50%,诱变率为16.7%,没有获得四倍体。3、秋水仙素对组培苗进行诱变处理,最佳的处理组合为0.1%秋水仙素浸泡36h,诱变率为20%,四倍体诱导率为6.7%,但死亡率高达63.3%。4、中间锦鸡儿多倍体诱导的方法中,种子浸泡法优于组培苗浸泡法,组培苗浸泡法则优于苗生长点诱导法。通过种子浸泡法,能最大程度的获得多倍体,组培苗浸泡法也能诱导得到少量的多倍体,而滴苗法最终没能获得多倍体植株。5、四倍体变异株染色体数目为2n=4x=32,而二倍体植株的染色体数目则为2n=2x=16。部分诱导植株的染色体存在非整倍体变异及嵌合体现象。中间锦鸡儿的天然突变率较低,通过对两千多株中间锦鸡儿实生苗的根尖进行染色体观察发现,中间锦鸡儿有两条染色体在制片过程容易断裂,少数植株细胞存在类似B染色体的现象。6、诱变得到的多倍体植株与其二倍体植株进行对照,差异明显。具体表现为叶片变厚变大,叶色变深,中间锦鸡儿四倍体与二倍体叶片的气孔保卫细胞大小、气孔密度及气孔保卫细胞叶绿体数差异显著。7、在秋水仙素直接浸泡中间锦鸡儿种子实验中还得到一株变异植株,经根尖染色体检测为三倍体,染色体数目为2n=3x=24。三倍体中间锦鸡儿幼苗生长极其缓慢,叶片严重畸形,且在生长中还保持着叶片一定程度的畸形。将三倍体与诱变获得的四倍体及二倍体对照作比较,三倍体的气孔保卫细胞较大,气孔密度较小及气孔保卫细胞叶绿体数较多等特征。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 锦鸡儿属植物的研究概述
• 1.1.1 锦鸡儿属植物的分类学研究概况
• 1.1.2 锦鸡儿属植物区系分布研究概况
• 1.1.3 资源开发利用方面的研究
• 1.1.4 锦鸡儿属植物育种研究现状
• 1.2 植物多倍体的研究进展
• 1.2.1 多倍体概念及特征
• 1.2.2 天然多倍体的形成
• 1.2.3 人工多倍体的诱导方法
• 1.2.4 秋水仙素在多倍体育种中的应用
• 1.2.5 多倍体鉴定方法
• 1.2.6 林木多倍体育种研究的意义
• 1.2.7 问题与展望
• 2 引言
• 3 材料与方法
• 3.1 试验材料
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 多倍体的诱导
• 3.2.2 实生苗多倍体筛选
• 3.2.3 多倍体的鉴定
• 3.2.4 形态特征观察及统计
• 4 结果与分析
• 4.1 秋水仙素不同处理浓度和时间对种子的诱导效果
• 4.1.1 秋水仙素直接浸泡种子的诱导效果
• 4.1.2 秋水仙素浸泡萌发12h后的种子的诱导效果
• 4.1.3 两种秋水仙素浸种方法的比较
• 4.1.4 秋水仙素对中间锦鸡儿种子生长发育的影响
• 4.2 幼苗生长点诱导多倍体
• 4.2.1 秋水仙素不同处理浓度对苗生长点的诱导效果
• 4.2.2 秋水仙素对苗生长点的生长发育的影响
• 4.3 秋水仙素处理组培苗的诱导效果
• 4.4 筛选天然多倍体
• 4.5 多倍体植株的鉴定
• 4.5.1 染色体数目直接鉴定
• 4.5.2 气孔及叶片的观察
• 4.5.3 不同倍性的中间锦鸡儿苗的生长
• 4.6 秋水仙素对诱变材料生长发育的影响
• 5 讨论
• 5.1 不同处理方法对中间锦鸡儿诱变率的影响
• 5.2 秋水仙素浓度和时间的选择
• 5.3 倍性鉴定和染色体观察
• 5.4 三倍体中间锦鸡儿
• 5.5 存在的问题与展望
• 6 结论
• 参考文献
• 在校期间科研工作
• 致谢