EMS诱变海滨木槿及抗寒突变体筛选的初步研究

发布时间：2020-06-09 13:33

【摘要】：海滨木槿(Hibiscus hamabo Sieb.et Zucc.)是锦葵科落叶灌木中一种耐盐碱、旱涝抗性极强的重要防护林树种,有重要的研究价值。本研究以海滨木槿种子为原初材料,利用不同浓度甲基磺酸乙酯(EMS)进行诱变处理,结合种子的发芽势、发芽率、发芽指数确定EMS诱变海滨木槿种子的半致死剂量,选择合适的诱变浓度和时间,通过对后期幼苗变异表型的观察、生理指标的测定以及亚显微结构的比较进行抗寒性的筛选与鉴定,以期获得海滨木槿抗寒新品种。研究结果如下:1.不同浓度EMS对海滨木槿种子萌发的影响(1)海滨木槿种子在不同浓度EMS诱变处理下,萌发受到不同程度的抑制,EMS浓度越高、处理时间越长,抑制作用越强。结合种子的发芽率、发芽势、发芽指数及后期成苗率确定EMS诱变海滨木槿种子的半致死剂量为1.5%处理4h。(2)EMS诱变处理会对海滨木槿种子造成一定的生理损伤,其中种子浸出液的电导率、MDA含量均随EMS浓度和处理时间的增加而增加。EMS对种子的影响,还表现在抑制胚根长度,随着EMS浓度的增加,胚根逐渐变短,根长受到不同程度抑制。2.EMS诱变对海滨木槿幼苗形态及叶表面结构的影响EMS诱变的海滨木槿种子,萌发后幼苗期会出现许多形态上的变异,M1代幼苗普遍矮化,变异类型极丰富,主要集中在株高、株型、叶型、叶色以及花期等性状上。(1)株高突变体:经过EMS诱变处理,海滨木槿植株矮化现象明显,矮化率高达90%,对照组的平均株高为19.68cm,而突变体中的矮化植株平均株高为3.84cm。(2)株型变异:1.5%EMS诱变的海滨木槿出现三株匍匐多分枝突变体,观赏性状明显。(3)叶片突变体:EMS诱变海滨木槿出现了丰富的叶片突变类型,大致分为叶片形态变异和叶色变异。未经EMS诱变的对照叶片为卵圆形嫩绿平展叶片,经过1.5%EMS诱变的突变体叶片类型多样,有卷曲叶、心形叶、扇形叶、类鹅掌楸叶、沿叶片中脉半片叶,其中有两株在早期幼苗期出现三片子叶。叶色变异类型主要有花叶、黄白斑杂叶、黄化叶、深绿色革质叶。(4)花期突变:正常生长条件下的海滨木槿只有生长2-3年的实生苗才能开花,而经过1.5%EMS诱变处理的海滨木槿有4.65%的植株出现花期提前,在幼苗期出现淡黄色花朵。(5)叶片表面结构的观察:对诱变植株与对照株相同部位叶片进行扫描电镜观察,发现对照与诱变株的叶表面泌盐结构无明显差别,但诱变株叶表面的泌盐结构密度明显高于未诱变组;经过诱变的植株叶表面表皮毛数量、分支数明显减少。3.低温胁迫对海滨木槿幼苗生理指标的影响(1)低温半致死温度的筛选:实验测定了不同温度和处理时间下海滨木槿叶片电导率,随着胁迫温度降低和胁迫时间的延长,叶片电导率逐渐上升,根据电导率确定海滨木槿的低温半致死温度为-10℃处理8h。(2)苗期抗寒突变体的筛选:对诱变海滨木槿进行低温胁迫表型筛选,抗性较好植株用于测定低温胁迫后叶片SOD、GR、APX的活性,发现筛选得到的诱变植株与对照相比在低温胁迫下抗氧化酶的活性升高明显,可溶性糖、脯氨酸等渗透调节物质含量表现出相同变化趋势,丙二醛与抗氧化酶和渗透调节物质变化趋势相反。说明经1.5%EMS诱变能提高海滨木槿抵御低温胁迫能力。4.低温胁迫对海滨木槿叶片超微结构的影响根据上述生理指标筛选得到抗寒突变体,对其进行冷胁迫下叶片超微结构的观察,发现同样冷胁迫处理,EMS诱变能使海滨木槿在低温胁迫下保持较好的叶绿体形态,而低温胁迫下诱变植株与对照株线粒体结构无明显差异。电镜观察结果与前期测定的生理指标显示的结果相吻合。
【图文】：

测得的数据用平均数加减标准差表示。2 结果与分析2.1 不同浓度 EMS 处理对海滨木槿种子萌发的影响由图 2-1 可知，EMS 抑制海滨木槿种子的萌发，而且诱变剂浓度越高，抑制现象越明显。从图 2-2、2-3 和 2-4 可以看出，，与未经过 EMS 处理的种子相比，诱变组海滨木槿种子的发芽势、发芽率及发芽指数随 EMS 浓度的升高都呈逐渐下降的趋势，且 EMS 浓度越高，萌发数值越低，与对照差异显著。当用 1.5% EMS处理种子时，发芽势由对照的 66%下降到 49%，发芽率由对照的 99.67%下降到51%（最接近于 50%），且与对照存在显著性差异。当 EMS 浓度为 2. 0%时，诱变种子的发芽率仅有 33%。

图 2-2 EMS 处理对海滨木槿种子发芽势的影响cts of EMS-treatment on seed germination potential of Hibiscus haZucc.不同小写字母表示差异显著（P<0.05），下同。fferent letters indicate significant difference at P<0.05, the same be图 2-3 EMS 处理对海滨木槿种子发芽率的影响ffects of EMS-treatment on seed germination rate of Hibiscus hamZucc.
【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S793.9

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本文编号：2704760