库尔勒香梨和云南榅桲多倍体诱导以及突变体的生根驯化

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新疆库尔勒香梨(Pyrus sinkiangensis Yü)是我国重要的名特优品种,其果实含糖量高、皮薄肉细、汁多味甜、香味浓郁,但果个小,阻碍其发展。云南榅桲(Cydonia oblonga Mill)是梨的重要异属砧木,嫁接某些梨属植物后可实现矮化和早果等特性,但云南榅桲根系较浅,抗逆性差,特别是在盐碱性土地上生长不良。多倍体具有器官巨大化和抗逆性强等特点,因此多倍体诱导成为培育丰产、抗性强品种的重要途径之一。本试验以库尔勒香梨和云南榅桲为材料,以秋水仙素和二甲基亚砜(DMSO)为诱变剂诱导二者多倍体植株,为库尔勒香梨和云南榅桲改良提供材料。另外,对课题组筛选出的云南榅桲抗盐突变体组培苗进行生根诱导、驯化移栽和盐胁迫处理分析。主要研究结果如下:1.库尔勒香梨多倍体诱导及鉴定以库尔勒香梨组培苗为材料,以秋水仙素和DMSO的不同浓度组合诱导多倍体的表现为:库尔勒香梨叶片多倍体诱导的最适诱导浓度为0.2%秋水仙素+1%DMSO,诱导率为21.43%。用流式细胞仪对库尔勒香梨叶片DNA含量进行测定,最终筛选出最适宜的细胞解离液为LB01解离液,解离峰值约在5万~6万,并根据结果做出库尔勒香梨颗粒大小关系散点图、脉冲关系散点图和NDA相对含量直方图。对初步筛选的多倍体进行叶片形态学观察,表现为二倍体植株叶片长度和宽度分别为1.74 cm和0.99 cm,四倍体植株叶片长度和宽度分别为2.46 cm和1.36 cm;二倍体叶片气孔长度和宽度分别为25.51μm和17.60μm,密度为194.00个/mm2,四倍体叶片气孔长度和宽度分别为46.28μm和40.18μm,密度为185.25个/mm2;二倍体叶片栅栏组织厚度为15.05μm,海绵组织厚度为67.99μm,上表皮厚度为19.48μm,下表皮厚度为10.57μm,叶片整体厚度为110.15μm,四倍体叶片栅栏组织厚度为36.01μm,海绵组织厚度为83.18μm,上表皮厚度为29.38μm,下表皮厚度为17.22μm,叶片整体厚度为160.93μm,综合结果表明成功诱导出库尔勒香梨四倍体稳定植株。2.云南榅桲多倍体诱导及鉴定以云南榅桲组培苗为材料,以秋水仙素和DMSO的不同浓度组合诱导多倍体的表现为:多倍体最佳诱导浓度为0.3%秋水仙素,诱导率为25.16%。用流式细胞仪对云南榅桲DNA含量进行测定,最终筛选出最适宜的细胞解离液为HEPES解离液,解离峰值约在8万~9万,并根据结果做出云南榅桲颗粒大小关系散点图、脉冲关系散点图和DNA相对含量直方图。对初步筛选的多倍体进行叶片形态学观察,表现为二倍体植株叶片长度为1.70 cm,叶片宽度为1.02 cm,四倍体植株叶片长度为2.03 cm,叶片宽度为1.26 cm;二倍体叶片气孔长度和宽度分别为15.86μm和12.80μm,密度为543.75个/mm2,四倍体叶片气孔长度和宽度分别为28.81μm和24.27μm,密度为298.25个/mm2;二倍体叶片栅栏组织厚度为26.90μm,海绵组织厚度为73.53μm,上表皮厚度为21.15μm,下表皮厚度为11.42μm,叶片整体厚度为136.42μm,四倍体叶片栅栏组织厚度为40.28μm,海绵组织厚度为79.64μm,上表皮厚度为22.88μm,下表皮厚度为14.08μm,叶片整体厚度为149.27μm,综合结果表明成功诱导出云南榅桲四倍体稳定植株。3.库尔勒香梨多倍体生根诱导及驯化移栽探究了不同植物生长调节剂(IAA、IBA)及其组合、蔗糖浓度和活性炭对库尔勒香梨多倍体植株的生根率和生根条数的影响,得出最适宜库尔勒香梨多倍体生根的组合为:1/2 MS+1.5 mg·L-1 IAA+0.5 mg·L-1 IBA+7 g·L-1琼脂+20 g·L-1蔗糖(p H=5.8),多倍体的生根率为86.81%。将生根的植株直接移至基质中驯化移栽原始体成活率为27.30%,多倍体驯化成活率为20.00%;经水培驯化后再移至基质中驯化移栽原始体成活率为42.60%,多倍体成活率为56.52%。对移栽后的植株倍性进行再次鉴定,成功获得稳定的四倍体株系和二倍体、四倍体嵌合株系。4.云南榅桲抗盐突变体的生根移栽及盐胁迫指标鉴定参照上述方法,对云南榅桲进行生根诱导,获得最适生根的组合为:1/2 MS+2.0mg·L-1 IAA+0.5 mg·L-1 IBA+7 g·L-1琼脂+20 g·L-1蔗糖+0.05 g·L-1活性炭(p H=5.8),生根率为47.82%。对移栽后的抗盐株系进行盐胁迫,结果表明:MDA与脯氨酸的含量原始体高于抗盐突变体,SOD与POD活性原始体低于抗盐突变体,叶绿素含量无显著差异,但盐胁迫后突变体叶片Lab值变大,叶色发黄。
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