地锦与五叶地锦种质创新研究

论文题目: 地锦与五叶地锦种质创新研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 森林培育

作者: 李正红

导师: 彭镇华,孙振元

关键词: 地锦,五叶地锦,种质创新,诱变,多倍体

文献来源: 中国林业科学研究院

发表年度: 2005

论文摘要: 地锦(Parthenocissus sp.)为具良好观赏效果的园林、城市垂直绿化、美化植物,也是生长迅速、适应性广、耐旱耐瘠的荒漠、石质山地、公路和铁路创面植被恢复的优良材料。国内外最常栽培的两个种是地锦(P. tricuspidata)和五叶地锦(P. quinquefolia)。地锦吸盘发达,附着力强,但生长较慢,五叶地锦生长快、抗性强,但吸盘不发达,附着力弱。这一严重影响地锦推广应用的问题一直未能解决,对地锦的利用也一直处于自然式的随机应用状态,有目标的育种工作尚未开展。本论文通过种间杂交、组织培养、原生质体培养及秋水仙素诱变等手段,对地锦进行种质创新研究,企图为选育具更高观赏价值和具综合优良性状的地锦新品种奠定种质和技术基础。主要研究结果如下: 1. 地锦与五叶地锦种间杂交研究(1)通过对地锦和五叶地锦开花生物学研究,确定两个种进行杂交时,以在开花前1d 或开花当日去雄,开花后1～2d 授粉为宜。(2)地锦和五叶地锦的花粉可以在各自柱头表面正常萌发,花粉管可伸入花柱中,自交结实率5.6%和2.9%。(3)经两年的正反交试验,授粉小花2 万余朵,未获杂种果实。观察表明,异种花粉粒多数不能在柱头表面萌发,或者萌发后的花粉管呈现卷曲缠绕、先端膨大、破裂等异常表现,在授粉后2～48h 的花柱中,未能观察到花粉管。由此认为,地锦与五叶地锦种间杂交不亲和,为柱头不亲和类型。2.地锦与五叶地锦组织培养研究(1)地锦、五叶地锦的花丝、花药、卷须、幼胚、胚乳等外植体,在含6-BA 2 mg.L-1和2,4-D 0.5 ～4 mg.L-1的改良B5 培养基中均可诱导出愈伤组织,各外植体诱导率最高的2,4-D 浓度分别为:地锦花药带花丝,1 mg.L-1,诱导率62%;地锦卷须,4mg.L-1,诱导率72%;地锦幼胚4mg.L-1,诱导率100%; 地锦胚乳,0.5 mg.L-1,诱导率18%;五叶地锦花药带花丝,0.5 mg.L-1,诱导率78%,五叶地锦花药,0.5 mg.L-1,诱导率52%;五叶地锦卷须,0 mg.L-1,诱导率98%;五叶地锦幼胚,0.5 mg.L-1,诱导率48%;五叶地锦胚乳,0.5 mg.L-1,诱导率4%。(2)用正交设计的16 组培养基进行愈伤组织的分化培养,有3 组培养基从地锦幼胚愈伤组织成功诱导出体细胞胚,三组分化培养基为:①改良B5 基本培养基;②改良B5基本培养基+2 mg.L-1 6-BA+0.1 mg.L-1 NAA+300 mg.L-LH;③改良B5基本培养基+2 mg.L-1 6-BA+0.5 mg.L-1 NAA+100 mg.L-1 LH+AC5%。体胚诱导率分别为33%、33%和13%,而只有

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摘要

ABSTRACT

缩略词表

正文图表目录

附录图版目录

1 前言

1.1 研究目的、意义

1.2 国内外相关研究进展

1.2.1 种质创新的概念

1.2.2 植物种质创新技术与成就

1.2.2.1 自然突变选择

1.2.2.2 远缘杂交

1.2.2.2.1 远缘杂交在植物种质创新中的应用

1.2.2.2.2 远缘杂交中存在的障碍

1.2.2.2.3 克服远缘杂交不亲和性的方法

1.2.2.2.4 远缘杂种不育性的克服方法

1.2.2.3 诱变育种

1.2.2.3.1 辐射诱变技术研究进展

1.2.2.3.2 化学诱变研究进展

1.2.2.4 组织培养技术在种质创新中的应用

1.2.2.4.1 花药培养

1.2.2.4.2 胚乳培养

1.2.3 地锦属植物研究进展

1.2.3.1 地锦种质资源

1.2.3.2 地锦属及葡萄属植物育种进展

1.2.3.3 本项目的相关基础研究

1.2.3.3.1 地锦和五叶地锦叶片组织分化和形态变化观察

1.2.3.3.2 地锦和五叶地锦根、茎的生长和营养芽的解剖结构

1.2.3.3.3 地锦和五叶地锦卷须的分化和形态结构的观察

1.2.3.3.4 地锦种子萌发、幼苗生长过程及形态变化

1.2.3.3.5 盐胁迫对五叶地锦的生长及生理特性的影响

1.2.3.3.6 地锦幼苗气体交换特性研究

1.2.3.3.7 地锦幼苗光合作用特性研究

1.2.3.3.8 地锦和五叶地锦组培快繁研究

1.2.3.3.9 地锦辐射诱变研究

2 地锦和五叶地锦种间杂交研究

2.1 材料与方法

2.1.1 材料

2.1.2 方法

2.1.2.1 开花期观察

2.1.2.2 花序及小花形态观察

2.1.2.3 花柱形态、花粉形态、花粉附着、萌发及花粉管生长观察

2.1.2.4 花粉育性测定

2.1.2.5 授粉时间观察

2.1.2.6 不同方式授粉及相关观察

2.2 结果与分析

2.2.1 地锦和五叶地锦花期

2.2.2 地锦和五叶地锦的花序及小花形态

2.2.3 地锦和五叶地锦的花柱及花粉形态

2.2.4 地锦和五叶地锦的适宜授粉时间

2.2.4.1 不同发育时期花序的花粉育性

2.2.4.3 不同开放程度小花的花柱发育、花粉附着和萌发情况

2.2.4.4 地锦小花开放后不同时间授粉花粉附着和萌发情况

2.2.4.5 不同授粉方式结实情况

2.2.5 地锦和五叶地锦的杂交不亲和表现及原因

2.2.5.1 人工辅助自交时的花粉萌发与花粉管生长

2.2.5.2 人工杂交时的花粉萌发与花粉管生长

2.3 小结

3 地锦与五叶地锦组织培养研究

3.1 材料与方法

3.1.1 材料

3.1.2 外植体处理

3.1.3 培养基

3.1.3.1 愈伤组织诱导培养基

3.1.3.2 愈伤组织继代培养基

3.1.3.3 分化培养基

3.2 结果与分析

3.2.1 愈伤组织诱发时间

3.2.2 愈伤组织诱导率

3.2.2.1 2,4-D 对不同外植体愈伤组织诱导率的影响

3.2.2.2 带花丝接种对花药愈伤组织诱导率的影响

3.2.3 愈伤组织类型

3.2.3.1 幼胚愈伤组织类型

3.2.3.2 花药、花丝愈伤组织类型

3.2.3.3 卷须愈伤组织

3.2.3.4 胚乳愈伤组织

3.2.4 愈伤组织继代

3.2.5 愈伤组织的再分化

3.2.5.1 胚状体诱导率

3.2.5.2 胚状体萌发

3.2.5.3 体胚苗移栽

3.3 小结

4 地锦和五叶地锦原生质体分离及培养研究

4.1 材料与方法

4.1.1 影响原生质体提取得率及活力因素

4.1.2 不同材料原生质体得率比较

4.1.3 原生质体培养方式

4.1.4 愈伤组织分化培养

4.2 结果与分析

4.2.1 影响地锦幼叶原生质体提取得率及活力因素

4.2.1.1 影响得率因素分析

4.2.1.2 影响活力因素分析

4.2.2 不同外植体原生质体提取得率比较

4.2.3 原生质体不同培养方式效果比较

4.2.4 愈伤组织分化培养

4.3 小结

5 地锦和五叶地锦化学诱变研究

5.1 材料及方法

5.1.1 秋水仙素处理不同发育时期地锦体细胞胚胎诱导多倍体

5.1.2 秋水仙素处理地锦、五叶地锦丛生芽诱导多倍体

5.1.3 多倍体植株的RAPD 检测

5.2 试验结果

5.2.1 秋水仙素处理地锦体胚效应

5.2.1.1 秋水仙素处理对体胚萌发的影响

5.2.1.2 秋水仙素处理对正常萌发体胚生长的影响

5.2.1.3 秋水仙素处理体胚诱导多倍体效应

5.2.2 秋水仙素处理地锦及五叶地锦丛生芽诱导多倍体效应

5.2.2.1 秋水仙素对芽及根系生长的影响

5.2.2.2 多倍体诱导率

5.2.2.3 多倍体植株形态变异及多倍细胞数目稳定性分析

5.2.2.4 多倍体的RAPD 分析

5.3 小结

6 结论与讨论

6.1 地锦和五叶地锦的种间杂交技术

6.1.1 地锦和五叶地锦的适宜授粉时间

6.1.2 地锦和五叶地锦的种间杂交障碍

6.2 地锦与五叶地锦组织培养研究

6.2.1 激素对地锦和五叶地锦不同外植体愈伤组织诱导的影响

6.2.2 地锦和五叶地锦愈伤组织再分化影响因素的分析

6.2.3 关于地锦与五叶地锦花药和胚乳培养

6.3 影响地锦原生质体分离及培养因素分析

6.4 秋水仙素对地锦和五叶地锦多倍体的诱导效应

6.4.1 秋水仙素对处理材料生长的影响

6.4.2 秋水仙素对地锦多倍体的诱导效果

6.4.3 秋水仙素处理对诱发地锦丛生芽DNA 分子水平变异的分析

6.4.4 关于嵌合体问题

致谢

参考文献

导师简介

附录——图版

附录:作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目

发布时间: 2005-10-11

地锦与五叶地锦种质创新研究

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