香蕉抗寒种质创新、筛选及鉴定

香蕉抗寒种质创新、筛选及鉴定

论文摘要

香蕉是典型的热带亚热带果树,广泛分布于热带和南亚热带地区。我国是世界香蕉主产国之一,种植区域分布于广东、海南、广西、福建、云南及台湾等省区。近年来由于气候条件的变化,我国广东、广西、云南等省的香蕉产业遭受越来越严重的寒害威胁,严重时造成大面积减产和绝收,给广大果农造成严重经济损失。虽然生产上针对寒害建立了一些预防措施,但对于较严重的寒害防治效果较差。因此选育香蕉抗寒品种是解决香蕉寒害问题的根本出路。目前栽培的香蕉基本为三倍体,由于其具有高度的不育性,无法通过常规杂交育种选育新品种。同时现有的栽培品种长时间集约化种植导致种性退化,抗性降低。利用辐射诱变技术培育新种质成为香蕉创新种质、培育优良新品种的一个重要途径。本研究采用香蕉未成熟雄花诱导愈伤组织和芽体作为外植体,利用不同剂量的60Co-Y射线辐射诱导变异,辐射后的外植体材料经过14、10、7、4℃梯度低温定向筛选,以获得幼苗期显著抗寒的突变体。对于获得的抗寒突变体进行外部形态观察、生理生化指标测定和SSR分子标记技术分析,初步探讨所得到的抗寒新种质的抗寒机理,为香蕉育种提供新种质与新品种奠定基础。获得以下结果:1.筛选了40GY、60GY、70GY、80GY、100GY5种辐射剂量对香蕉未成熟雄花再生外植体的效果,根据辐射后常温发芽状况、低温筛选分化芽数量和再生植株数量、长势等发现,80GY、100GY两种高辐射剂量严重影响香蕉分化芽的活力及抗逆性。而低温胁迫下70GY存活的芽及芽点再生出的植株表现出良好的抗寒能力。表明70GY辐射剂量对于香蕉抗寒突变体的获得是一个较理想的剂量。2.辐射诱变的外植体(愈伤及芽点)常温分化的幼苗在不同温度下表现出不同的受害状况,在4℃低温胁迫3d至5d时平均寒害等级出现转折点,由缓慢增长变为迅速增长,表明4℃低温对香蕉幼苗叶片伤害较大,确定该温度为组培瓶苗抗寒筛选的筛选压力温度。3.通过低温初筛分化芽和低温复筛组培瓶苗,获得420株具有初步抗寒性的幼苗,其中62株在表型上表现出良好的抗寒能力。经过炼苗、移栽后存活224株,存活率仅51.47%,而对照苗存活率为98.67%。4.诱变获得的耐低温的香蕉苗,其生长速度低于对照苗,表现出叶片大小和数量、株高等小于对照。5.从40对SSR引物中筛选出12对适合验证香蕉抗寒突变体的多态性引物,聚类分析将16株供试植株分为3大类,推测抗寒1号突变体株系在DNA水平上发生较大变异。6.抗寒突变株系具有较强耐受低温的能力,重要生理指标发生明显改变。低温胁迫时抗寒突变株系POD、CAT活力显著高于对照,而丙二醛含量显著低于对照。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 前言
  • 1.1 香蕉概述
  • 1.1.1 香蕉的食用及经济价值
  • 1.1.2 香蕉种植产业面临的挑战
  • 1.2 香蕉育种进展
  • 1.2.1 杂交育种
  • 1.2.2 基因工程育种
  • 1.2.3 分子标记辅助育种
  • 1.2.4 人工诱变育种
  • 1.3 突变体的筛选与鉴定
  • 1.3.1 突变体的基本筛选步骤
  • 1.3.2 选择压的控制
  • 1.3.3 抗性突变体的鉴定
  • 1.4 植物抗寒研究进展
  • 1.4.1 生物膜系统与植物抗寒性
  • 1.4.2 植物抗氧化系统与植物抗寒性
  • 1.4.3 渗透调节物质与植物抗寒性
  • 1.4.4 冷诱导蛋白与植物抗寒性
  • 1.4.5 植物激素与植物抗寒性
  • 1.5 本研究的目的意义
  • 1.6 技术路线
  • 2 材料与方法
  • 2.1 植物材料、试剂与仪器
  • 2.1.1 实验材料
  • 2.1.2 实验试剂
  • 2.1.3 所用引物
  • 2.1.4 实验仪器
  • 2.2 试验方法
  • 2.2.1 香蕉分化芽组织培养及低温初筛
  • 2.2.2 分化组培苗的培养及低温复筛
  • 2.2.3 组培瓶苗的炼苗与移栽
  • 2.2.4 DNA提取
  • 2.2.5 SSR引物的扩增
  • 2.2.6 电泳检测
  • 2.2.7 统计分析
  • 2.2.8 生理生化指标的测定方法
  • 3 实验结果
  • 3.1 梯度低温筛选
  • 3.1.1 分化芽梯度低温筛选
  • 3.1.2 分化组培苗低温筛选
  • 3.1.3 移栽后幼苗性状观察
  • 3.2 SSR分子标记
  • 3.2.1 香蕉叶片DNA的提取
  • 3.2.2 SSR引物的筛选结果
  • 3.2.3 基于SSR分子标记的分类结果
  • 3.3 诱变植株抗寒性
  • 3.3.1 低温胁迫下表型观察
  • 3.3.2 诱变植株低温胁迫下生理生化指标的测定
  • 3.4 其他变异类型
  • 4 讨论
  • 4.1 分化芽的抗寒筛选
  • 4.2 分化组培瓶苗的抗寒筛选
  • 4.3 存活植株移栽后性状观察
  • 4.4 SSR分子标记鉴定
  • 4.5 香蕉诱变植株的抗寒性
  • 5 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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