基于体细胞胚发生的轮叶百合和垂花百合多倍体创制

发布时间：2020-07-17 20:40

【摘要】：轮叶百合(Lilium distichum)和垂花百合(Lilium cernuum Komar.)原产于中国东北地区,是珍贵的二倍体野生百合资源。其花色独特、耐阴抗寒,但花朵娇小,植株易染病。多倍体具有器官巨大、植株健壮、抗逆性强等特点,而常规多倍体育种方法通常会导致大量嵌合体产生。体细胞胚起源于单细胞,遗传稳定性好,繁殖效率高并可避免嵌合体形成,是多倍体育种的良好材料。本试验首次以轮叶百合和垂花百合鳞片和体细胞胚为外植体材料,利用不同浓度秋水仙素进行多倍体诱导,比较不同诱导时间和处理方式对多倍体诱变率的影响,并综合使用形态学观测、根尖染色体计数、气孔观测等方法对加倍植株进行倍性鉴定,以期为提升两种野生百合观赏价值、创制百合新种质、提高繁殖系数奠定基础。主要研究结果如下:1.以两种野生百合无菌苗鳞片为受体,以MS+PIC 1.0 mg·L~(-1)+NAA 0.2 mg·L~(-1)诱导体细胞胚,诱导率分别为89.8%和91.2%。组织学鉴定结果表明:两种野生百合体细胞胚发生途径不同,其中轮叶百合为间接发生途径,而垂花百合体细胞胚发生为直接发生途径。从两种百合体细胞胚起源方式来看,均包括外起源和内起源两种方式,且以外起源方式为主。轮叶百合在体胚诱导第15 d首先出现外起源,在第21 d出现内起源;而垂花百合在体胚诱导第9 d首先出现内起源,第15 d出现外起源。2.利用不同浓度秋水仙素(0.01%,0.05%,0.1%)作为诱变剂,采用浸泡法和混培法对两种百合鳞片和体细胞胚进行人工多倍体诱导。当秋水仙素浓度从0.01%-0.1%时,以两种受体诱导的植株成活率均有下降,且在浸泡法中当秋水仙素浓度为0.1%处理72 h时,混培法中秋水仙素浓度达到0.1%处理20 d时两种百合致死率均为100%。根据诱导效果,混培法培养时间长,毒害作用大,诱导过程中的致死率较高;而浸泡法致死率相对较低,增加了多倍体的诱导机率,是诱导百合多倍体的最佳途径。3.利用根尖染色体计数法进行倍性鉴定,两种百合二倍体染色体条数均为24条,四倍体染色体条数为48条,在诱导过程中没有发现嵌合体形成。并且以鳞片和体细胞胚为受体均可诱发多倍体产生,但以体细胞胚为受体效果较好,尤其是在轮叶百合中以0.05%秋水仙素中浸泡48 h以及垂花百合中以0.05%秋水仙素中浸泡24 h中四倍体植株诱变率最高,分别为28.57%和23.08%。4.对获得的两种百合不同倍性植株进行形态学和细胞学鉴定。结果表明:在相同条件下,四倍体植株表现为小鳞茎增大,叶片宽厚。非整倍体植株部分出现叶面褶皱,形态畸形化、矮化。并且多倍体植株的气孔和保卫细胞明显增大,轮叶百合四倍体气孔约为二倍体的1.63倍,垂花百合四倍体气孔约为二倍体气孔的2倍。两种百合移栽最佳基质为草炭:蛭石:河沙=1:1:1,四倍体植株较二倍体植株外观差异显著且植株更健壮。
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S682.29
【图文】：

1. 前言发育过程具有胚芽鞘结构，而其它单子叶禾木科植物不具有这一过程形胚和鱼雷形胚表现出与其他植物不同：不具对称性。而这一现象可体细胞胚同时存在两种发生途径所造成的。冯大领等（2009）在黄euteriabipinnataFranchvar.integrifoliola）中发现，节间愈伤组织可诱导叶柄诱导的愈伤组织则生成根。在小麦（Triticum Timopheevii Zhuichenko 等（2017）发现不同生长素对体细胞胚诱导效果差异明显，且加 4mg·L-1Picloram 以及 4mg·L-1Dicamba 或 3mg·L-12,4-D 其胚性愈高。物体细胞胚发生的细胞学观察 r（2015）指出体细胞胚发生过程中的发育是在强烈应激和非生理浓度下引发的。如图 1-1 所示，外植体受到外界刺激后促进内源生长素增开始分化。因为细胞具有全能性，细胞感知到外植体发出的发育信号生并分化出更多胚性细胞。切口 外界刺激 外源激素

1. 前言ploid）一般来说是指植物细胞内含有 2 套完整的染色体组，多倍体（p套及以上的染色体组。根据染色体组的来源不同，将多倍体划分为两autopolyploid）和异源多倍体（allopolyploid），同源多色体是指物种后者则是指不同物种间的染色体加倍（Kihara and Ono, 1926）。在多能会诱发植物基因组变化、转录变化、表观遗传变异等，使得植物表变（图 1-2）（Jackson and Chen, 2010）。

获得完整的体细胞胚植株（图3-1 e）。体细胞胚诱导率可达 89.6%，单个鳞片可以获得体细胞胚植株 8 个。轮叶百合体细胞胚组织形态学观察：对轮叶百合各个阶段进行组织形态学观察，发现在培养前 11d 鳞片没有明显变化，没有胚性细胞形成（图 3-3a），只有大量无明显细胞核的薄壁细胞。培养第 11d，鳞片内开始形成胚性细胞，与相邻的薄壁细胞相比，胚性细胞小而密集，伴有大量淀粉粒生成，并且可以明显观察到胚性细胞增殖现象（图 3-3 b）；胚性细胞大量增殖形成胚性细胞团（图 3-3 c）；胚性细胞团聚集形成具有明显球形结构的球形胚（图 3-3 d），随后球形胚继续分裂，发育形成鱼雷形胚（图 3-3 e），继续培养，鱼雷形胚出现明显的两极分化（图 3-3 f）

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 黄利亚;崔凯峰;黄柄军;于文杰;陈庆红;冯秀春;马宏宇;范宇光;;长白山区垂花百合园艺栽培技术[J];北华大学学报(自然科学版);2015年04期

2 徐莹;雷家军;;垂花百合资源调查及种子繁殖研究[J];种子;2011年08期

3 杨利平,刘雪梅,张雅云;百合花卉杂交亲本的选择[J];国土与自然资源研究;1997年01期

4 胡蓬清;肖海燕;刘青林;;垂花百合种子发芽试验[J];农业科技与信息(现代园林);2015年04期

5 肖海燕;刘青林;;垂花百合在北京引种栽培试验初报[J];农业科技与信息(现代园林);2015年04期

6 钟山;陈为;;野生百合的分类与鉴定研究[J];农业科技与装备;2010年10期

7 吴雪;栾舒雅;;百合种间杂交组合的试验研究[J];辽宁师专学报(自然科学版);2007年04期

8 刘芳;王晓丽;张彦妮;杨青杰;周蕴薇;;垂花百合花器官离体培养[J];草业科学;2012年12期

9 顾地周;赵淑玲;郭伟;朱俊义;姜云天;;条叶百合和垂花百合高效快繁体系的建立[J];福建农林大学学报(自然科学版);2009年03期

10 耿兴敏;夏婷;罗凤霞;;中国部分野生百合自交和组内及组间杂交亲和性研究[J];西北植物学报;2013年02期

相关会议论文 前1条

1 荣立苹;雷家军;;中国东北地区部分野生百合表型多样性分类[A];中国园艺学会球根花卉分会2008年会暨球根花卉产业发展研讨会论文集[C];2008年

相关硕士学位论文 前3条

1 付麟岚;基于体细胞胚发生的轮叶百合和垂花百合多倍体创制[D];沈阳农业大学;2018年

2 靳洋洋;长白山区五种百合属植物保护研究[D];吉林大学;2017年

3 王晓丽;垂花百合组织培养及试管鳞茎膨大初步研究[D];东北林业大学;2011年

本文编号：2759913