唐菖蒲體細(xì)胞無(wú)性系變異與種質(zhì)資源創(chuàng)新的研究.pdf

1、唐菖蒲(Gladiolus hybridus Hort)是鳶尾科(lridaceae)唐菖蒲屬(Gladiolus)多年生球莖類植物，是世界上著名的四大切花之一，唐菖蒲切花生產(chǎn)是我國(guó)花卉產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。我國(guó)唐菖蒲種球主要從國(guó)外引進(jìn)，國(guó)內(nèi)培育的較少，目前的主栽品種僅為少數(shù)幾個(gè)夏花型大花品種，品種間存在著遺傳資源狹窄的現(xiàn)象，有關(guān)唐菖蒲的遺傳基礎(chǔ)研究也鮮有報(bào)道。利用體細(xì)胞無(wú)性系變異結(jié)合化學(xué)誘變及分子標(biāo)記輔助育種，通過(guò)篩選，構(gòu)建唐菖蒲突變體

2、庫(kù)，可為選育優(yōu)良形態(tài)學(xué)和生理生化特點(diǎn)的突變體，培育具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新品系或品種，擴(kuò)大可利用種質(zhì)資源的范圍奠定基礎(chǔ)。
　　 本研究以唐菖蒲主栽品種“超級(jí)玫瑰”(G.Rose Supreme)為試材，通過(guò)對(duì)不同器官來(lái)源的外植體進(jìn)行愈傷組織誘導(dǎo)，建立了唐菖蒲高頻再生體系，同時(shí)通過(guò)化學(xué)誘變劑處理愈傷組織，擴(kuò)大變異譜；利用形態(tài)學(xué)、細(xì)胞學(xué)觀察結(jié)合ISSR分子標(biāo)記技術(shù)，篩選唐菖蒲體細(xì)胞無(wú)性系突變株，為唐菖蒲遺傳圖譜的構(gòu)建及育種奠定基礎(chǔ)，同時(shí)

3、也為以無(wú)性繁殖、獲得純系年限長(zhǎng)且有性雜交困難的花卉定向育種提供新途徑。研究的主要結(jié)果如下：
　　 1.以唐菖蒲主栽品種“超級(jí)玫瑰”不同器官為外植體進(jìn)行了誘導(dǎo)，結(jié)果表明用子球、花瓣及花梗作外植體均可誘導(dǎo)形成再生植株，用葉片、花絲做外植體沒(méi)有得到再生植株。誘導(dǎo)唐菖蒲愈傷組織的最佳培養(yǎng)基為：MS+2，4-D4.0mg·L-1+6-BA0.5mg·L-1，誘導(dǎo)體細(xì)胞胚的最佳培養(yǎng)基為MS+2，4-D1.0 mg·L-1+TDZ0.3 mg

4、·L-1，確定了TDZ是決定唐菖蒲體細(xì)胞胚產(chǎn)生的重要因子；首次對(duì)唐菖蒲各器官來(lái)源的體細(xì)胞胚的誘導(dǎo)及發(fā)育過(guò)程進(jìn)行了研究。
　　 2.用花瓣作外植體建立再生體系過(guò)程中，再生植株出現(xiàn)了色素重新表達(dá)現(xiàn)象，即由花瓣誘導(dǎo)的再生植株在幼苗發(fā)育過(guò)程中明顯攜帶花瓣中原有色素現(xiàn)象；由花瓣愈傷組織可直接再發(fā)育成花瓣；由花梗做外植體也出現(xiàn)部分色素表達(dá)現(xiàn)象，且再生植株易出現(xiàn)嵌合體；而用子球莖作外植體則沒(méi)有出現(xiàn)色素表達(dá)現(xiàn)象。自然情況下，花瓣無(wú)性系變異的頻率

5、高于花梗，揭示了唐菖蒲不同器官來(lái)源再生植株器官發(fā)生及形態(tài)建成的特點(diǎn)。
　　 3.用秋水仙素不同濃度、時(shí)間處理唐菖蒲愈傷組織，確定了秋水仙素的半致死劑量為0.5mg·L-1，用半致死劑量的秋水仙素處理各器官來(lái)源的愈傷組織，共獲得124株變異株，其中花瓣無(wú)性系的變異率最高，為56.95％，花梗次之，為21.1％，子球莖最低，為12.6％，變異株形態(tài)上比對(duì)照明顯粗壯。本研究根據(jù)細(xì)胞學(xué)檢測(cè)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，對(duì)秋水仙素、8-羥基喹啉不同預(yù)

6、處理時(shí)間、不同酶解時(shí)間進(jìn)行探索，確定了0.1％的秋水仙素預(yù)處理8h、37℃酶解60 min后細(xì)胞學(xué)檢測(cè)的效果最好，檢測(cè)結(jié)果確定唐菖蒲“超級(jí)玫瑰”為二倍體，其染色體數(shù)2n=2x=30；變異株為四倍體，2n=4x=60。
　　 4.用不同濃度EMS對(duì)唐菖蒲愈傷組織誘變處理，確定了EMS的半致死劑量為9mg·L-1，EMS誘變M0代出現(xiàn)了8種形態(tài)上的變異，花瓣無(wú)性系的變異率為5.15％，高于花梗(1.02％)，子球莖再生體系未出現(xiàn)變異

7、；從誘變無(wú)性系中找到了單一性狀的突變體，為突變系的建立奠定了基礎(chǔ)。
　　 5.對(duì)不同器官來(lái)源及半致死劑量誘變處理的各組無(wú)性系M0代共1134株在第一生長(zhǎng)周期進(jìn)行了ISSR檢測(cè)，共檢測(cè)出136株變異單株。對(duì)這些檢測(cè)出的變異株編號(hào)種植后，在第二、第三生長(zhǎng)周期觀察到花瓣無(wú)性系組中有2株花色變異株、EMS處理的無(wú)性系組中7株出苗變異株；而這些變異株在第一生長(zhǎng)周期的ISSR分子標(biāo)記檢測(cè)中均已檢測(cè)到，即ISSR檢測(cè)與性狀觀察的符合率為100

8、％；秋水仙素處理的無(wú)性系第一生長(zhǎng)周期R共檢測(cè)出的124株變異株，在第二、第三生長(zhǎng)周期中實(shí)際觀測(cè)到97株多倍體變異株，ISSR檢測(cè)與性狀觀察的符合率為78.2％。
　　 創(chuàng)新點(diǎn)：
　　 (1)突破了傳統(tǒng)的用電子束或鈷60輻射誘變唐菖蒲種球的方法，首次用唐菖蒲不同器官來(lái)源的愈傷組織為材料，進(jìn)行秋水仙素與EMS離體誘導(dǎo)，建立了不同的體細(xì)胞無(wú)性系，擴(kuò)大了變異譜，實(shí)現(xiàn)了誘變方法的創(chuàng)新。
　　 (2)采用ISSR分子標(biāo)記技術(shù)