《结球甘蓝自交不亲和系的四倍体诱导及其细胞胚胎学研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《结球甘蓝自交不亲和系的四倍体诱导及其细胞胚胎学研究（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、河北农业大学硕士学位论文结球甘蓝自交不亲和系的四倍体诱导及其细胞胚胎学研究姓名：轩淑欣申请学位级别：硕士专业：蔬菜学指导教师：张成合2003.5.1摘凝本文以结球甘蓝自交不亲和系为试材，采用人工诱变技术进行了姻倍体的诱导帮选帮，舞对诱变获褥豹同源圈偌体进行了生物学、细德学、瓤骀学及自交亲和性等研究主要研究结果如下： 在适宜的环境条件下，02 秋水仙索药液处理6 4 h 的缀合诱变效果最好，其诱变率最高为3 9 3 。平均为3 43 5 。2 + 与二倍体比较，获得的四倍体植株生长势强，叶片肥厚，叶形指数变小，花茎变鞭，花营、花瓣及时表皮气i L 变大，攀位薅承逸气i 数露城少，气j l 绦里缀
2、胞内时绿体数增加，花粉粒整齐度和花粉活力下降，表现出多倍体的般特征。3 疆倍 毒嚣蘸魏凝数努裂行为较其一二嵇薅豹复杂，终变嬲各氇霉纲麓孛静酾价体数和二价体数变化很大，可由9 个四价体降到1 8 个二价体；中期I 、中期I I 禽春游离染色律；嚣期 、螽期l i 含有落后染色俸和染色体不均衡分离等现象。4 四倍体和二倍体甘蕊的授粉、受精和胚胎发育过程基本相似，识四倍体的受藕率较二倍体钓低，珏胎发育进穰较二倍秫韵约晚2 d 鼬胚乳没有明显的细胞化阶段。5 岛原= 倍体自交不索和系亲本比较，四倍体静蓝花期自交不亲和性有所减弱，毽没毒发生硬鳓改变，耱保持饕蠡交誉豢帮 生弱逡传特点。6 瞀期重复授粉和授
3、粉后用G A 3 和N A A 变替处理可显著的改善自交不亲和系翡结实煌，翔藿麓3 次重复援耪零E 筏蠲授羧矮弼5 却辩G 如弱3 0 鼬p 蕾d 媳A 交蛰漓蘸子房5 次，四倍体甘蓝的亲和指数较对照分剐提高丁11 8 7 3 和1 5 4 1 8 。关键词：结球甘蓝：自交不亲和；殴倍体；减数分裂；胚臆发弯独创性声职本人声明所璧交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取稽的辨究蔽聚。据我掰知，除了文孛特翔热班括涟霉鞋致谢瓣撼方静，论文中不毽禽 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也举包含为敬得丑然敬幽冀他教育机梅筑学位戏证书掰使餍过翡秘糕。与羲一弼工诈豹鞠恚黯零龋究所徽煞饪蟋嚣献均已在论文
4、中你了明确的说明并表示谢意。学像论文痒者签名：毒博醛逸字嚣鲻；。叼 弓霉嚣w 懿学位论文版权使用授权书本学像论文撵誊宠金了解i 莹漶盎嘉蓬鸯燕豫臀、使用学位论支酶规定，有 权保留并向国家肖芙部门或机构邀交论文的鬣印件釉磁盘，允许论文被查阅和岱涩。本入授较蠢魁整述蕊可蕊褥学谴论支瓣全罄藏躲分蠹骞缡A 莓荧数搭露避行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论定。( 媒密的学能论文崧瓣密蓐遗孀本授投警)学位论文作者签名：杵淞怅签字日期：i 年6 月j a 日导师勰名：多丧_ 毫趴签字日期：舢，年i 月M 日文献综述在植物的进化过程中，染色体多倍化现象起到了重要作用，它不仅与许多物种的形
5、成有关，而且对各个科、属内的进一步分化也很重要。多倍体是高等植物染色体进化的显著特征，是物种形成的途径之一。据估计，自然界中人约5 0 的被子植物、7 5 的采本科植物均属于多倍体。多倍体由于其常常表现为营养体增人、营养成分增加等特征，在生产上具有较人的麻_ j I j 潜力，冈此多倍体育种历来受到国内外育种工作者的重视。1 同源四倍体的产生途径同源四倍体是指染色体组来源相同的四倍体，其产生途径主要有自然突变、人f ：拱体植株诱导和通过离体组织培养等。11 自然突变产生多倍体包括无性希l 有性两种方式：无性方式臼然界的二倍体物种在体细胞分裂过程中可能发生偶然的染色体加倍，产生山一些四倍体细胞，
6、由它们分化成四倍体的芽和枝条，由此，逐步形成一个四倍体新l i ! 1 种或新类型；有性方式小孢子母细胞羽I 大艳子母细胞在减数分裂过程中偶尔可形成未减数的雌雄配子( 2 n 配子) ，由这些未减数的雌雄配予受精结合则会产生四倍体的子代。自然发生的多倍体大都是后一种方式。 i 2 人工整体檀株诱导获得四倍体利用一定的物理和化学的方法可以进行四倍体的人工诱发。最早诱发的四倍体是在番茄上通过打顶等机械损伤方法而实现的。利用化学方法诱导主要利埘化学试剂如秋水仙素、苯乙烷、吲哚乙酸、有机砷制剂、磺胺剂及其它植物碱。最常用的是使用秋水仙紊等化学药剂处理话跃生长的顶端分生组织。诱导染色体加倍。目前在瓜类1
7、 2 - 6 I 、茄果类( L S 】、叶菜类1 9 ”l 、花菜类等方面都通过此方法获得了同源四倍体、三倍体品系1 3 通过离体组织培养获得四倍体在组织培养过程中。细胞很容易发生染色体数目的变异。A d e l b e r g ”J 、Z h a n g 等【1 4 l 、马国斌等1 ”、何欢乐等6 谰西瓜和甜瓜的未成熟子叶、子叶和真叶作为外植体进行离体培养。利用诱导再生植株过程中发生染色体数目变异，获得了较高频率的四倍体变异；袁华玲等【”】就利用组织培养获得了四倍体石刁柏试管苗；郭启高等1 1 5 1 在西瓜芽再生培养基中仅添加B A ，可产生高频率的四倍体变异。此外，在组织培养过程中若
8、结合秋水仙素处理可大大增加变堕苎丛堇鱼銮至鲞塑墨塑翌堡竺重量墨基塑堕墅堕堂竺塞一异频率。经此途径，西瓜、黄瓜、黄花菜、百合、白菜、莴苣等都己获得多倍体1 ，”2 ”。目前，这种方法已成为人：】：获得植物多倍体，特别是那些由常规方法不易诱变成功的植物多倍体的一条重要途径。此外还发现几种除草剂( T r i l l u r a l i n ，O r y z a l i n 等) 也具有染色体加倍的功能2 ”。2 同源四倍体的特征特性在生产中所应用的同源四倍体物种人多是由二倍体人工诱变而来的。由丁细胞核物质和染色体数目的改变，特别是质，核比例的改变，引起了植物形态上、生态上和生理上的巨大变化。2 1
9、 同源四倍体的形态特征同源四倍体植物的突出形态特征是常常表现出的某种“巨人性”，如根、苹、n l 、花、果实、花粉粒、保卫细胞、种子或整个植株往往比二倍体的人。例如，同源四倍体苦荞较原二倍体种相比，植株变高，摹干加粗，分枝数增多叶面积加大，花和耔粒明显变人“。刘选明等( 1 9 9 5 ) 选育的同源四倍体黄花菜，其花蕾和花粉粒的长度、粗度、花瓣的厚度、宽度以及花药的陈度都较二倍体显著增加”“。 2 2 同源四倍体作物的产量和品质同源四倍体育种是提高作物产量和品质的一条重要途径如国外育成的四倍体甜养品种一火花、埃姆卡、片卡尔德、榆养1 号和苦莽等，其品质和产量均有明显的改善和提高，其中同源四倍
10、体营养的蛋白质含量比二倍体原种提高3 9 0 5 ，远比小麦、水稻、玉米等主要粮食作物高1 2 ”四倍体黄花菜单个花蕾鲜重、干重分别较二倍体增加。百蕾予熏比二倍体离1 7 1 克。且花蕾的营养价值较二倍体显著提高m 1 同源四倍体莽麦耔粒中的镁，锕、锌、铁、锰、锶、锂等微量元素的含量几乎是其二倍体的一倍【2 ”2 3 同源四倍体棱物的生长发育变化与= 倍体相比较同源四倍体植物在生长发育上往往表现为劣势如同源四倍体西瓜在表现抗性强、品质风味佳、经济性状优良的同时，却伴随着植株生长慢，分技力弱，果实成熟迟，坐果难，种子少孕性低的弱点”。同时，同源四倍体植物自交更存在着结实率低的特点，这对以种子作为
11、繁殖材料的大多数作物来说是一个严重障碍2奎堕簦堕一3 同源四倍体在作物育种上的应用自2 0 世纪3 0 年代德国首次育成了四倍体黑麦以来，多倍体育种在长达半个多世纪里，国内外己先后培育出了许多同源四倍体品种或类型，但同源四倍体在育种上的作用已不仅限于作为育种的最终产物，它作为种遗传桥梁，进行有目的的遗传渐渗和基因转移已取得巨大成功。31 诱导三倍体形成利用诱导产生的同源四倍体与二倍体杂交获得三倍体，在蔬菜育种中应用较多。例如，早在2 0 世纪4 0 年代日本的遗传学家木原均利用四倍体与二倍体杂交的方法就成功地培育出了同源三倍体西瓜【2 。前苏联在7 0 年代，用秋水仙素诱导中国长果黄瓜成为同源
12、四倍体，然后用短果二倍体品种与之授粉杂变抉得异源三倍体无籽黄瓜，其品质、产量和耐贮性等皆超过原亲本二倍体品种。我国殷兆炎曾报道 3 0 】，用选出的早熟的四倍体丝瓜突变株与二倍体亲本配制出的三倍体，品质优良，纤维化推迟，产量L L - - 倍体增加2 2 。近来，我国昌黎果研所，用二倍体葡萄“郑州早红”与四倍体葡萄“巨丰”杂交，选育出了极早熟、大粒型无核葡鞫新品种一无核早红，并应用于生产，为鲜食优质无核葡萄育种开辟了额途径【3 “。 3 2 培育四倍体新品种人工诱变成的四倍体大多不能直接应用于生产。在四倍体水平上进行品种间杂交，来改善其遗传背景及遗传生理上的协调性，已成为四倍体植物育种的普遍实
13、践刘惠峦等( 1 9 9 5 ) 选育出的同源四倍体不结球白菜“寒玉1号”，就是利用两个诱导产生的间源四倍体，从中选育出优良的自交系，进而配制出的杂种一代【3 2 】。蒋观敏等C 1 9 8 5 ) 在诱变一系列高粱品种的基础上，首次对高粱质一核互作雄性不育系及其保持系先后诱变成了同源四倍体，在国际上第一次实现了植物四倍体水平上的三系配套1 3 3 】；罗耀武等用人工诱变成的四倍体玫瑰香葡确与自然形成且广泛栽培的四倍体巨峰葡确进行杂交改良，选育出的“巨玫”四倍体葡萄，其产量、品质、抗性均优于其双亲此外，通过单向多倍化或j 班向多倍化均能撼高杂交后代的倍性水平。如主子欣 3 4 报道以秋水仙素处
14、理诱发产生的结球白菜四倍体为母本与二倍体结球白菜杂交，获得了新的同源四倍体 3 3 同源四倍体的遗传桥梁作用塑堡篁蔓童塞至鲞塑篓坚塑堕堡逢量垒薹塑篷堑塑罂塞植物在长期的人工选择进程串，遗传鹜景会变翡越来越狭窄，萋毽资滚会变的越来越枯竭，因此通过远缘杂交将野生植物中的异源有益基因引入栽培作物，避瓣秘造寤农箨耪新静矮已经藏为啻静孛一矮熏要豹磅究瘫容t： 3 1 克服远缘杂交的不孕性亵逶缘杂交孛蕴往会遘到杂交不孕豹障褥。嚣将某一泶本加倍成四倍体，这种不孕现象常常能得到克服，从而实现基因的转移和交流。如湖北省农煦辩学院将= 倍 奉中的中棉和草棉加倍成四倍体厉与圆倍体陆地棉杂交获得成功。趸如，行蓝和野油
15、菜作为二倍体褶互不黥杂交，缓燕，髂势诱导袋嚣舞律纛鼙转交1 S z t c y nK ( 1 9 5 9 ) 报道秘鲁番茄和多腺番茄杂交中，如将母本植株先诱导或瓣源霞繁体。结籽弗琵二菇傣秀母本罐艇s o 倍i 3 “。3 ： 2 作为q ，问材料转肖外源基因焚麟繁等( 2 0 0 0 ) 遴过嗣潦汹罄体将狼尾草豹抗性基因和无融含生殖基因转入裁培稻中羧得成功门”。此外+ T a n g 等( i 9 8 8 ) 在研究离粱缀的基因掇关襄时。涯明了弼源四倍体高粱与约翰逊蕈可进行染色体重缎和外源基因的离频率转移印。蒋魂瑷等( 1 9 9 7 ) 骶制T 弼滚四倍辖掰高鬃等品系每约赫逊蒂鲍杂交科，为其
16、聪代材料中的有用基因转移到二倍体栽培种中去。辅短了分礴时间，加快了转移辩深基因的逶稷f ”j 。3 3 3 创造无融合生殖种质资源大囊鹾究缝莱表弱，在采本科攘稳巾，表现敬冤融套嶷麓特技螅携秘犬部分是多倍体物种，约占9 8 8 0 因此。人工诱变檀耪雾倍律是创造无融赍生建釉痰资滚豹条重要_ i 蠡径黄群燕等( 1 9 9 3 ) 对同漂四倍体水耩A P I V 4 韬穗中不同颖花内多卵颓率的研究表骧，A P I v 4 禳拣胚囊篾有与多倍律晃融合生殖现象密切相关的特殊生殖现象，从箍认为在参倍体水稻中筛选无融合袋殖种质，其成功驹可能蘸比较大，滩度院较小H “。3 4 染色体工程育种花药培葵技零终荛一种弯耱豹手段，其主要意义燕爨蒸遗耩效攀，翔速弯种的进程。由乎同源四倍体的减数分裂讹较复杂，存在染色体组含、数目上的交翼，笼其是能戳较蹇频率产生2 n + 1 匏芘耪。嚣她，对嫂经髂掇镌的花粉进行组织培养
