白魔芋多倍體誘導(dǎo)技術(shù)的研究.pdf

1、白魔芋(Amorphophallusalbus)是劉佩瑛、陳勁楓于1984年發(fā)現(xiàn)并命名的新種，為中國(guó)特有，是我國(guó)魔芋作物的主栽種之一，其自然分布區(qū)主要在我國(guó)金沙江河谷地帶，四川省西南部及云南省北部等地區(qū)。白魔芋為葡甘聚糖型魔芋的品質(zhì)最佳種，具有很高的商品價(jià)值。但遺憾的是，該種屬小型種，植株矮小，收獲的球莖小且根狀莖過(guò)分發(fā)達(dá)，導(dǎo)致單株球莖產(chǎn)量很低，嚴(yán)重影響著產(chǎn)量的提高；并且近年來(lái)種源短缺、種質(zhì)退化問(wèn)題也比較嚴(yán)重，大大制約了白魔芋產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

2、。所以新品種的選育及優(yōu)良品種的擴(kuò)大繁殖勢(shì)在必行。 多倍體育種是作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)育種的重要途徑之一，所以對(duì)白魔芋進(jìn)行多倍體育種研究具有極其重要的意義，是提高白魔芋產(chǎn)量和效益的一條非常重要的途徑。本試驗(yàn)在活體條件下采用秋水仙素溶液對(duì)白魔芋種子和根狀莖進(jìn)行了多倍體誘導(dǎo)研究，同時(shí)在優(yōu)化了離體快繁體系的基礎(chǔ)上，在離體條件下采用秋水仙素?fù)饺牍腆w培養(yǎng)基的混培法對(duì)不定芽和愈傷組織進(jìn)行了多倍體誘變育種研究。主要試驗(yàn)結(jié)果如下： 1.以白魔芋球莖

3、為外植體建立和完善了魔芋離體快繁體系，為秋水仙素結(jié)合離體培養(yǎng)誘導(dǎo)多倍體奠定基礎(chǔ)。結(jié)果表明，白魔芋球莖的最佳愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS+6-BA1.0mg/L+NAA0.5mg/L，誘愈率可達(dá)93.3％，最優(yōu)分化培養(yǎng)基為MS+6-BA2.0mg/L+NAA0.5mg/L，分化率達(dá)到96.7％。長(zhǎng)期繼代培養(yǎng)過(guò)程中6-BA濃度采用2.0mg/L、1.0mg/L交替使用，可以有效降低愈傷組織和不定芽玻璃化現(xiàn)象的發(fā)生。在培養(yǎng)基中添加5g/L活性碳和

4、1g/L聚乙烯吡咯烷酮可有效延后外植體的褐變，降低褐變率。當(dāng)不定芽長(zhǎng)3cm左右時(shí)切下轉(zhuǎn)入不含激素的MS培養(yǎng)基中，一周后開始生根，生根率達(dá)100％。將已展葉的生根組培苗移栽到蛭石∶牛糞=1∶1的基質(zhì)中，成活率達(dá)到84.0％。 2.在活體條件下，以秋水仙素溶液浸泡處理種子和滴液處理根狀莖頂芽，結(jié)果表明種子浸泡法的加倍效果好于根狀莖頂芽滴液法。種子浸泡法以0.20％秋水仙素溶液處理種子72h的誘導(dǎo)效果最好，在擁有38.3％的出苗率基礎(chǔ)

5、上達(dá)到了最高的加倍頻率，為21.7％；頂芽滴液法以0.40％處理5d的加倍頻率最高，為20.0％。根尖染色體制片結(jié)果顯示獲得的多倍體植株多為嵌合體材料，活體條件下最終獲得一株純合四倍體植株，由0.20％秋水仙素溶液浸泡種子48h誘導(dǎo)得到。 3.在離體條件下，秋水仙素?fù)饺牍腆w培養(yǎng)基混培法處理不定芽和愈傷組織誘導(dǎo)多倍體的研究表明，該法可以有效提高秋水仙素的誘變頻率，提高成活率和繁殖系數(shù)。不定芽以高濃度、短時(shí)間的處理組合加倍效果好，1

6、00mg/L處理5d的加倍頻率達(dá)23.5％；愈傷組織對(duì)秋水仙素較敏感，高濃度、長(zhǎng)時(shí)間的處理導(dǎo)致成活率和不定芽分化率降低，混培法處理愈傷組織以40mg/L處理10d的加倍頻率最高，為23.3％。 4.研究了二甲基亞砜對(duì)秋水仙素誘導(dǎo)多倍體誘變效果的影響。結(jié)果表明，添加二甲基亞砜后，植株外部形態(tài)變異率提高了1.3％～10.1％，多倍體的誘導(dǎo)頻率提高了8.3％～25.2％。說(shuō)明在秋水仙素溶液中添加2％的二甲基亞砜能顯著提高秋水仙素的加倍

7、效果，降低嵌合體的發(fā)生率。 5.對(duì)誘導(dǎo)的四倍體白魔芋的生物學(xué)特征進(jìn)行了研究。植株外部形態(tài)特征觀察發(fā)現(xiàn)，四倍體葉柄粗壯、葉片寬大肥厚、葉形指數(shù)變小，充分體現(xiàn)了形態(tài)器官的巨大性。白魔芋四倍體葉色更加濃綠，葉片下表皮的氣孔及其保衛(wèi)細(xì)胞體積明顯增大，為二倍體的1.23～1.45倍；而氣孔密度下降，僅為二倍體的68％。因此，白魔芋植株外部形態(tài)特征和氣孔密度可以作為鑒定多倍體與二倍體的重要性狀特征。 6.對(duì)誘導(dǎo)形成的白魔芋同質(zhì)四倍體

8、與二倍體進(jìn)行了核型分析。結(jié)果表明，染色體類型由中部著絲點(diǎn)(m)、近中部著絲點(diǎn)(sm)及近端部著絲點(diǎn)(st)染色體組成，二倍體核型公式為2n=2x=26=16m+8sm+2st，四倍體的為2n=4x=52=32m+16sm+4st。二倍體最長(zhǎng)染色體與最短染色體的比值為2.29，四倍體為2.36，均在2～4之間；二倍體的平均臂比值為1.71，四倍體的為1.62；兩者臂比大于2的染色體均占染色體組的23.08％，均屬“2B”核型。因此可以認(rèn)為