秋水仙素诱导黄瓜染色体加倍研究
在室温25℃条件下，用5种不同浓度（0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%）的秋水仙素水溶液，以4小时为处理时间，分别处理黄瓜品种“南抗一号”、“长春密刺”、“一休弱雌”萌动种子。结果表明，以0.4%的秋水仙素浸萌动种子4 h的染色体加倍效果最好，加倍率可达8.22%。与原二倍体相比同源四倍体的萌芽率降低，侧枝数减少，叶柄变短、变细，叶面积增大，叶片变厚且颜色明显加深，雄花花器变大，子房长度变短。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1试验材料 2
1.2试验方法 2
1.2.1材料处理2
1.2.2秋水仙素诱导加倍形态指标的测定2
2结果分析2
2.1不同处理诱导黄瓜同源四倍体的效果2
2.2同源四倍体黄瓜的形态特征3
讨论5
致谢5
参考文献6
秋水仙素诱导黄瓜染色体加倍研究
引言
通过倍性育种改良种质资源，是育种工作的常用方法。由于基因剂量的增加，同源四倍体植株多在产量、品质和抗性等方面优于其二倍体[12]。多倍体也是遗传学和育种学研究中重要的中间材料，如用来作亲本可在一定程度上克服远缘物种间的杂交不亲和性[3]，另外同源多倍体与原二倍体杂交获得三倍体后再与原二倍体回交获得各种非整倍体，可进行该物种部分性状基因定位、连锁遗传分析和分子标记等研究[4]。所有这些均说明研究同源四倍体是有意义的。
秋水仙素是从百合科秋水仙（Colchicum autumnate L.) 的营养器官和种子里提炼出来的一种倍性诱变剂，一般认为，其作用机制在于阻碍和破坏处于有丝分裂中期的细胞形成纺锤丝， 使染色体停留在赤道板上而不能分向两极，导致有丝分裂细胞停留在中期，从而产生染色体加倍的核，这个核也不能形成核膜，以致分裂的染色体停留在一个细胞核中，当秋水仙素的作用被解除后受影响的细胞就产生了加倍效应，而后经选择培育便可获得多倍体植株。用秋水仙素合成同源多倍体在根菜类[5]、叶菜类[6]、茄果类[7]和瓜类[8]等 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
蔬菜中都有成功报道。国内对黄瓜同源四倍体的研究，己有报道对同源四倍体的合成条件作了初步说明[910]，也有对黄瓜同源四倍体形态特征和生育特性等方面的研究[1112]。本文在前人试验的基础上选定萌动种子为处理材料，以最适处理时间(4h)为处理时间，通过细化处理浓度和增加处理品种，探讨秋水仙素诱导黄瓜染色体加倍效应。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验于2014年2月中旬到5月上旬在大学园艺场进行。材料为“南抗一号”、“长春密刺”、“一休弱雌”。
1.2 试验方法
1.2.1 材料处理
取种子放于清洁水中浸泡56h后，转移到底部盛有少量水的一次性纸杯中，置于光照培养箱中催芽。催芽过程中常翻动种子并添水，至种子长出0.51cm长胚根时停止催芽。
在预备试验的基础上，以4 h为处理时间，用0.2%、0.4%、0.6%，0.8% 4种浓度梯度的秋水仙素水溶液分别浸泡已露出0.51.0 cm长胚根的三种品种的萌动种子各一定粒，以蒸馏水处理为对照。处理4h后用自来水冲洗种子3遍至干净后播入营养钵。幼苗长至两叶一心时，移入试验地定植。
1.2.2 秋水仙素诱导加倍效应形态指标测定
幼苗发芽后，隔天统计不同品种，不同处理和对照的发芽情况，计算萌芽率（萌芽株数/处理株数），标记总三个品种在不同浓度秋水仙素处理下萌芽完成的时间点。
植株长成后，观察记录每株的侧枝数和第一雌花节位，并测定第1、5、10节的节间长、茎粗、叶长、叶宽、叶柄长、叶柄粗等指标；每株分别取 3 朵当天开放的雌、雄花，测定花萼长、花瓣长和宽、子房长和直径，试验数据采用DPS软件进行显著性检验，统计变异率（植株形态发生变异的株数/处理株数）。
在形态学初步筛选的基础上，参照卷须制片鉴定染色体数目的方法[13]取幼小花蕾，通过酶解花药，制片，观察花药壁细胞分裂中期进行染色体计数。统计处理株、成活株和加倍株的数目，计算成活率(成活株数/处理株数)和加倍率(加倍株数/处理株数)。
2 结果与分析
2.1 不同处理诱导黄瓜同源四倍体的效果
从310 株秋水仙素处理存活的幼苗中筛选到17株(占5.48%)同源四倍体(2n=4x=28)植株(图1H)，三个品种的总成活率随处理浓度的升高而逐次降低，总加倍率随处理浓度的升高先升后降（表1），其中0.2%浓度秋水仙素浸萌动种子4 h时的成活率最高，达85.70%；0.4%浓度的秋水仙素浸萌动种子4h加倍率最高，达8.22%。分品种来看，三个品种成活率与加倍率均先升后降保持一致，但峰值分别位于不同的浓度处理上。南抗一号在不同的浓度处理下，成活率和加倍率均和总规律趋势基本一致。其中用0.2%处理的南抗一号成活率最高，达到92.90%，显著高于对照，加倍率在0.2%和0.4%浓度达到最大，说明南抗一号品种在低浓度的秋水仙素诱导作用下能显著促进其萌芽和染色体加倍。同时高浓度的秋水仙素处理又使得萌芽率显著低于对照，说明南抗一号品种对高浓度秋水仙素的毒害作用非常敏感；一休弱雌品种在不同处理下，成活率与对照差异不显著，说明一休弱雌品种对秋水仙素的诱导加倍毒害作用不敏感。同时加倍率峰值出现在0.6%；对于长春密刺的成活率和加倍率现象，可能的解释是：长春密刺品种在0.6%秋水仙素处理时达到了和0.2%、0.4%处理差异显著的变异率高峰，从而降低了成活率和加倍率(表2)。本实验未测得变异率数据，但根据植株变异率与死亡率的正相关性和随处理浓度递增，总成活率呈递减的规律，推知随处理浓度的升高，变异率递增。萌动的种子经秋水仙素处理后出苗减慢，不同品种、不同浓度秋水仙素处理，发芽率趋于稳定的时间，相比对照平均推迟12.5天（表3）。且长势不如对照植株，秋水仙素浓度越高对植株抑制作用越明显。而用0.8%秋水仙素处理的有些植株严重畸形，所有植株开花均延后10~20，部分植株甚至不开花。由此可见，虽然较高浓度的秋水仙素溶液能诱导产生较高的变异率，但由此产生的较重的毒害，使得植株成活率明显下降，从而使加倍率也因此降低。
表1. 秋水仙素诱导四倍体黄瓜的汇总比较
Table 1. Aggregated comparison of colchicines treatments on induntion of tetraploid cucumber
处理
秋水仙素浓度%
总处理数
总成活数
总成活率%
总加倍数
总加倍率%
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1试验材料 2
1.2试验方法 2
1.2.1材料处理2
1.2.2秋水仙素诱导加倍形态指标的测定2
2结果分析2
2.1不同处理诱导黄瓜同源四倍体的效果2
2.2同源四倍体黄瓜的形态特征3
讨论5
致谢5
参考文献6
秋水仙素诱导黄瓜染色体加倍研究
引言
通过倍性育种改良种质资源，是育种工作的常用方法。由于基因剂量的增加，同源四倍体植株多在产量、品质和抗性等方面优于其二倍体[12]。多倍体也是遗传学和育种学研究中重要的中间材料，如用来作亲本可在一定程度上克服远缘物种间的杂交不亲和性[3]，另外同源多倍体与原二倍体杂交获得三倍体后再与原二倍体回交获得各种非整倍体，可进行该物种部分性状基因定位、连锁遗传分析和分子标记等研究[4]。所有这些均说明研究同源四倍体是有意义的。
秋水仙素是从百合科秋水仙（Colchicum autumnate L.) 的营养器官和种子里提炼出来的一种倍性诱变剂，一般认为，其作用机制在于阻碍和破坏处于有丝分裂中期的细胞形成纺锤丝， 使染色体停留在赤道板上而不能分向两极，导致有丝分裂细胞停留在中期，从而产生染色体加倍的核，这个核也不能形成核膜，以致分裂的染色体停留在一个细胞核中，当秋水仙素的作用被解除后受影响的细胞就产生了加倍效应，而后经选择培育便可获得多倍体植株。用秋水仙素合成同源多倍体在根菜类[5]、叶菜类[6]、茄果类[7]和瓜类[8]等 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
蔬菜中都有成功报道。国内对黄瓜同源四倍体的研究，己有报道对同源四倍体的合成条件作了初步说明[910]，也有对黄瓜同源四倍体形态特征和生育特性等方面的研究[1112]。本文在前人试验的基础上选定萌动种子为处理材料，以最适处理时间(4h)为处理时间，通过细化处理浓度和增加处理品种，探讨秋水仙素诱导黄瓜染色体加倍效应。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验于2014年2月中旬到5月上旬在大学园艺场进行。材料为“南抗一号”、“长春密刺”、“一休弱雌”。
1.2 试验方法
1.2.1 材料处理
取种子放于清洁水中浸泡56h后，转移到底部盛有少量水的一次性纸杯中，置于光照培养箱中催芽。催芽过程中常翻动种子并添水，至种子长出0.51cm长胚根时停止催芽。
在预备试验的基础上，以4 h为处理时间，用0.2%、0.4%、0.6%，0.8% 4种浓度梯度的秋水仙素水溶液分别浸泡已露出0.51.0 cm长胚根的三种品种的萌动种子各一定粒，以蒸馏水处理为对照。处理4h后用自来水冲洗种子3遍至干净后播入营养钵。幼苗长至两叶一心时，移入试验地定植。
1.2.2 秋水仙素诱导加倍效应形态指标测定
幼苗发芽后，隔天统计不同品种，不同处理和对照的发芽情况，计算萌芽率（萌芽株数/处理株数），标记总三个品种在不同浓度秋水仙素处理下萌芽完成的时间点。
植株长成后，观察记录每株的侧枝数和第一雌花节位，并测定第1、5、10节的节间长、茎粗、叶长、叶宽、叶柄长、叶柄粗等指标；每株分别取 3 朵当天开放的雌、雄花，测定花萼长、花瓣长和宽、子房长和直径，试验数据采用DPS软件进行显著性检验，统计变异率（植株形态发生变异的株数/处理株数）。
在形态学初步筛选的基础上，参照卷须制片鉴定染色体数目的方法[13]取幼小花蕾，通过酶解花药，制片，观察花药壁细胞分裂中期进行染色体计数。统计处理株、成活株和加倍株的数目，计算成活率(成活株数/处理株数)和加倍率(加倍株数/处理株数)。
2 结果与分析
2.1 不同处理诱导黄瓜同源四倍体的效果
从310 株秋水仙素处理存活的幼苗中筛选到17株(占5.48%)同源四倍体(2n=4x=28)植株(图1H)，三个品种的总成活率随处理浓度的升高而逐次降低，总加倍率随处理浓度的升高先升后降（表1），其中0.2%浓度秋水仙素浸萌动种子4 h时的成活率最高，达85.70%；0.4%浓度的秋水仙素浸萌动种子4h加倍率最高，达8.22%。分品种来看，三个品种成活率与加倍率均先升后降保持一致，但峰值分别位于不同的浓度处理上。南抗一号在不同的浓度处理下，成活率和加倍率均和总规律趋势基本一致。其中用0.2%处理的南抗一号成活率最高，达到92.90%，显著高于对照，加倍率在0.2%和0.4%浓度达到最大，说明南抗一号品种在低浓度的秋水仙素诱导作用下能显著促进其萌芽和染色体加倍。同时高浓度的秋水仙素处理又使得萌芽率显著低于对照，说明南抗一号品种对高浓度秋水仙素的毒害作用非常敏感；一休弱雌品种在不同处理下，成活率与对照差异不显著，说明一休弱雌品种对秋水仙素的诱导加倍毒害作用不敏感。同时加倍率峰值出现在0.6%；对于长春密刺的成活率和加倍率现象，可能的解释是：长春密刺品种在0.6%秋水仙素处理时达到了和0.2%、0.4%处理差异显著的变异率高峰，从而降低了成活率和加倍率(表2)。本实验未测得变异率数据，但根据植株变异率与死亡率的正相关性和随处理浓度递增，总成活率呈递减的规律，推知随处理浓度的升高，变异率递增。萌动的种子经秋水仙素处理后出苗减慢，不同品种、不同浓度秋水仙素处理，发芽率趋于稳定的时间，相比对照平均推迟12.5天（表3）。且长势不如对照植株，秋水仙素浓度越高对植株抑制作用越明显。而用0.8%秋水仙素处理的有些植株严重畸形，所有植株开花均延后10~20，部分植株甚至不开花。由此可见，虽然较高浓度的秋水仙素溶液能诱导产生较高的变异率，但由此产生的较重的毒害，使得植株成活率明显下降，从而使加倍率也因此降低。
表1. 秋水仙素诱导四倍体黄瓜的汇总比较
Table 1. Aggregated comparison of colchicines treatments on induntion of tetraploid cucumber
处理
秋水仙素浓度%
总处理数
总成活数
总成活率%
总加倍数
总加倍率%
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/nongxue/yy/419.html
