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1、河北农业大学本科毕业论文论文题目 小麦花药培养创建 DH 群体 学生姓名 学号 成绩 93 学院 农学院 专业班级 指导教师姓名 指导教师职称 教授 材料目录：1、 任 务 书 （ 1 ）份2、开题报告 （含文 献 综 述 ） （ 1 ）份3、 指 导 教 师 评 阅 书 （ 1 ） 份4、答辩记录表 （ 1 ）份5、论文正文 （ 1 ）份6、其它材料河 北 农 业 大 学本 科 毕 业 论 文 任 务 书学 院： 农学院 教师姓名： 刘桂茹 职 称： 教授 年 月 日专业名称农学院，农学专业论文题目小麦花药培养创建 DH 群体题目来源通过前人在实验室利用花药培养的研究成果目的意义： 单倍体植
2、物在作物育种、遗传分析、基因克隆等领域已得到广泛应用，创建单倍体植物的方法有很多种，而用花药培养技术是创建小麦单倍体行之有效的方法。小麦是我国主要粮食作物之一，花药培养技术对小麦育种具有突出优点，纯合速度快，后代稳定性好，从而缩短育种年限，提高选择的准确性及可靠性，花药培养的单倍体群体通过加倍得到的纯合体植株群体即为DH群体（doubled haploid） 。DH 群体为永久性群体, 不仅可获得常规育种难以或无法得到的新类型，更广泛用于基因图谱构建、分子标记等遗传学研究， 在构建遗传连锁图及QTL分析上有着突出优势,因为群体中每个个体在遗传上都是纯合的,非常适于连续性资料积累。同时，通过选择
3、综合性状优良的品系还可培育出小麦新品种。本研究意在用花药培养技术创建小麦DH群体。可行性分析：试验查阅了大量的参考文献，实验设计合理，预期结果明确，所在课题组现已搜集了大量的种质资源，并进行了基础研究。所在作物遗传育种实验室具备良好的实验室条件和试验所需的仪器设备条件如低温培养箱，恒温培养箱等实验仪器，能确保本试验有序进行。预期结果：（1） 能通过小麦花药培养创建 DH 群体可能存在的问题：（1） 由于培养环境和基因型差异，花培过程中白化现象可能严重。（2） 单倍体植株自然加倍可能丢失部分优良单株。进度安排： 2012 年 2 月-3 月：选题，查阅文献资料;3 月-4 月：确定方案;2012
4、 年 5 月：收集实验资料，在河北农业大学实验室接种花药；6 月-9 月：花药的脱分化，再分化，壮苗；10 月-11 月：分批移栽；2013 年 1 月-4 月：幼苗自然加倍5 月-6 月：撰写论文，准备答辩。专家意见：该实验拟对小麦花药培养创建 DH 群体，实验设计合理，技术路线可行，预期结果明确，进度安排合理，同意按计划执行。专家签字：年 月 日学院意见: 同意立题院长：年 月 日 农学 学院 农学 专业王冬旭 学生： 现把 2012-2013 学年，第 二 学期的毕业论文安排下达给你，你本学期承担的毕业论文任务如下：1、依据本任务书中论文题目、目的意义、可行性分析的内容完成开题报告。2、
5、按照开题报告的要求按期完成毕业论文各项工作的实施。3、完成毕业论文的撰写。4、完成毕业论文的答辩。请按相关要求完成毕业论文任务。教师签字：年 月 日河 北 农 业 大 学本 科 毕 业 论 文 开 题 报 告题 目： 小麦花药培养创建 DH 群体 学 院： 农学院 学生姓名： 王冬旭 专 业： 农学 班级学号： 2009014010212 指导教师姓名： 刘桂茹 指导教师职称： 教授 年 月 日学生姓名 王冬旭 专业班级 农学 0902 学 号 2009014010212指导教师 刘桂茹 职 称 教授 所在学院 农学院论文名称 小麦花药培养创建 DH 群体选题依据：单倍体植物在作物育种、遗传分
6、析、基因克隆等领域已得到广泛应用，创建单倍体植物的方法有很多种，而用花药培养技术是创建小麦单倍体行之有效的方法。小麦是我国主要粮食作物之一，花药培养技术对小麦育种具有突出优点，纯合速度快，后代稳定性好，从而缩短育种年限，提高选择的准确性及可靠性，花药培养的单倍体群体通过加倍得到的纯合体植株群体即为DH群体（doubled haploid） 。DH 群体为永久性群体, 不仅可获得常规育种难以或无法得到的新类型，更广泛用于基因图谱构建、分子标记等遗传学研究 3， 在构建遗传连锁图及QTL分析上有着突出优势,因为群体中每个个体在遗传上都是纯合的,非常适于连续性资料积累。同时，通过选择综合性状优良的品
7、系还可培育出小麦新品种。本研究意在用花药培养技术创建小麦DH群体。文献综述：花药培养技术王冬旭指导老师：刘桂茹（河北农业大学农学院农学 0902 班 保定 071000）小麦是世界范围广泛种植的主要粮食作物之一，全球 35%-40%的人口以它为主食，具有分布广、面积大、总产高、贸易额多、营养价值高等特点，在世界食品安全、战略贮备和农产品贸易中占有极其重要的地位 1 小麦不仅经济价值高，而且营养丰富，小麦籽粒中含有人类所必需的大量的营养物质，其中碳水化合物含量占 60-80，蛋白质含量占 8-15，脂肪含量占 1.5-2.0，矿物质含量占 1.5-2.0，以及各种维生素等。而且小麦特有的化学组成
8、、独特的面筋蛋白和丰富的营养成份，使其具有良好的黏弹性、胀发性和延伸性，可用于制作各种面食；另外，麦麸是优良的精饲料，麦秆常常用于编织和造纸 2 。除被用作上述各种主食和副产品等的加工原料外，小麦还被用作储备和贸易粮种。中国既是小麦生产大国，也是小麦消费和贸易大国。由于大国效应，中国小麦的产量直接影响着世界小麦的生产发展、市场波动及国际贸易格局。2009 年中国小麦的种植面积约为 2421 万公顷，产量约为 11495 万吨，平均单产为 4746kg/ha3 。据有关部门测算，2015 年我国小麦的人均需求量将达到 9.68kg，总需求量将达到 14051 万吨；占粮食总需求的24.1%4，目
9、前的生产量尚不能满足消费的需求。可见，在今后的几十年中，我国对小麦的消费需求将有增无减，小麦生产的压力会越来越大。围绕如何提高小麦的产量，世界很多国家在小麦品质育种技术研究方面取得了很大成就，培育并推广了许多农艺性状好的优质高产的小麦品种，其中花药培养育种技术在培育新品种中有不错的成效。1、 植物花药培养研究进展花药培养育种就是利用组织培养的方式将得到的单倍体植株经自然或人工加倍得到纯合二倍体的育种方法。通过这种方式可得到遗传稳定、排除杂合体中基因显隐性隐蔽、纯合的二倍体植株, 这样缩短育种时间 , 提高选择的准确性及可靠性。中国自 20 世纪70 年代开始进行花药培养育种研究 , 已取得重大
10、成就 , 以水稻和小麦为代表的作物花培育种研究与应用处于世界领先地位, 并成功与常规杂交育种、远缘杂交育种及转基因技术相结合, 发展形成了一套较完整的育种技术体系 6 。2、植物幼穗发育时期与诱导率花药培养中愈伤组织的诱导受多种生理及环境因子的影响。 首先, 花粉在接种时所处的发育时期可能比较重要, 不同物种最适接种时期各异( 多数为单核期或双核期) 。小麦根据从挑旗到抽穗期间幼穗的大小, 从外观形态上分为 5 个时期:小胞期，中胞期，大包期，破肚期，抽穗期；以中包期和大包期幼穗花药的愈伤诱导率最高。前人研究表明, 单核中、晚期是花药培养的最适接种时期 7 。在小麦穗分化过程中, 不同穗位小花
11、发育不同步, 所以幼穗的最适接种期弹性较大, 但已抽穗的幼穗一般不宜再用做花药培养, 以免影响愈伤诱导率。此外, 供试植株的生理状态对愈伤组织的产生也有影响, 一般情况下幼年植株的花药对诱导的反应能力较强。 其次, 接种前的预处理对愈伤组织产生也有明显影响, 尤其在诱发小孢子脱分化方面作用明显。例如: 低温( 4 ) 预处理( 24 48 h) 可促进草莓、羽衣甘蓝和石刁柏花药培养时产生更多愈伤组织 8- 9 。申书兴等 10 研究认为小孢子培养开始时 , 热激处理( 33 , 24 h) 后 25 下培养能促进四倍体大白菜小孢子进行对称分裂, 有利于愈伤组织的产生及获得大量胚状体。乔奇等 9
12、 试验发现 , 消毒方法对花药愈伤组织的形成也有影响 , 但这可能与材料的生境有关。另外, 组织学研究证实, 花药壁在花粉产生愈伤组织和形成花粉胚过程中对其有一定影响作用,只有贴靠在花药壁附近的花粉才能顺利实现脱分化。这说明绒毡层起源的某些重要物质的梯度变化对愈伤诱导有重要影响 11 。花药的长度及体积对其形成愈伤组织的能力也有影响。3、小麦花培的影响因素3.1 培养基对小麦花培能力的影响培养基是花药培养的关键, 国内外许多研究探讨了培养基对小麦花培能力的影响。1986 年王培等 12 研究指出 C17 培养基是适合小麦花药培养的培养基, C17 培养基的花药愈伤组织诱导率均显著高于 MS、N
13、6、C1、D、W、麦 II 和马铃薯简化培养基, 而且历年诱导提高的幅度非常稳定, 同时指出, 该培养基还不完善 , 需要进一步调整微量元素和有机物的种类和配比。国内很多单位采用该培养基, 并在 C17 培养基的基础上进行了改进。王培等 13 利用 C17 的浸润培养基进行花药培养, 发现花药愈伤组织诱导率从固体培养基的 13. 94% 提高到 29. 95% , 愈伤组织的绿苗分化率也明显提高。陈荣敏等 14 选取 3 个冬小麦杂交组合为材料, 以 C17 培养基为基本培养基, 分别添加不同浓度的 ABA, 结果表明随着 ABA 浓度的增加对出愈率影响不大, 但分化率和绿苗率均表现先升后降的
14、趋势, 在添加 0. 1 mg/ L 浓度的 ABA 时, 分化率和绿苗率最高3.2培养条件对小麦花培能力的影响在相同培养基情况下, 不同的培养条件对花培能力的影响也很大。温度是影响花药培养的重要因素, 王培等 15, 16 采用 5 个温度进行花药诱导率试验, 结果表明诱导花药培养的温度在 2830时诱导效率最高。梁辉等 17 采用 33和 36的高温培养不同时间, 再转到 28培养, 结果表明 24 h 的高温培养可以较大幅度的提高小麦绿苗分化率, 而对愈伤组织诱导率则有明显降低的趋势。宣朴等 18 研究了转愈初期短期低温处理对小麦愈伤组织绿苗分化率的影响。结果表明, 在转愈伤组织初期, 采用了 4和6低温培养 13 d 能大幅度提高小麦花培愈伤组织绿苗分化率 , 提高育种效率。在花培期间不同的光暗培养对花药培养能力也有影响, Ekiz H 等 19 研究了光照对春小麦花药培养愈伤组织诱导和分化的影响, 结果表明在诱导愈伤培养过程中暗培养愈伤诱导率最高, 而在
