开远木棉叶色种质创新

作     者：张艳波 

作者单位：云南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘海英;王丽花

授予年度：2022年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：开远木棉 彩色叶 种间杂交 转基因 CHS基因 FLS基因 

摘      要：开远木棉(***)属海岛棉,来自云南开远地区的地方品种。其株型高大紧凑,花、叶、果均具观赏性,已被云南少数民族用于庭院观赏。开远木棉还具有很强的抗性及适应性,生长速度快,在观赏园林领域具有发展前景。开远木棉的叶巨大、光亮、不易落叶、但叶色仅为单一的翠绿色,影响其在园林市场里的竞争力。因此,实现开远木棉叶色多样化是提升其观赏价值的有效途径。本论文以开远木棉为研究材料,利用传统杂交育种和转基因技术对开远木棉进行叶色创新研究,旨在通过丰富叶色进一步提升开远木棉的观赏价值。具体研究结果如下:1、通过彩叶陆地棉与绿叶开远木棉杂交获得了2类观赏价值高的彩叶型F材料,均遗传了开远木棉高大紧凑株型。红叶类型:由‘开远木棉’ב斑叶棉’杂交而来,‘红叶2号’株型高大,叶片光滑,遗传了开远木棉特征;叶型为三裂掌状叶,叶片与茎均为红色(RHSCC,FNA2-45B),遗传了斑叶棉的叶色特征;花瓣由粉色渐变到黄色,棉桃浅红,介于两亲本间。紫红斑类型:分别来自‘红鸡脚叶’ב开远木棉’、‘大红叶棉’ב开远木棉’和‘紫叶棉’ב开远木棉’三个组合。F均表现为株型高大,类似开远木棉,叶大且具紫红斑,茎、花、棉桃及纤维颜色也各具特色,丰富多彩,极具观赏性。上述F材料均为两亲本优良性状的组合,既可观叶还可观花、观果,非常适合做为庭院观赏树种植。这些研究结果表明通过开远木棉与彩叶棉的种间杂交是改良开远木棉叶色的一条有效途径。其它杂交组合的F叶色未明显改变,这表明通过杂交方法改良开远木棉的叶色需选择合适亲本。2、通过转基因技术获得了红斑叶的开远木棉转基因植株FLS和CHS是色素合成途径中的关键基因,是‘大红叶棉’与‘开远木棉’叶片中表达差异显著基因。本研究从‘大红叶棉’中克隆差异表达的FLS基因(Flavonol synthase,FLS)和CHS基因(chalcone synthase,CHS),并成功构建了含p Bin GFP4-FLS和p Bin GFP4-CHS超表达载体;并通过农杆菌介导采用开远木棉的茎尖侵染法进行遗传转化。经抗性筛选、PCR验证及序列比对,获得了7株含p Bin GFP4-FLS和5株含p Bin GFP4-CHS的阳性转化子。携带p Bin GFP4-FLS基因的阳性植株为红斑叶。经q RT-PCR检测,FLS基因的表达量在转基因阳性植株中显著性上调,说明在开远木棉中通过提高FLS基因的表达量能够使叶色发生变化。但CHS基因的转基因阳性植株仅茎秆和叶柄为酒红色,叶片颜色未变,表明可能CHS基因的表达可能具组织特异性或与受体基因型及光照有关。