‘细叶’芒(Miscanthus sinensis’Variegatus’)四倍体诱导与表型分析

本研究以观赏植物二倍体‘细叶’芒的幼穗为外植体诱导出愈伤组织,采用秋水仙素诱导处理获得其同源四倍体,分别通过流式细胞仪检测和根尖细胞染色体计数鉴定再生植株的倍性。进一步对四倍体‘细叶’芒的叶片气孔特征和植株表型特征分析,结果表明,与其二倍体亲本相比,四倍体叶片下表皮的气孔密度显著降低而气孔大小明显增大,四倍体植株的株高、分蘖和冠幅显著降低,但是叶片宽度比二倍体植株明显增加,而四倍体茎粗和叶长跟二倍体植株无明显差异。该研究获得的‘细叶’芒同源四倍体可为观赏植物新品种的培育提供新种质资源。     

不结球白菜同源四倍体苏州青的诱导鉴定

为获得高产优质的不结球白菜四倍体苏州青,本研究使用浓度分别为0.1%,0.2%及0.3%的秋水仙素溶液,点滴处理二倍体苏州青幼苗植株的子叶生长点,进行5次处理后,通过形态学和细胞学方法筛选鉴定四倍体苏州青植株,并比较二、四倍体苏州青的农艺性状及品质差异。结果表明：秋水仙素浓度为0.2%时加倍效果最好。形态解剖学鉴定结果表明：四倍体在株型、叶片、花、种荚、种子大小都有较明显的变大趋势;四倍体植株叶片气孔较二倍体变大,气孔密度变小;同时四倍体植株花粉粒比二倍体更膨大,更不规则;细胞学鉴定结果表示,四倍体植株染色体数为40条,二倍体植株为20条;通过流式细胞仪鉴定,四倍体植株荧光强度约为二倍体的2倍。通过品质比较分析,结果显示四倍体苏州青的各项生理指标含量较于二倍体均有不同。通过农艺性状比较,单株质量、叶宽、叶厚都有一定程度的增加。本研究利用秋水仙素操作技术,抑制有丝分裂后期纺锤丝的形成,实现染色体加倍,创制不结球白菜新种质,为选育四倍体不结球白菜提供理论基础和种质资源。     

滇丁香化学诱变的多倍体及其鉴定研究

为获得滇丁香新种质、选育抗性新品种,用不同浓度的氨磺灵溶液浸泡滇丁香种子,以种子下胚轴膨大视为变异株,统计变异率和发芽率,通过形态学观察、气孔观察、染色体计数及流式细胞仪检测确定其倍性。结果表明：15μmol/L氨磺灵浸泡种子24 h为滇丁香多倍体诱导最佳方法,变异率达60.1%,发芽率为66.7%,获得2株四倍体植株;25μmol/L氨磺灵诱导24 h,变异率为50%,获得1株八倍体植株。滇丁香变异植株在株高、叶长、叶厚方面均与对照植株呈显著差异,多倍体滇丁香植株株型矮小、叶片畸形较圆润且变厚、叶色较深、叶毛茎毛粗长。多倍体植株气孔的长和宽及保卫细胞的长和宽均显著大于二倍体植株,且气孔密度显著小于二倍体植株。经流式细胞仪检测,不同倍性植株DNA含量近似倍数关系。经染色体计数,滇丁香二倍体植株染色体数目为2n=44,四倍体植株4n=88。四倍体滇丁香丙二醛含量极显著低于二倍体,而脯氨酸含量极显著高于二倍体。     

二倍体及四倍体枳橙DNA甲基化变异的MSAP分析

为探讨染色体加倍对四倍体枳橙(Citrus sinensis (L.) Osb.×Poncirus trifoliate (L.) Raf.)叶片基因组DNA甲基化修饰的影响,明确四倍体枳橙基因组DNA甲基化水平及模式的变化特征。本研究以枳橙二倍体为对照,利用MSAP分子标记技术对同源四倍体枳橙叶片基因组DNA甲基化水平及模式变化进行分析。结果表明,10对选择性扩增引物共扩增出775条条带,二倍体和同源四倍体枳橙扩增带数分别为391条和384条,对应的总甲基化率分别为31.97%(含全甲基化率16.37%,半甲基化率15.6%)和31.25%(含全甲基化率18.49%,半甲基化率12.76%);MSAP扩增条带统计表明,同源四倍体的总甲基化率变化较小,全甲基化率高于二倍体,半甲基化率较二倍体均有所降低,相比二倍体对照,四倍体枳橙叶片基因组DNA主要发生了甲基化模式的变化。     

涪陵胭脂萝卜多倍体诱导研究

以不同浓度秋水仙素溶液处理胭脂萝卜幼苗茎尖生长点,通过苗期和成株期对诱变植株和正常二倍体植株进行形态学和细胞学鉴定,探讨四倍体胭脂萝卜的诱导方法与途径.结果表明,5种浓度秋水仙素都能诱变出四倍体胭脂萝卜,其中2 g/L秋水仙素诱变率最大,为33.3％.四倍体胭脂萝卜平均叶片厚度、叶长、株高、叶宽和开展度较二倍体分别增加32.4％、39.6％、39.8％、24％和31.7％,四倍体胭脂萝卜叶片单位视野内的气孔数目少于二倍体72.2％,但气孔的横径和纵径分别较二倍体大40.8％和30.7％.说明叶片厚度、叶长、株高、叶宽、开展度、气孔数目、气孔的横径和纵径等性状可以作为四倍体鉴定的重要特征,特别是气孔数目、气孔的横径和纵径可以作为快速鉴定四倍体与二倍体胭脂萝卜的重要指标.利用秋水仙素诱导是获得四倍体胭脂萝卜的有效途径之一.     

柠檬合子胚自交实生苗的鉴定及其对柑橘溃疡病的抗性初步评价

枸橼C-05是抗溃疡病的柑橘种质资源,柠檬是枸橼的后代,其自交后代可能继承枸橼的抗性基因。为分析柠檬自交群体对柑橘溃疡病的抗感性规律,本研究建立了433株的‘尤力克’柠檬自交后代群体,并利用SSR分子标记对合子胚实生苗进行了鉴定,观察合子胚实生苗和珠心胚实生苗叶片形态学的差异,对所有自交后代离体注射接种柑橘溃疡病菌,初步评价了实生后代对柑橘溃疡病的抗病性差异。结果表明‘尤力克’柠檬存在多胚性,从300对SSR引物中筛选到8对可用于‘尤力克’柠檬合子胚鉴定的引物,共鉴定出合子胚实生苗57株,确定珠心胚实生苗4株。叶形指数、叶尖指数、翼叶长、翼叶宽和叶柄长均不能作为区分‘尤力克’柠檬合子胚实生苗与珠心胚实生苗的形态学标记,但合子胚实生苗的翼叶长度变异幅度大于珠心胚。57株合子胚实生苗离体接种柑橘溃疡病菌后,5株表现为抗病,52株表现为感病;4株珠心胚实生苗均表现为感病;在372株未鉴定清楚的自交后代中,8株表现为抗病,364株表现为感病。本研究表明利用SSR分子标记还不能完全鉴定出‘尤力克’柠檬合子胚植株,可能需要更多的引物或更灵敏的分子标记才能把全部实生后代鉴定出来。利用合子胚自交后代接种鉴定,更有利于分析‘尤力克’柠檬对柑橘溃疡病的抗感性遗传规律,挖掘抗性基因,为柠檬的抗病育种提供种质资源。     

草棉同源四倍体后代性状鉴定与遗传解析

【目的】多倍化是植物进化及新物种形成的重要途径,利用染色体加倍之后基因的剂量效应及多倍体优势,培育出综合性状优良的草棉同源四倍体新种质,有效拓宽棉花种质资源。【方法】以草棉同源多倍体后代S₁和S₂为材料,利用流式细胞仪鉴定倍性,对同源四倍体进行形态学、细胞学和生理生化指标鉴定。【结果】倍性鉴定表明,5株S₁中有1株三倍体和4株四倍体,7株S₂中有1株非整倍体和6株四倍体。在植株形态、叶片性状、花的表型、气孔性状等方面,S₂较S₁更稳定。细胞学鉴定结果表明,S₂正常四分体(85.17%)和正常花粉粒(87.33%)的比例较S₁都有所提高,说明同源四倍体减数分裂逐渐趋于正常。S₂叶片中超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的活性以及丙二醛、可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸和叶绿素的含量均高于S₁及其二倍体亲本。在结实率、种子大小和纤维长度方面,S₂优于S<...     

西洋梨二倍体及其人工诱导同源四倍体遗传差异的SSR分析

以西洋梨‘丰产’二倍体及其10个同源四倍体株系为材料,通过微卫星(SSR)分子标记技术对西洋梨二倍体与同源四倍体之间的遗传差异性进行了研究。应用10对SSR引物对11份材料进行扩增,共扩增出23条谱带,其中有8条呈多态性,多态性比例为34.78%;10对引物中有3对引物为多态性引物。聚类分析显示,不同同源四倍体株系与二倍体的遗传差异大小亦不同;在10个同源四倍体株系中有3个株系扩增的条带与二倍体完全相同,7个同源四倍体株系与二倍体相比产生了差异性条带。研究结果表明,西洋梨二倍体与其同源四倍体之间以及10个同源四倍体株系之间在DNA水平上表现出了一定的多态性。本研究能够为进一步进行西洋梨多倍体的育种实践提供理论指导。     

油茶种质倍性的SSR-PAGE和SSRseq鉴定

本研究采用流式细胞仪、SSR-PAGE和SSRseq相结合的方法,对97份油茶种质资源的染色体倍性进行了鉴定。结果表明:(1)以二倍体狭叶油茶为对照,流式细胞仪检测发现,在96份油茶种质中,29份是二倍体,58份是四倍体、9份是六倍体;(2)每份种质的56个SSR标记的SSR-PAGE扩增位点等位基因数表明,等位基因数最大为2的二倍体有22个,最大为4的四倍体有66个,最大为6的六倍体有9个,流式细胞仪检测的8个二倍体被校正为四倍体;(3)每份种质的56个SSR标记的SSRseq等位基因数鉴定的96份油茶种质染色体倍性结果与SSR-PAGE扩增位点等位基因数估测的结果一致。流式细胞仪可快速检测植物DNA分子量、SSR-PAGE可提供位点的最大等位基因数、SSRseq可精确获得等位基因数,三者结合是快速准确鉴定多倍性物种的染色体倍性的可靠技术与方法。     

花培创造的水稻新种质

种质资源在品种遗传改良、生物技术等研究中具有重要意义.我们以丰富的同源四倍体水稻种质资源为材料,同源四倍体水稻具有4个相同的染色体组,同源四倍体一位点上有4个等位基因,在四倍体的情况下,隐性突变往往得不到表现而被掩盖起来,但通过四倍体水稻花药培养的减倍,可以得到具有隐性突变的二倍体杂合体,在花粉植株F2中可使隐性突变性状得以表达,在花药植株后代中,寻找和发现具有特殊性状又有较大利用价值的新种质.通过几年的工作,我们陆续获得了如下新种质.     

嫁接对马铃薯种间杂交亲和性的评价

为了研究亲本预嫁接对马铃薯种间杂交亲和性的影响以及培育马铃薯新种质,本研究以四倍体高产马铃薯‘冀张薯12号’和‘冀张薯8号’为母本与二倍体高淀粉原始栽培种为父本配制杂交组合,采取母本预先嫁接于父本的方法,与砧木(父本)品种进行有性杂交。共配制17个杂交组合,分为嫁接组和对照组,共34个处理。嫁接组所有处理平均授粉110朵,收获浆果数20.5个,实生粒数11.2个,平均坐果率为19.6%,单果结实数为0.46粒/果;对照组所有处理平均授粉157朵,收获浆果数15.2个,实生粒数7.7个,平均坐果率为10.5%,单果结实数为0.26粒/果。嫁接组较对照组坐果率、结实率平均提高86.7%、76.9%。共对322粒种子进行组织培养,经诱导获得植株170株;对上述10个杂交组合的部分株系用流式细胞仪进行倍性检测,获得二倍体4个,三倍体25个,四倍体17个;46个株系SSR分子鉴定和结合表型分析表明,所有三倍体和四倍体植株F1均为双亲的有性杂交后代。本研究将为二倍体马铃薯种质资源的综合有效利用提供理论与实践基础。     

中国柑橘砧木选择研究进展与展望

对国内柑橘砧木应用现状与在近20年内有关柑橘砧木选择的研究进展进行了总结。在应用现状上,中国柑橘的主导砧木枳砧存在嫁接后期不亲和、不耐深而板结的土壤、不耐盐碱土、不耐过大的温差剧烈变化、易感裂皮病、立枯病、青枯病和火疫病等,亟待改良或更换。在砧木选择研究进展上,中国调查出和引进了一些优良的柑橘砧木种质资源,通过体细胞融合选育出一些可作为柑橘砧木的柑橘体细胞杂种资源;在柑橘砧木资源的遗传稳定性、嫁接亲和性和矮化性等早期鉴定上,探索出一些有待完善的鉴定方法;在砧木选择上,选出一些具有某些优点的砧木,但尚不能冲击枳砧的主导地位,并且选择研究方法有必要把现行单纯的砧木比较改为与砧木种类、栽培技术或环境条件相结合进行比较。柑橘砧木种质资源的调查、引种、选育和利用研究仍是今后的研究重点和方向。     

东方百合Siberia多倍体诱导及其细胞学鉴定

本文以东方百合Siberia的试管苗为试验材料,研究了预培养时间、秋水仙素处理方法及浓度等因素对诱导试管苗多倍体的影响.研究结果表明:秋水仙素溶液直接浸泡较共培养法好,且以0.05%的浓度和浸泡48 h为最佳组合,最终获得了18株四倍体试管苗.通过根尖染色体计数确定其为稳定的同源四倍体.显微观测气孔特征后发现:二倍体与四倍体植株的叶下表皮气孔密度及气孔保卫细胞长、宽差异均达到了极显著水平.     

一个水稻半矮化突变体基因的初步定位

发掘和鉴定控制水稻株高的基因,实现对水稻株高的定向改良,具有重要的理论意义和应用价值。利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变水稻恢复系R30,获得了一个能稳定遗传的半矮化突变体(sd-ch)。将sd-ch作母本,与"泸恢17"进行杂交,构建F2群体,进行遗传分析,并用SSR分子标记对sd-ch进行定位。结果表明,F1表现为正常亲本高度,F2群体株高出现性状分离,正常高度植株和半矮化植株数量分别为401和143,比值为2.8,经卡方检测符合3:1,表明sd-ch受隐性单基因控制;通过SSR分子标记对sd-ch进行定位,第8染色体上SSR标记RM6028从F2群体101个隐性表型单株中检测到2个单交换株,交换率为0.99%。该基因被定位于RM6028附近,遗传距离为0.99 c M。本研究对sd-ch的初步定位,以及对其进行精心定位、克隆和应用奠定了基础。     

木薯有性四倍体遗传稳定性分析

木薯作为中国重要的经济作物,其优良品种的选育一直是木薯科研工作的重点,而多倍体的巨型性特点为其育种提供了新的思路,目前多倍体研究大多是体细胞加倍,有性多倍化研究起步较晚,而本课题组通过2n配子有性活体杂交,成功获得了首例木薯有性四倍体植株。为了研究木薯有性四倍体的遗传稳定性,本研究分别采用:田间的农艺性状观测(生长稳定期)、流式细胞术、叶片染色体计数、蛋白质含量测定/蛋白质聚丙烯酰胺凝胶电泳以及淀粉含量测定等方法进行鉴定。结果显示:木薯有性四倍体各株系农艺性状均保持了母株器官巨型性的多倍体特征;流式细胞仪分析显示,木薯有性四倍体各株系叶片DNA含量均为二倍体亲本(SC5)的两倍,相对应的叶片染色体数目也为二倍体亲本(SC5)的两倍,且视野中四倍体细胞所占比例均在90%以上;各株系蛋白质含量均小于二倍体对照组,且有性多倍体株系电泳谱带基本相似;在淀粉含量测定中,其各株系淀粉含量均小于对照组,且各株系之间含量波动较小。本研究结果表明木薯有性四倍体植株具有较好的遗传稳定性,对木薯多倍体品种的选育具有重要意义。     

流式细胞术检测芜菁倍性与相对DNA含量方法

为探究合适的解离液类型用于流式细胞术检测芜菁倍性与相对DNA含量,明确新疆地区主栽芜菁品种的DNA含量和倍性,同时检测游离小孢子培养所获得的再生植株倍性。本研究选取‘阿恰芜菁’、‘温州盘菜’及小孢子培养所获得的再生植株群体为试验材料,在常用的10种解离液中筛选适合芜菁的解离液类型。LB01适合作为流式细胞术检测芜菁样品的最适解离液。以四倍体紫花苜蓿‘金皇后’为外标,检测芜菁的DNA含量及倍性后发现‘温州盘菜’的DNA含量为0.657 pg,倍性为二倍体。‘阿恰芜菁’的DNA含量为0.723 pg,倍性为二倍体。小孢子再生群体Ⅰ的DNA含量为0.626 pg,倍性为二倍体。小孢子再生群体Ⅱ的DNA含量为2.225 pg,倍性为四倍体。本研究为流式细胞术检测芜菁倍性和DNA含量的方法提供了数据参考,也将为芜菁群体变异、种质资源评价和新品种选育等研究提供基础。     

亚洲棉与瑟伯氏棉种间远缘杂种的合成及其性状鉴定

本研究以亚洲棉为母本,野生瑟伯氏棉为父本进行远缘杂交,成功获得不育杂种F1。并对该杂种进行形态学和SSR分子标记鉴定。杂种植株生长受阻,不现蕾,叶型间于双亲之间。SSR结果表明,杂种中既能扩增出父母本带,也有父母本没有的新带,统计分析得出杂种中母本遗传成分占39.47%,父本占42.11%,重组带占18.42%,表明杂种形成过程中父母本染色体进行了重组和片段交换。形态和分子鉴定结果都表明了杂种的真实性。本研究为进一步合成人工异源四倍体提供了有价值的材料。     

枣树多倍体种质资源的发掘及其SSR鉴定

为了发现枣树的多倍体种质,从而为枣树多倍体育种提供材料,本研究利用流式细胞仪对河北沧县国家枣树良种基地的580份种质资源进行DNA含量检测,并对检测到的多倍体进行SSR分析,鉴定出5份三倍体种质资源,包括‘赞皇大枣’和‘京林一号枣’,和新发现的‘山西特大个’、‘衡水扁枝’和‘针葫芦枣’,其余均为二倍体,表明枣树种内基于染色体较低的多样性水平。随后,采用24对SSR引物对检出的三倍体种质进行分析,结果表明:不同的种质分别有3~9个SSR位点检测出3个不同的等位基因,该结果进一步证实了流式细胞仪的鉴定结果。本研究将流式细胞仪用于枣树倍性的大规模鉴定实验,结合SSR分子标记,能快速、高效地鉴定出枣树的染色体倍性。     

同源四倍体水稻农艺性状的遗传分析

与二倍体水稻相比,同源四倍体水稻杂种具有强大的生物学优势,目前对同源四倍体水稻数量性状的遗传规律及存在较强优势的遗传基础还不清楚。此研究利用一套4×12不完全双列杂交的亲本和F1 2个世代的同源四倍体材料,采用加性-显性模型和统计分析方法,分析同源四倍体水稻农艺性状的遗传规律。结果表明,同源四倍体农艺性状受到遗传主效应与基因型×环境互作效应共同控制;其中株高、穗长以显性效应为主,剑叶宽以加性效应为主,有效穗数和剑叶长性状以显性×环境互作效应为主;株高、穗长和剑叶宽的HN和HB均分别比HNE和HBE大,表明这3个性状的选择效果受环境的影响较小;有效穗数和剑叶长的HN相对较小,HNE相对较大,说明这两个性状的选择效果因环境而不同。此研究为在杂种配制和后代选择中有效地利用同源四倍体新种质提供理论依据。     

不同倍性田埂报春DNA含量和叶绿素荧光特性研究

研究旨在以田埂报春二倍体及经秋水仙素加倍获得的同源四倍体为材料,比较2种倍性植物叶片DNA含量和叶绿素荧光参数的日变化规律。采用流式细胞测定法和叶绿素荧光技术进行测定,结果显示：（1）四倍体叶片细胞DNA的相对含量为二倍体的2倍。（2）四倍体的叶绿素a、b、总含量及类胡萝卜素含量都高于二倍体。（3）四倍体与二倍体的叶绿素荧光参数PSⅡ的原初光能转化效率(Fv/Fm)、 PSⅡ的潜在光化学效率(Fv/Fo)和以吸收光能为基础的光合性能指数(PI)值的日变化趋势相似,但四倍体的Fo小于二倍体。叶绿素总含量及类胡萝卜素含量、最大荧光、光化学效率、PSⅡ潜在活性和光性能指数均大于二倍体,田埂报春四倍体植株表现出优良的光合性能。