新麥草多倍體誘導(dǎo)及細(xì)胞學(xué)研究.pdf

1、新麥草（Psathyrostachys juncea （Fisch.）Nevski）是小麥族中少有的二倍體物種，因其低倍性，適宜用染色體加倍方法進行遺傳改良。研究旨在利用離體組織培養(yǎng)并誘導(dǎo)同源四倍體對新麥草進行染色體加倍。首先以2品種新麥草為材料，建立新麥草高效再生體系。分別以幼穗、幼胚和成熟胚為外植體。結(jié)果表明，1～3cm幼嫩穗、授粉后14～17d長度為1mm的幼胚最適于愈傷誘導(dǎo)，但2品種有一定差異。幼胚需4℃預(yù)處理1～5d，成熟胚需

2、10℃下浸泡48h。2，4—D在愈傷組織誘導(dǎo)階段作用最顯著。大于4cm幼穗和成熟胚需添加0.3～0.5 mg/LABA抑制花器官分化和胚萌發(fā)。CH可促進愈傷組織生長，但對外植體細(xì)胞分化方向沒有決定作用。胚性愈傷容易分化和再生，而非胚性愈傷在添加低濃度2，4—D和6—BA的培養(yǎng)基上經(jīng)2次以上繼代改造可部分轉(zhuǎn)化為胚性愈傷。愈傷組織分化再生過程中NAA和6—BA均起重要作用，胚性愈傷分化率均達(dá)80％以上。建立新麥草高效再生體系的關(guān)鍵步驟是外植

3、體篩選、誘導(dǎo)愈傷組織形成和胚性愈傷組織的改造。用秋水仙素處理新麥草萌動種子、分蘗芽和愈傷組織誘導(dǎo)染色體加倍，處理后的植株用根尖壓片法進行染色體倍性鑒定。結(jié)果表明，在30℃下，用1500mg/L秋水仙素和1. 5％DMSO處理4h誘導(dǎo)萌動種子獲得了混倍體植株，平均2n=28細(xì)胞突變率為24.4％；以500 mg/L秋水仙素和1.5％DMSO在25℃處理幼苗分蘗芽48h加倍誘導(dǎo)率更高，四倍體細(xì)胞平均比例為42. 65％，此外還發(fā)現(xiàn)突變?yōu)閱伪?/p>

4、體、三倍體、非整倍體的細(xì)胞，總比例為8.88％；以100mg/L秋水仙素和1.5％DMSO、在25℃處理72h誘導(dǎo)愈傷組織加倍效率最高，平均四倍體細(xì)胞比例為53. 58％，并得到8株四倍體細(xì)胞在80％以上材料。Pendimethalin處理后的愈傷組織沒有得到再生植株。形態(tài)比較和氣孔保衛(wèi)細(xì)胞觀察表明，新麥草加倍植株葉片長、寬均較二倍體有所增加。四倍體葉片氣孔保衛(wèi)細(xì)胞長度比二倍體增加13. 52％，差異顯著。氣孔之間距離顯著增大。比較誘導(dǎo)

5、形成的同源四倍體新麥草光合作用和葉綠素?zé)晒鈩恿W(xué)。測定結(jié)果用直線回歸和Farquhar模型進行擬合。結(jié)果表明，四倍體光補償點、光飽和點、最大凈光合速率高于二倍體，氣孔導(dǎo)度值整體低于二倍體，表明四倍體對強光的適應(yīng)性好于二倍體。四倍體CO2補償點、CO2飽和點、最大羧化速率、最大電子傳遞速率和最大磷酸丙糖利用速率也顯著高于二倍體，表明四倍體在高光強和高CO2濃度下比二倍體具有更大的光合潛力。葉綠素?zé)晒庥^測結(jié)果表明，四倍體原初光能轉(zhuǎn)化效率高于

6、二倍體，干旱脅迫下四倍體PsⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率、光化學(xué)淬滅系數(shù)qP和非光化學(xué)淬滅系數(shù)qN低于二倍體，說明干旱脅迫下二倍體的光保護機制作用更明顯。統(tǒng)計2個二倍體品種新麥草根尖細(xì)胞染色體，其中具14條染色體的細(xì)胞占統(tǒng)計細(xì)胞總數(shù)的86. 25％。染色體順次C—分帶與45S rDNA分子原位雜交（FISH），結(jié)果表明，新麥草7對染色體可根據(jù)各自獨特的帶型而彼此區(qū)分開來。新麥草染色體組成為2n=2x=14=8m+6sm，核型對稱類型屬于2A。根據(jù)帶