苹果花药培养再生新种质的倍性鉴定及表型多样性分析

作     者：石江鹏 

作者单位：山西大学 

学位级别：硕士

导师姓名：曹秋芬

授予年度：2018年

学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090201[农学-果树学] 

主      题：苹果 花药培养 倍性分析 生根激素 性状分析 移栽技术 

摘      要：单倍体育种是现代育种的一项重要内容,单倍体植株经诱变后再进行染色体加倍形成双单倍体纯系,可以缩短育种周期,丰富种质资源。花药培养是人工诱导产生单倍体的有效途径,目前已在小麦、辣椒、甜橙等多种植物上广泛应用,并成功与杂交育种、转基因相结合形成一套较为完整的育种技术体系。苹果为基因组高度杂合且童期较长的木本植物,由于苹果自交不亲和而难以用传统多代自交方法获得纯合基因型植株。苹果花药离体培养获得具有配子体来源的纯合基因型植株,该植株目标性状稳定,便于遗传分析,提高了选择效率,是进行杂交育种、遗传分析的重要材料。苹果花药培养获得的每个株系均来自不同的花粉粒,其植物学特征、生物学特性、以及诱导培养、生根的条件等具有独一、唯一性,因此对每个株系试管苗的倍性、生长特性、特征、生根培养条件及试管苗生根移植到田间后的性状进行观察分析具有重要意义。本研究的主要目的是对苹果纯合基因型株系进行倍性分析,选出苹果纯合基因型株系适宜的生根条件及综合性状较好的株系,探究苹果纯合基因型株系的移栽条件。通过对生根状态,植株性状及移栽情况的观察统计和数据分析。得到的结果如下:1.苹果纯合基因型株系的获得:经苹果花药培养,共获得40个花药培养再生株系,其中‘嘎啦’苹果20个,‘富士’苹果5个,‘红星’苹果7个,‘丹霞’苹果8个。通过SSR标记检测40个株系均为纯合基因型株系。2.苹果纯合基因型株系倍性检测:对‘红星’、‘富士’、‘嘎啦’苹果的32个纯合基因型株系进行倍性检测,结果表明纯合基因型株系中二倍体27株、单倍体1株(来源于‘嘎啦’)、三倍体1株(来源于‘红星’)、四倍体3株(分别来源于‘红星’,‘富士’和‘嘎啦’),二倍体占84.38%,即苹果纯合基因型株系的主要倍性为二倍体,且‘红星’苹果纯合基因型株系的倍性分化率最大,为28.57%。3.不同倍性纯合基因型株系叶片形态分析:与二倍体相比,单倍体株系表现为叶基更窄、叶片形状为狭椭圆形、叶柄细、叶色显著较浅、叶缘锯齿变浅,多倍体株系与二倍体比较,表现为叶基变得更阔、叶片形状为广椭圆形、叶色变深、叶缘锯齿变深。除此之外,还有其他性状的变异,如单倍体的叶形变得更窄长,表现为叶形指数增大。4.苹果纯合基因型株系生根培养基选择:生根诱导激素对‘红星’、‘富士’、‘嘎啦’苹果纯合基因型株系的生根有影响,从生根率、生根数、根的长度来看,IBA浓度不足显著降低了苹果纯合基因型株系的生根率、根数和根长,本研究结果表明以1/2 MS培养基中添加2—3 mg L生根诱导激素(IBA)为宜。5.苹果纯合基因型株系性状分析:通过分析比较苹果纯合基因型株系的叶数、根数、根长、株高、叶柄长及叶形指数,结果表明株系的综合性状较好者有:‘红星’苹果纯合基因型DH0-1、DH0-3、DH0-4、DH0-7株系;‘富士’苹果纯合基因型DH1-3株系;‘嘎啦’苹果纯合基因型DH2-2、DH2-4、DH2-12、DH2-20株系;‘丹霞’苹果纯合基因型DH3-3、DH3-4、DH3-8。6.苹果纯合基因型株系移栽技术研究:本研究对‘丹霞’纯合基因型株系炼苗时采用2种方法,一种为开盖后直接移栽,另一种为温室中闭盖放置5—7 d,开盖加入蒸馏水后放置2—3 d移栽。开盖后直接移栽成活株系为3株,成活率达到37.50%;温室中闭盖放置5—7 d,开盖加入蒸馏水后放置2—3 d移栽,没有植株成活。