四倍體長春花(Catharanthus roseus)生物學(xué)特性研究及DNA甲基化分析.pdf

1、長春花(Catharanthus roseus)是夾竹桃科(Apocynaceae)多年生草本植物，在我國南方作為園林綠化植物大量栽培，觀賞性和耐寒能力較差。同時，長春花也是國際上應(yīng)用最多的抗癌植物藥源之一，具有較大的藥用開發(fā)價值。但是植株內(nèi)抗癌性次生代謝物含量極其微小，導(dǎo)致其價格非常昂貴。多倍化是推動植物進化的主要推動力之一。多倍體有器官巨大型的特點，可以在提高花卉觀賞性和抗性的同時增加藥用植物產(chǎn)量和有效成分含量。傳統(tǒng)的長春花栽培品種

2、均為二倍體品種，有必要進行倍性育種以提高其品質(zhì)。作者所在的實驗室在之前的研究中成功利用秋水仙素進行了長春花多倍體人工誘導(dǎo)，得到了四倍體新類型。作者在后續(xù)研究中以二倍體原種作為對照，系統(tǒng)地分析了倍性對長春花植株農(nóng)藝性狀、藥用成分含量和抗寒性方面的影響，旨在為進一步培育和篩選高商品價值的長春花新種質(zhì)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。 多倍體基因組的表達模式和水平較其親本都會發(fā)生變異，即發(fā)生不涉及DNA序列變化的表觀遺傳變異。DNA甲基化修飾作

3、為表觀遺傳變異中的一個重要方面，在植物生長發(fā)育中起著重要的調(diào)節(jié)作用。DNA甲基化在植物不同發(fā)育時期，對兩個同源基因的調(diào)控作用有所不同。應(yīng)用MSAP技術(shù)在長春花營養(yǎng)和生殖兩個生長階段對DNA甲基化水平和模式進行研究有助于進一步深入研究同源多倍體基因表達變化的調(diào)控機理。 主要研究結(jié)果如下： 1、四倍體長春花葉片變厚，葉型指數(shù)變小，葉色濃綠，全株葉片重量增加；花瓣變大，表面有褶皺且間雜有白色斑點，花朵數(shù)增加，花期變長；株型逐漸

4、矮化。這些性狀表明四倍體長春花比二倍體更具觀賞性。 2、對長春花抗寒性相關(guān)生理指標進行測量后，顯示：在低溫逆境下，葉綠素含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和過氧化物酶(POD)活性都顯著高于二倍體植株，而電解質(zhì)外滲率較二倍體植株低。這表明四倍體長春花在低溫逆境下具有更強的細胞膜保護能力和滲透調(diào)節(jié)能力，葉綠素的穩(wěn)定性也更高，具有更強的抗寒性。 3、通過高效液相色譜測定比較后顯示：四倍體較二倍體植株葉片內(nèi)的文多靈