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未名玫瑰葡萄秋水仙素诱导及鉴定 [2017/4/21 18:58:29] 来源: 作者:Admin

鲜食品种选育岗位

 

  多倍体植物具有生物产量高、器官巨大性、抗病抗逆能力提高等特性。同样,多倍体葡萄的叶片、果粒性等也比二倍体葡萄更大,抗逆能力也有所增强。在生产上得到大面积的推广(如巨峰葡萄)。但是生产上四倍体葡萄品种单一(主要为巨峰系及后代等欧美品种。很难满足市场上丰富多彩的需求。因此,对二倍体鲜食葡萄品种或育种亲本进行染色体加倍,经筛选获得四倍体品种;可获得可直接用于生产的四倍体品种,另一方面能获得四倍体新种质,为进一步育种打下基础。


  早在 50 年代Dermen 就报道了在夏葡萄(V. aestivalis)、欧洲葡萄(V. vinifera)和圆叶葡萄(V.rotundifolia)上获得了四倍体或嵌合体。在我国,先后有许多育种工作者都采用了秋水仙素处理二倍体葡萄品种的生长点等获得四倍体葡萄。马爱红、张淑爱和卢炳芝等利用组织培养的方法,用秋水仙素处理试管苗茎段和胚状体,也获得四倍体。但这种方法获得四倍体品种还需要经过组培苗的培养、移栽、炼苗等过程,比较麻烦。在有足够种子的条件下,如陈俊等人通过诱导葡萄种子,获得的四倍体直接从种子发芽生长成苗就比较快捷了。

 

  1 材料方法


  1.1 材料


  取二倍体葡萄品种未名玫瑰的种子,先将种子进行催芽,待胚根长出0.5-1cm时进行处理。


  1.2 方法


  种子浸泡法:将胚根已长出0.5-1cm的种子浸泡在不同浓度秋水仙培养皿中,上面盖一薄层脱脂棉,盖上培养皿。放置在室温为25±2℃的培养间内培养48-96h。处理完后统计各处理成活种子;播种到营养钵内,温室发芽成苗。将成活的苗移入大田,待长出几片新叶后,将植株的幼嫩叶片取回,进行DNA进行检测。秋水仙的浓度分别为0.4%0.5%0.6%;处理时间分别为487296h9个组合的处理,每处理根据种子发芽情况100-150粒不等。


  2 植株的倍性鉴定方法


  倍性分析仪进行细胞倍性鉴定:将10mg新生幼嫩叶片在0.5mlPratec HR-A溶液中研磨。将样品通过30μmol Pratec Celltrics微孔膜过滤到测试管中,加入0.5mlPratec HR-B溶液于样品中,将样品上样于德国Pratec公司生产的倍性分析仪,用流式细胞计数法测定葡萄叶片单个细胞核的DNA含量。测定结果由仪器直接绘出DNA曲线图。根据测定结果,确定处理植株的倍性。


  3 结果与分析


  3.1 胚根和植株的形态变化

 


 

  从图片1可以看出,秋水仙处理后胚根与对照相比明显变得粗壮,根尖处由于受秋水仙毒害作用而变褐;处理时长得比较弱的种子根部甚至整个种子死亡。从图片2可以看出植株在形态上发生了变化。正常二倍体植株的叶片颜色浅,叶缘锯齿较圆;(左图),而发生变化的植株,叶片颜色为深绿色,叶缘锯齿尖大,齿更明显。其叶片裂刻加深,表面光滑而有光泽(右图)。


  3.2 倍性分析仪对葡萄植株的倍性鉴定


  采用倍性分析仪对未经处理的未名玫瑰二倍体对照植株及采用秋水仙素处理的植株进行植株的倍性分析,典型的二倍体、四倍体及二倍四倍嵌合体的DNA 含量分布图见图 3。二倍体对照植株仅在峰值为 50 的位置上出现1 个单峰,四倍体植株在100 的位置上出现 1 个单峰,而部分植株具有 2 个峰,除 50附近的位置有 1 个峰外,在位于其DNA 含量100的地方还有 1 个峰,如一个加倍成嵌合体植株的第 1 个峰值为 49.04,第 2 个为 98.53,两者比值约等于 2,即为二倍体和四倍体的嵌合体,还有的植株在约为25的地方出现峰,此植株为单倍体植株。


  3.3 不同浓度和处理时间诱变效果的影响



  从表中可以看出,随着处理的浓度加大和时间的增长,植株成活率降低。处理浓度越低,成活率越高。其中在0.4%的浓度时,48h成活最好,7296h成活差异不显著;但相比较变异率和四倍体率就低了。成活率从高到低排列是处理1 47,其中处理723差异不显著;处理58差异不显著;通过极差分析得出,时间的贡献率大于处理浓度,也就是说处理时间对成活率的影响大于浓度对成活率的影响。对于变异率和四倍体率则随着处理时间和浓度的加大延长而提高,变异率最高的是处理9,变异率从高到低的排列依次为9835。即浓度0.6%的秋水仙处理96小时变异率最高为7.63%,其次是0.6%的秋水仙处理72小时,变异率为5.76%,变异率第三的是0.4%的秋水仙处理96小时。从极差分析得出,处理时间是影响变异率的主要因素。四倍体率最高的也是处理9,但四倍体率从高到低的排列为9635,这与变异率有些不同;其中处理96差异不显著。同样,极差分析得出,处理时间是影响四倍体率的主要因素。综上所述得出:0.6%的秋水仙处理96小时和0.5%的秋水仙处理96小时未名玫瑰的发芽种子得到的四倍体后代是最多的,要从成活率和四倍体率综合考虑,选出0.5%的秋水仙处理96小时为处理未名玫瑰种子的最佳处理时间和浓度。


  4 结论和讨论


  陈俊等用0.6 %的秋水仙素溶液在种子萌发胚根长度分别为0.5,1.0,1.3 cm 左右时进行处理发现种子萌发后胚根长度为1.0 cm 时诱导效果好。我们在处理时发现当处理时胚根小于0.5cm耐药性比较弱,种子根部褐化死亡。胚根长1cm时,其耐药性大大增强,根部褐化死亡的现象较少。这与陈俊他们所得结论是相符的。所以在选材时尽量用胚根长约1cm左右进行处理。


  常京华和杨晓明等用染色体数目观察、气孔特征和花粉粒特性等与传统的与倍性有关的性状进行了鉴定, 这些方法操作复杂,且难度较大。倍性分析仪的问世为植物染色体倍性的研究提供了一条便捷的途径,鉴定快速方便,且准确性较高。我们采用了倍性分析仪分析细胞倍性,这与马爱红等采用的方法相同,通过对诱变植株 DNA 含量变化进行鉴定,在短时间内可检测成千上万的细胞,除检测速度快外,还可检测生长点和叶片等非生长点部位,结果可靠全面,并具有一定的代表性。

 

  对于未名玫瑰种子,0.5%的秋水仙处理96小时为最佳处理时间和浓度。