百合体细胞加倍种质的获得及其扩繁体系的建立

发布时间：2020-07-22 07:16

【摘要】：百合(Lilium L.)是集观赏、食用、药用价值于一身的重要经济作物。其中,兰州百合(Lilium davidii var.unicolor Salisb)是重要的高品质食用百合,岷江百合(Lilium regale Wilson)抗性强,是耐盐碱育种中亲本选育的优良材料,卷丹(Lilium lancifolium Thunb.)是百合中唯一的三倍体原生种,兼具食用和药用价值,东方百合(Oriental hybrids)品种观赏价值高,材料容易购买,常应用在扦插等栽培试验中。多倍体育种是恢复植物育性、提高抗性并增加植物食用及药用价值的主要育种手段。现有百合多倍体育种研究主要集中在丰富观赏性状等特性的改良提高上,对食用、药用和抗性性状改良的报道较少。为获得育性恢复、抗性增强、食用和药用价值提高的百合新种质,本研究以诱导剂浸泡为处理方法,以组织培养和鳞片扦插为培养、繁殖手段,以卷丹、岷江百合、兰州百合和东方百合‘Sorbonne’和‘Siberia’外层鳞片为试材,对百合体细胞染色体加倍及其快速扩繁体系进行了研究。主要试验研究结果如下:1、采用秋水仙素和Oryzalin浸泡兰州百合、岷江百合和卷丹组培苗外层鳞片,鉴定并成功获得了四倍体兰州百合,但未获得岷江百合和卷丹加倍植株。兰州百合适宜的诱导剂处理为:0.05%的秋水仙素处理48 h加倍率最高,达33.3%;在多倍体鉴定过程中,适合百合流式细胞仪分析的裂解液为Galbraith’s buffer;以‘中国春’为对照,经鉴定二倍体兰州百合基因组大小为35.3±0.9 G,四倍体基因组大小为70.2±0.6 G;根尖染色体计数显示,二倍体兰州百合核型公式为2n=2x=24=2m+2sm+6st+14t,四倍体兰州百合核型公式为2n=4x=48=4m+4sm+12st+28t;对鉴定出的二倍体和四倍体兰州百合进行细胞学和营养成分的鉴定,气孔密度较二倍体显著降低,但是保卫细胞长较二倍体显著增加;四倍体鳞片内多糖含量较二倍体高50%。岷江百合和卷丹加倍植株未获得。2、采用秋水仙素和Oryzalin浸泡‘Sorbonne’和‘Siberia’种球外层鳞片,虽未获得加倍的植株,但是在进行扦插加倍试验中,发现了一种试剂A,该试剂能够使扦插的鳞片在短时间内诱导出小鳞茎并显著提高鳞片扦插繁殖系数。3、建立了百合鳞片扦插高效快繁体系。该体系中,试剂A使扦插鳞片快速诱导小鳞茎的最优处理组合为:4%的试剂A浸泡处理外层鳞片12 h,该处理能使‘Sorbonne’鳞片扦插繁殖系数提高至2.25,使‘Siberia’扦插繁殖系数提高至2.60,使卷丹鳞片扦插繁殖系数提高至2.50。4、建立了四倍体兰州百合植株的扩繁体系。组培扩繁:四倍体兰州百合适宜的分化培养基为:6-BA(1 mg/L)、NAA(0.1 mg/L),p H为6.0,蔗糖浓度为30 g/L,适宜的养球培养基为MS基本培养基,pH为6.0,蔗糖浓度为90 g/L。鳞片扦插扩繁:以二倍体兰州百合球为试材,4%的试剂A浸泡外层鳞片12 h,使二倍体兰州百合鳞片扦插繁殖系数提高至2.12;待四倍体兰州百合扩繁至一定规模,将该处理作用于四倍体百合球外层鳞片,从而建立四倍体兰州百合植株的扩繁体系。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S682.29
【图文】：

直方图,含量分布,四倍体,二倍体

诱导下共获得了 110 株多倍体植株，在 Oryzalin 诱导下获得了 40 株多倍体植株。a b图 1 兰州百合二倍体和四倍体的 DNA 含量直方图. a 二倍体 DNA 含量分布图；b 四倍体 DNA 含量分布图.Fig.1 The diploid and tetraploid G2peaks of Lilium davidii var. unicolor Salisb. a The diploid DNA content distributionmap; b The tetraploid DNA content distribution map;2.2.1.2 根尖染色体压片及核型分析经流式细胞术粗筛所获得的多倍体材料，采用根尖染色体计数对其倍性进行进一步鉴定。兰州百合二倍体染色体数目为 2n = 2x = 24，四倍体四倍体染色体数目为 2n = 4x = 48，通过预处理不同时间的比较发现，预处理时间在 10 h 时预处理效果最佳，所得染色体图像最为清晰。

四倍体,二倍体,秋水仙素,嵌合体

图 2 兰州百合二倍体和四倍体根尖染色体图. a 二倍体兰州百合染色体； b 四倍体兰州百合染色体.Fig.2 The chromosome counting of Lilium davidii var. unicolor Salisb root tips. a The chromosome of diploid plants; bThe chromosome of tetraploid plants;经根尖染色体压片对筛选出的多倍体进行鉴定，所得嵌合体个数及四倍体个数如表3所示，从表中我们可以看出，秋水仙素加倍的最佳处理组合为秋水仙素浓度为0.05 %，处理时间为48 h时，加倍率最高，为 33.3 %。通过比较分化数与四倍体加倍率，我们发现分化数与加倍率之间呈现负相关性，即较高的分化数总是伴随着较低的加倍率。经鉴定，共得到 26 株四倍体植株，将其转移至养球培养基，于 25 ℃的组培室光照继代培养。表 3 经秋水仙素浸泡的兰州百合鳞片再生植株中嵌合体与四倍体数Table 3 Number of mixploid and tetraploid regenerated bulbs under the treatment of colchicines soaking method诱导剂InducerDMSO浓度(%)Concentration时间(h)Time分化数Number ofdifferentiation再生鳞茎百分比 Percent of regenerated bulbs（再生鳞茎数 Number of regenerated bulbs）嵌合体Chimera四倍体Tetraploid对照 39.3±1.0 －a－Colchicine 2 % 0.03 24 h 27.3±0.6 3.7 (1) b 0 (0)

四倍体,染色体,二倍体,秋水仙素

【参考文献】