黄瓜（Cucumis sativus L.）花药培养与游离小孢子培养研究

论文摘要

黄瓜（Cucumis sativus L.）是一种重要的蔬菜作物,在世界各地广泛栽培。然而,由于黄瓜遗传基础狭窄,仅采用常规育种手段选育新品种进展缓慢。而利用花药培养和游离小孢子培养技术可快速获得纯系,缩短育种年限,提高育种效率。本文对黄瓜花药培养与游离小孢子培养影响因素进行了系统研究,通过花药培养从’7333’、’7551’、’宁佳3号’、’宁佳6号’、’超市2号’、’7447’和’7443’中获得胚状体和再生植株;首次通过游离小孢子培养从’7447’和’Poinsett97’中获得了子叶形胚和再生植株。具体结果如下:1.黄瓜花药培养胚胎发生与植株再生的研究以15份不同基因型黄瓜材料为试材,通过对影响黄瓜花药培养诱导胚胎发生因素的系统研究,从’7333’、’7551’、’宁佳3号’、’宁佳6号’、’超市2号’、’7447’和’7443’中获得了胚状体和再生植株。结果表明:外源激素能够明显促进胚性愈伤和胚状体的诱导,胚性愈伤最佳诱导培养基为MS+1.0 mg·L-12,4-D+0.5 mg·L-16-BA+3%蔗糖+0.8%琼脂,胚状体诱导培养基为MS+0.5 mg·L-16-BA+3%蔗糖+0.8%琼脂。MS和B5均可作为基础培养基使用。在含有2,4-D的胚性愈伤诱导培养基上培养时间14 d,胚状体诱导率最高。4℃低温预处理2 d时胚状体诱导率显著高于其他处理。接种后先进行一段时间（14 d）的暗培养是之后诱导再分化与再生植株所必需的。盛花期取样培养,胚性愈伤诱导率与胚状体诱导率最高。基因型间胚性愈伤诱导率及胚状体诱导率差异显著,在胚性愈伤最佳诱导培养基MS+1.0 mg·L-12,4-D+0.5 mg·L-16-BA+3%蔗糖+0.8%琼脂上,胚性愈伤诱导率在54.5%-83.3%之间,胚状体诱导率在3.6%-52.4%之间。2.黄瓜游离小孢子培养诱导成胚与植株再生的研究2.1黄瓜小孢子游离纯化及小孢子悬浮液制备技术的研究以’长春密刺’、’津优31’和’宁佳3号’为试材,研究了黄瓜小孢子游离纯化及悬浮液制备方法,并获得了纯化的游离小孢子悬浮液,为进一步进行黄瓜游离小孢子培养作准备。结果表明:花蕾消毒后,置于10 mL离心管,加入适量B5-13（B5+13%蔗糖）提取液,用玻璃棒挤压花蕾使小孢子释放出来。然后使用孔径为76μm的细胞筛过滤,之后滤液在600 r`min-1的转速下离心5 min,弃上清。重复离心3次,至上清无色透明。随后,用液体培养基悬浮小孢子,即可得到纯化的小孢子悬浮液。2.2黄瓜游离小孢子培养诱导成胚与植株再生影响因素的研究以10种不同基因型黄瓜为试材进行游离小孢子培养,并通过对成胚条件的系统研究,首次从’7447’和’Poinsett97’中获得了子叶形胚和再生植株。结果表明:基因型和小孢子发育时期是限制黄瓜游离小孢子成胚的关键因子。不同品种间胚状体产量差异显著,每皿产胚量在1.5个和33.4个之间;单核靠边期是进行黄瓜游离小孢子培养的最佳时期;低温预处理有利于胚状体的诱导,4℃预处理2-4 d为宜,以处理2 d时胚状体产量最高。外源激素在诱导胚状体时并非必要条件,但低浓度的外源激素(0.5mg·L-12,4-D、0.2 mg·L-16-BA)更能促进小孢子成胚。NLN和B5两种基础培养基在诱导胚状体上无显著差异。此外,子叶形胚易分化成苗,而其它类型的胚状体不能获得再生植株。3.再生植株的倍性鉴定从通过花药培养获得的再生植株中随机选取21株,经鉴定发现:’7551’和’超市2号’分别有9株和3株是单倍体,其余是二倍体;’7333’、’宁佳3号’、’宁佳6号’、’7447’和’7443’的21株再生植株均为二倍体。通过游离小孢子培养分别从’7447’和’Poinsett97’中获得的11株和3株再生植株均为二倍体。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 缩略语表
• 引言
• 第一章 文献综述
• 1 单倍体植物的利用价值和获得途径
• 1.1 单倍体植物的利用价值
• 1.2 单倍体材料的获得途径
• 2 花药培养的研究进展
• 2.1 花药培养中胚胎发生与器官发生的形态观察
• 2.2 影响花药培养的关键因素
• 3 游离小孢子培养的研究进展
• 3.1 小孢子游离与纯化方法
• 3.2 小孢子离体培养中的细胞学特征及胚的形成
• 3.3 影响花粉培养的关键因素
• 4 再生植株的倍性鉴定
• 5 存在的问题及展望
• 5.1 存在的问题
• 5.2 展望
• 6 本研究的目的和意义
• 参考文献
• 第二章 黄瓜花药培养诱导胚胎发生与植株再生的研究
• 1 试验材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 试验方法
• 1.3 黄瓜花药离体培养的形态学观察
• 1.4 数据统计和分析
• 2 结果与分析
• 2.1 花药离体发育过程的形态观察
• 2.2 外源激素对黄瓜花药培养的影响
• 2.3 基本培养基对黄瓜花药培养的影响
• 2.4 在愈伤诱导培养基上培养时间对黄瓜花药培养的影响
• 2.5 低温预处理对黄瓜花药培养的影响
• 2.6 光照条件对黄瓜花药培养的影响
• 2.7 花期对黄瓜花药培养的影响
• 2.8 基因型对黄瓜花药培养的影响
• 3 讨论
• 参考文献
• 第三章 黄瓜游离小孢子培养技术的研究
• 第一节 黄瓜小孢子游离纯化及小孢子悬浮液制备
• 1 试验材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 试验方法
• 2 结果与分析
• 3 讨论
• 参考文献
• 第二节 黄瓜游离小孢子培养诱导成胚和植株再生影响因素的研究
• 1 试验材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 小孢子分离和培养
• 1.3 各因素对小孢子培养的影响
• 1.4 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 小孢子离体发育过程的细胞学观察
• 2.2 基因型对胚状体诱导的影响
• 2.3 小孢子发育时期对胚状体诱导的影响
• 2.4 温度处理对胚状体诱导的影响
• 2.5 培养基对胚状体诱导的影响
• 2.6 胚状体萌发和植株再生
• 3 讨论
• 参考文献
• 第四章 再生植株的倍性鉴定
• 1 试验材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验方法
• 2 结果与分析
• 3 讨论
• 参考文献
• 全文结论
• 创新之处
• 发表论文情况
• 致谢