航天搭載及與NaN-,3-復(fù)合處理甘藍型油菜的誘變效應(yīng)研究.pdf

1、本研究供試材料包括兩對細胞質(zhì)雄性不育系及其保持系(9313A、9313B、P100A、100B)和1個隱性核不育兩用系(M2AB)。于2006年9月進行中國“實踐八號”衛(wèi)星搭載，并在室內(nèi)進行了化學(xué)誘變(NaN3)復(fù)合處理，對甘藍型油菜的誘變效應(yīng)進行了較系統(tǒng)的研究。主要結(jié)果如下： 1.對甘藍型油菜誘變當代(M1)根尖的細胞學(xué)研究結(jié)果表明，航天搭載促進有絲分裂，復(fù)合處理同航天搭載相比，甘藍型油菜種子的根尖細胞產(chǎn)生了有絲分裂抑制效應(yīng)。

2、同時，復(fù)合處理與兩單處理相比，使多數(shù)甘藍型油菜產(chǎn)生較高頻率的染色體畸變。各處理均能誘導(dǎo)油菜根尖細胞產(chǎn)生較高頻率的微核，且以航天誘變產(chǎn)生的最多。NaN3在一定程度上降低了甘藍型油菜種子經(jīng)空間搭載后的染色體畸變和細胞微核率，促進了空間誘變損傷修復(fù)。分析表明衛(wèi)星搭載與NaN3處理在細胞學(xué)水平上都發(fā)生了真實的誘變效應(yīng)，且不育系與其相應(yīng)保持系表現(xiàn)出一致的誘變效果，與不育系材料相比，航天搭載對保持系材料有著更強的誘變作用。 2.M1代各材料

3、的出苗率和成苗率的結(jié)果表明，航天搭載對出茁率和成苗率的影響較小。化學(xué)誘變劑NaN3對五個材料的出苗率與成苗率均有抑制作用，且隨著處理時間的增加，抑制作用增強，以處理24h效果最為明顯。NaN3對各個材料的誘變效果存在差異，以材料M2AB對NaN3最不敏感。9313B在N12處理時達到半致死時間。除了材料M2AB，其他四個材料的復(fù)合處理在不同程度上弱化了NaN3的抑制效果。 3.誘變當代的生育期觀察結(jié)果表明，在航天誘變處理中，只有

4、材料P100A的初花期、終花期推遲明顯，與對照相差6d，其N24和SP+N24處理均達到了這一誘變效果。就出苗期來說，9313A、P100A的出苗推遲以N24和SP+N24的誘變效果最為明顯，分別推遲9d和12d；M2AB的出苗期以SP+N24最遲，較N24處理推遲了10d。就初花期來說，100系列材料以N24和SP十N24效果明顯，均比對照遲了6d；M2AB以N24和SP+N24效果最為明顯，均推遲了21d；在五個材料中，9313B的

5、SP+N24較N24處理提前了4d，其他四個材料的SP+N24和N24的處理效果相同。 4.從SP1代田間觀察結(jié)果顯示，變異的類型是較豐富的，主要包括莖、枝、花、種子。有的植株上出現(xiàn)幾種變異類型，也有極個別植株出現(xiàn)自交不親和現(xiàn)象。保持系材料出現(xiàn)的變異株較多，變異頻率也較高，均達到1.6％。材料9313B出現(xiàn)的花色變異植株，其在初花期為乳白色，在盛花期又恢復(fù)為黃色。100系列材料出現(xiàn)花瓣大小變化的植株，不育系材料P100A出現(xiàn)一株

6、花瓣變小的變異株，保持系材料100B出現(xiàn)一株花瓣變大的變異株。 5.從M2代的90個株系來看，航天誘變后的植株較其他處理的植株普遍生長勢強、好，其時片大，植株高，個別材料的初花期推遲，凍害敏感性弱。SP2代出現(xiàn)的變異類型主要為：莖變異、葉變異、花變異和分枝變異。在莖變異中，有變矮的(如9313B，其變異頻率達到20％)，也有變高的(如100B，萁變異頻率達到16％)。在葉變異中，主要以葉色變淺為主，個別植株還伴隨著葉形變大，花期

7、明顯較其他植株提前。花變異出現(xiàn)均經(jīng)航天搭載處理后的材料雜交產(chǎn)生的后代中，其育性和花型發(fā)生突變，是本次實驗中其他誘變處理方法未曾得到的。說明經(jīng)誘變處理的兩親本材料所產(chǎn)生的后代更易出現(xiàn)新的變異類型和較高的突變率，但其突變是否能真實遺傳還有待進一步研究。材料9313B在航天搭載與復(fù)合處理中均出現(xiàn)了不同比例的株型變異分離，其變異以中生分枝型為主，對照為下生分枝型。其中50％的株系達到或接近3：1分離比例。這種株型性狀變異有可能是由控制該性狀的多

8、基因中的幾對或多對基因因誘變處理發(fā)生突變而引起的株型的變異分離，其遺傳祝理還有待進一步研究。 6.比較復(fù)合處理與單一化學(xué)處理的誘變效果，復(fù)合處理SP+N24對材料M2AB的當代植株不育性影響最大，不育率較對照提高了7.16％。材料9313B在復(fù)合誘變當代出現(xiàn)了其他處理方法未曾得到的變異類型，即種皮顏色發(fā)生變化，且該變異植株在M2代表現(xiàn)出豐富的變異類型，如早花、晚熟、壯桿、中生分枝型等。復(fù)合處理的M1代以莖、花、果實變異類型為主，

9、M2代以莖、枝、葉的變異類型為主?；瘜W(xué)誘變劑NaN3對各材料的處理極少引起明顯的植物學(xué)性狀變化。 7.誘變當代種子的品質(zhì)分析結(jié)果表明，不育系材料經(jīng)化學(xué)和復(fù)合處理后的含油率均較對照高，漲幅為1％～4％。核不育兩用系的化學(xué)和復(fù)合處理后的含油率均較對照低，跌幅為3.3％～4.75％。保持系材料的含油率變化不明顯。材料100B、M2AB在化學(xué)處理和復(fù)合處理中的油酸含量明顯提高，分別以N12、SP+N12處理最高，分別較對照提高6％，5.

10、24％。100B經(jīng)化學(xué)處理和復(fù)合處理后硫甙含量得到提高，漲幅為3％～5％。M2AB則與之相反，以SP+N12處理的硫甙含量最低，降低了9.66％。各誘變方法對芥酸的影響甚微，各材料經(jīng)誘變處理后仍為低芥材料。 8.本研究的主要目的是為了獲得質(zhì)量性狀發(fā)生突交的遺傳資源。實驗結(jié)果表明，在幾種誘變處理方法中，以航天搭載對質(zhì)量性狀變異的誘變效果最為明顯?；瘜W(xué)誘變劑NaN3對植物學(xué)性狀的影響甚微，但其對誘變當代的種子品質(zhì)影響較大。無論是單化

11、學(xué)處理，還是復(fù)合處理，均以化學(xué)處理12h較為合適，其對種子的生理損傷相對較小，獲得變異類型相對較多，變異頻率相對較高。在本次實驗研究中，以航天搭載后的保持系材料的細胞學(xué)誘變效應(yīng)最強，其田間突變性狀的變異頻率也以保持系材料最高。說明染色體的變異可能直接與后代變異相關(guān)，有效結(jié)合形態(tài)學(xué)鑒定方法與細胞學(xué)方法，可以建立起一套航天育種田間變異植株選擇預(yù)測機制，有效指示出變異植株可能出現(xiàn)的后代群體，以大大減少科研人員的工作量。該方案還有待于進一步驗證