沟叶结缕草耐铁体细胞变异筛选研究

作     者：周雨湾 

作者单位：浙江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：柴明良

授予年度：2017年

学科分类：090706[农学-园林植物与观赏园艺] 0907[农学-林学] 09[农学] 

主      题：沟叶结缕草 铁胁迫 体细胞无性系变异 绿期 

摘      要：沟叶结缕草（Zoysia matrella（L）Merr.）又名马尼拉草,是禾本科（Gramineae）虎尾草（画眉草）亚科（Chloridoideae）结缕草属（ZoysiaWilld）的一种多年生草本植物。沟叶结缕草是一种非常优良的暖季型草坪草,具有叶片细、颜色绿、绿期较长的特点,耐旱性、耐盐碱性、耐荫性均较强,是一种高质量的草坪草,在休憩广场、景点绿化和高尔夫球场的草坪建植中广泛应用,是我国南方大部分地区的主要草坪栽培种。在自然界中,沟叶结缕草的繁殖方法主要是通过匍匍茎,在遗传改良的过程中难以利用杂交育种等的传统手法,因此,体细胞无性系变异这种操作较为简单的方法是筛选沟叶结缕草的抗性植株的有效育种途径。铁是植物正常生长必须的微量元素之一,是植物体合成叶绿素必不可少的元素,也是构成一些酶的成分。植物缺铁时会出现叶片失绿黄化,因此,探索植物体内铁含量与植株绿期的相关性尤为重要。本试验利用继代保存了 8年的沟叶结缕草胚性愈伤组织作为试验材料,研究不同铁浓度胁迫下沟叶结缕草的愈伤组织和再生植株的叶片和根的生理特性,探究离体条件筛选出高耐铁的植株是否田间条件下绿期长。初次筛选时继代培养基中的铁浓度分别为100.0μM（MS基本培养基内的铁浓度）、200.0μM、500.0μM、1000.0μM,进一步筛选耐铁愈伤组织继代培养基中的铁浓度分别为1OO.OμM、200.0μM、550.0LM、650.0μM、750.0μM、850.OμM、950.0μM。经过铁筛选后的愈伤组织接入基本再生培养基中再生培养,经过16周培养,获得少量耐铁植株,而后对植株进行生理生化分析并测定植株体内铁含量。主要研究结果如下:1.经过含有不同浓度的铁的继代培养基处理之后,沟叶结缕草愈伤组织在200.0μM时,其平均直径和鲜重增长率的最大。而愈伤组织的平均直径和鲜重增长率在850.0μM时明显减小。所以愈伤组织的耐铁极限在850.0μM左右。另外,为了更有利于沟叶结缕草的愈伤组织的继代培养和保存,可以相对增加MS基本培养基中的铁含量。2.经过耐铁筛选的愈伤组织在再生培养基中进行再生,在500.OμM浓度下沟叶结缕草生长最好,750.0μM浓度下不能再生。因此铁胁迫下沟叶结缕草再生的耐铁极限为650.0-750.0μM左右。3.铁胁迫下,沟叶结缕草愈伤组织的CAT、POD、SOD抗氧化酶活性以及MDA含量在200.0μM时最低,随后抗氧化酶活性和MDA含量继续上升,直到850.0μM浓度时,几种酶活性和MDA含量又呈下降趋势。4.铁胁迫下,沟叶结缕草再生植株的根和叶片的CAT、POD、SOD抗氧化酶活性以及MDA含量均在500.0μM时最低,而叶绿素含量在500.0μM时达到最大。根中的抗氧化酶、MDA及叶绿素含量都远远小于叶片中的含量。5.随着培养基中的铁浓度的增加,沟叶结缕草的愈伤组织以及再生植株的根和叶片中的铁含量都随着培养基中铁含量的增加而增加。另外本试验研究表明,愈伤组织与再生植株相比,其耐铁胁迫能力更强,而且根中铁的积累高于叶片。6.本试验表明,沟叶结缕草愈伤组织存在对铁的抗性。200.0μM浓度最适宜愈伤组织的继代和保存,500.0μM浓度胁迫后再生的植株生长最好,叶绿素含量较高。但移栽至大田实验,是否能够大批量培养以延长沟叶结缕草绿期还有待后续研究。