不同诱导剂和诱导方法对西瓜单倍体染色体加倍效果的比较研究

为探究不同诱导剂和诱导方法对西瓜单倍体染色体加倍的效果,以西瓜花药离体培养获得的单倍体植株为材料,利用不同质量浓度的秋水仙素和氟乐灵进行培养基加倍、浸芽加倍、滴生长点加倍3种方法研究单倍体植株诱导二倍体植株的效果。结果表明,不同加倍方法对单倍体加倍的诱导率存在很大差异。秋水仙素诱导加倍,植株的存活率均达到100%,氟乐灵诱导加倍,加倍植株的致死率最高达到100%。组培法诱导加倍时,秋水仙素和氟乐灵均在质量浓度为60 mg·L^(-1)时,加倍诱导率最高,分别是50.00%和41.67%。浸芽法诱导加倍时,600 mg·L^(-1)秋水仙素浸芽4 h加倍诱导率最高为75.00%;300 mg·L^(-1)氟乐灵浸芽2 h加倍诱导率最高为50.00%。滴生长点诱导加倍时,600 mg·L^(-1)秋水仙素诱导的加倍率最高为50.00%;500 mg·L^(-1)氟乐灵诱导加倍率最高为27.78%。因此,秋水仙素诱导西瓜单倍体植株加倍效果优于氟乐灵,且浸芽法诱导加倍效果最佳。

芥菜小孢子培养及染色体加倍技术体系的优化

为探究不同芥菜基因型和培养条件对小孢子培养效果的影响,建立适合芥菜小孢子培养及染色体加倍的最佳方案,对芥菜8个不同变种的34份自交系进行小孢子培养,比较不同热激时间、活性炭浓度、小孢子密度对出胚率的影响。结果显示,基因型对芥菜小孢子培养成功与否影响较大,34份材料中11份材料成功培养出胚状体;不同材料间出胚效果差异明显,其中,大头菜出胚率最高,可达23.85胚/蕾;芥菜小孢子出胚最佳条件为32℃热激1~2 d,培养基含活性炭3~5 g/L,小孢子密度为1.5×10^(5)~2.0×10^(5)个/mL。染色体加倍试验结果显示,1 g/L秋水仙素溶液浸泡茎尖1 h的处理加倍效率高、嵌合体少,可应用于芥菜染色体的加倍。

近三倍非整倍体紫锥菊的染色体加倍

[目的]建立高效的紫锥菊(Echinacea purpurea L.)非整倍体离体诱导加倍的方法,为紫锥菊育种和遗传学研究提供创新性种质。[方法]采用离体诱导方法,比较4个紫锥菊近三倍非整倍体株系(C31,2n=31;C32-1,2n=32;C32-2,2n=32;C34,2n=34)在不同前处理持续时间、不同秋水仙素处理浓度和处理持续时间条件下的加倍诱导效果的差异。[结果]4个非整倍体株系的染色体加倍效果均随预处理时间的延长、秋水仙素处理浓度的提高及处理时间的延长而呈先上升后下降的趋势,并分别在预处理4 d、秋水仙素浓度120 mg/L、处理时间25 d时,获得最佳的诱变效果。根据根尖染色体计数鉴定的结果,由近三倍非整倍体C31、C32-1、C32-2、C34株系加倍获得的近六倍非整倍体染色体数目分别为2n=62、2n=64、2n=64、2n=68,其植株形态与原植物相比,均表现为生长缓慢,植株矮化,叶片增厚、反卷、脆硬,叶表皮毛茸增长、加密,叶柄缩短,生根缓慢,根短而粗,侧根少甚至无等特点。[结论]秋水仙素可成功诱导近三倍非整倍体紫锥菊加倍成为近六倍的高倍非整倍体;秋水仙素诱导的非整倍体染色体加倍和整倍体相同,即每条染色体都实现了加倍,不受非整倍体中各号染色体原来数量不尽相同所影响。

植物染色体加倍的表型和遗传学效应研究进展

多倍体植物在自然界中普遍存在,由于其相对于二倍体的生长优势和更好的环境适应性被广泛关注。分析染色体加倍对植物产生的表型和遗传学效应,可为应用染色体加倍技术进行作物遗传改良和倍性育种提供指导。通过对相关文献的梳理,从染色体加倍前后植物外部形态、生物学特性和细胞形态方面,分析了染色体加倍引起的表型变异,通过代谢水平、蛋白质水平、DNA/RNA水平和表观遗传方面的变异分析,揭示了染色体加倍的遗传学效应。

秋水仙素诱导薄荷染色体加倍技术研究

对秋水仙素诱导薄荷染色体加倍技术进行研究,以期筛选出诱导薄荷染色体加倍的最适体系,获得染色体加倍的变异植株。以秋水仙素为诱变剂对带有腋芽的薄荷茎段进行处理,结合流式细胞检测、根尖染色体数目观察等方法对变异植株的倍性进行鉴定,比较秋水仙素不同浓度与处理时间的诱变效果。结果显示,用100 mg/L的秋水仙素处理带有腋芽的薄荷茎段1 d,诱变效果最好,诱变率可达33%。通过流式细胞检测、根尖染色体数目观察等方法鉴定获得多倍体植株10个,与亲本植株相比,其植株形态主要表现为叶厚、茎秆粗、锯齿较深,生长速度缓慢;有8个植株挥发油含量提高,其中最高含量达到2.21%,为亲本植株(1.12%)的1.97倍。本研究通过秋水仙素诱导成功获得染色体加倍的薄荷植株,为薄荷的品种改良和选育提供了可靠的理论依据。

草莓茎尖染色体加倍研究

初步建立了草莓茎尖染色体加倍的方法体系，得到了草莓野生种、种间杂种及品种共２７个加倍株系和一些混倍体株系。２ｘ、５ｘ、８ｘ试材分别以秋水仙素１００～２００ｍｇ／Ｌ、２００～３００ｍｇ／Ｌ、２００～４００ｍｇ／Ｌ处理２０～３０ｄ加倍效果较好，浓度低于５０ｍｇ／Ｌ时加倍不易成功。

杨树花粉染色体加倍有效处理时期的研究

以毛新杨（Ｐｏｐｕｌｕｓｔｏｍｅｎｔｏｓａ×Ｐ．ｂｏｌｅａｎａ）为材料，在掌握小孢子母细胞减数分裂过程的基础上，对花粉染色体加倍中减数分裂的有效处理时期以及作用持续时间进行了研究，结果表明：（１）经秋水仙溶液处理所获得的花粉中均有一定比例的形态较大的花粉，最高可达８８％。这种大花粉经花粉染色体检查为２ｎ＝３８，且均能正常萌发。（２）一般只要是在水培４０ｈ左右，花药由淡绿色转为绿黄色以后且未变红前，也就是由细线末期到终变期之前处理，均能取得较好的加倍效果。（３）在有效处理时期内，处理次数与花粉得率也有一定的相关性，考虑２ｎ花粉比率及花粉量得率，处理次数以３～５次，每次间隔５～７ｈ为宜。

小麦×玉米产生小麦单倍体的染色体加倍研究

小麦与玉米杂交产生的单倍体植株无染色体自然加倍发生 ,为获得加倍单倍体 ,进行了两种秋水仙素加倍处理。结果表明 ,在培养基中直接加入秋水仙素处理已培养 7d的幼胚 ,无秋水仙素对照的幼胚萌发率为 6 7.4 % ,存活的植株均未结实 ;而经过浓度为 5 0mg/L、10 0mg/L和 2 0 0mg/L秋水仙素处理的幼胚萌发率分别是 32 .1%、2 6 .4 %和 16 .3% ,加倍率分别是 85 .7%、10 0 %和 5 0 %。秋水仙素处理时间在 2 4～ 72h范围内 ,随着处理时间的延长 ,幼胚萌发率随之降低 ,死亡率随之增加 ,以 2 4h效果较好。用浓度为 5 0 0mg/L、75 0mg/L、10 0 0mg/L的秋水仙素溶液浸根加倍处理 ,平均加倍率分别是 89.6 %、76 .0 %和 73.3% ,而用浓度为 5 0 0mg/L秋水仙素处理壮苗获得了98.2 %的加倍率和 93.2

秋水仙碱诱导杜仲花粉染色体加倍的研究

在掌握小孢子母细胞减数分裂规律的基础上 ,就非离体状态下施加秋水仙碱溶液处理雄花芽诱导杜仲花粉染色体加倍进行了研究 .结果表明 :杜仲小孢子母细胞减数分裂粗线期为花粉染色体加倍的最佳处理时期 ,而秋水仙碱的有效处理浓度为 0 1%～ 0 2 % ,有效处理时间为 2 4～ 36h .在减数分裂粗线期采用 0 2 %的秋水仙碱溶液持续处理 2 4h ,或采用 0 1%的秋水仙碱溶液处理 36h ,获得的平均 2n花粉比率最高 ,分别为 2 7 6 %和 2 3 2 % ,其中最高处理可达 4 9 5 % .与白杨等树种离体水培状态下施加理化处理诱导 2n花粉相比 ,由于杜仲同一花芽内小孢子母细胞减数分裂具有不同步性 ,以及不同花芽在树上分布位置和相应小环境的差异 ,导致获得的 2n花粉比率相对较低 ,且不同重复的 2n花粉比率差别也很大 .此外 ,秋水仙碱处理后导致散粉延迟 ,相对于同一环境条件下的正常花芽散粉晚大约 2～ 3d ,但可以利用生长于不同小环境条件下杜仲花芽发育进程的时间差 ,如对定植于建筑物向阳处的雄株进行秋水仙碱溶液处理诱导 2n花粉 ,而给位于背阴处的雌株授粉等 ,实现人工诱导

棉花单倍体植株染色体加倍研究

使用０．３％～０．５％的秋水仙素水溶液在遮荫保湿条件下，浸渍棉花单倍体侧芽２４ｈ，或将２０μｌ处理液一次性注入侧芽基部，均能获得较好的加倍效果，但注射法比较经济、方便。

蒙古冰草与航道冰草正、反交F_1及其染色体加倍植株AFLP分析

利用AFLP分子际记技术，对蒙古冰草与航道冰草正、反交F1及其染色体加倍植株的DNA多态性位点进行了比较分析。结果表明：用筛选出的11对适宜引物对供试材料进行AFLP扩增，共获得430条清晰的条带，其中多态性带396个，多态性比率高达92．1％；供试材料的遗传距离变幅为0．6594～0．8182，蒙古冰草与航道冰草遗传距离较远；以遗传距离0．72为基准可划分为3类，即亲本蒙古冰草与正反交杂种F1为一类、正反交杂种F1染色体加倍植株为一类、亲本航道冰草为一类。

高温诱导胚囊染色体加倍获得毛白杨杂种三倍体

鉴于多倍体育种在杨树良种选育方面的优势,针对配子败育严重的毛白杨作母本杂交困难等问题,根据多年实地观察,选择结实率较高的毛白杨无性系3119、3532、8212为母本,银腺杨雄株YX1为父本,尽可能在雌蕊发育接近可授期时进行雌花枝水培,防止因营养不足而导致杂种胚败育的影响,在此基础上,选用39和42℃高温分别对授粉后4、16、28和52 h的雌花序持续处理2和4 h,并设置未施加高温处理的对照组合,同时同步固定与处理花序状态相同的毛白杨无性系3119的雌花序,组织切片观察统计胚囊发育过程各时期所占比例,以确定毛白杨胚囊染色体加倍与胚囊发育的相关关系。结果表明：3个杂交组合的各处理共获得458株毛白杨杂种三倍体,其中毛白杨3119×银腺杨组合共获得211株杂种三倍体,平均三倍体得率为57.97%;毛白杨3532×银腺杨组合共获得230株杂种三倍体,平均三倍体得率为65.71%;毛白杨8212×银腺杨组合共获得17株杂种三倍体,平均三倍体得率为70.83%,对照组合未获得杂种三倍体。从染色体加倍有效处理时期看,毛白杨3119雌花序在授粉后4~64 h均处于胚囊发育的3次有丝分裂内,不同花序间以及同一花序不同胚珠间表现出一定程度的不同步性,证明高温加倍获得的毛白杨×银腺杨杂种三倍体来源于胚囊染色体加倍;而从染色体加倍的处理温度和持续处理时间看,39、42℃的处理温度和2、4 h的处理持续时间均适宜于毛白杨胚囊染色体加倍,不同处理温度和不同持续处理时间之间并无太大差异。对杂种后代生长性状观察结果表明,各杂交组合的三倍体株高和地径平均值普遍高于二倍体。有关研究结果表明,高温诱导胚囊染色体加倍是一种高效获得杨树杂种三倍体的方法,对于毛白杨遗传改良具有重要价值。

高温诱导银白杨花粉染色体加倍研究

以银白杨为试验材料,在掌握小孢子母细胞减数分裂规律的基础上采用高温处理诱导花粉染色体加倍,对不同处理温度和处理持续时间在不同减数分裂时期的诱导效果进行了研究。结果表明:温室水培条件下,银白杨完成小孢子母细胞减数分裂大约需3～4d,不同时期和花药颜色变化有相关性;高温诱导银白杨2n花粉的最佳时期是中期Ⅰ,处理条件为36℃持续4h,最高2n花粉百分率39.6%,平均2n花粉百分率32.75%。高温处理后导致银白杨散粉延迟,相对于同一环境条件下的正常花芽散粉晚大约2～3d,且花粉量很少。

单倍体甜瓜染色体加倍技术研究

探究秋水仙素对甜瓜单倍体加倍的影响,以便为甜瓜遗传育种研究提供新材料。以甜瓜大孢子离体培养获得的单倍体为试材,利用不同浓度秋水仙素直接加入培养基和浸芽后接种到芽伸长培养基两种方法进行甜瓜单倍体的加倍试验。70 mg·L^(-1)秋水仙素直接加入培养基加倍频率最高为37%,组培苗成活率为67%,700 mg·L^(-1)秋水仙素附加1.5%DMSO浸芽处理2 h加倍频率最高可达58%,成活率为100%。在不添加秋水仙素的培养基中,添加0.2 mg·L^(-1) KT加倍率为8%~17%,表明激素KT也能诱导单倍体植株加倍。加倍植株经流式细胞仪倍性鉴定,发现除存在单倍体、二倍体外,还存在混倍体,100 mg·L^(-1)秋水仙素浸芽处理6 h嵌合体的比例最高为75%。结果表明,秋水仙素浸芽处理效果好于直接加入培养基,700 mg·L^(-1)秋水仙素浸芽处理2 h加倍频率最高为58%。

蒙古冰草与航道冰草正反交杂种染色体加倍植株F_2的ISSR分析

利用ISSR分子标记技术对蒙古冰草与航道冰草正反交杂种染色体加倍植株F2代间及其与亲本和杂种F1代间在DNA分子水平上的遗传差异性进行分析,结果表明：12个ISSR适宜引物共扩增出515个条带,多态性条带492个,多态性条带百分率为95.3%。6个供试材料间的遗传距离（GD）变幅为0.4094-0.6721,平均为0.5391,亲本航道冰草与蒙古冰草间、航道冰草与正反交杂种染色体加倍植株F2间的遗传距离较大,正反交F1间的遗传距离次之,正反交杂种染色体加倍植株F2间的遗传距离相对较小。以GD值0.51为基准,6个材料聚为3类：第一类为蒙古冰草、反交杂种F1,第二类为正交杂种F1、正反交杂种加倍植株F2,第三类为航道冰草。

秋水仙碱诱导银白杨花粉染色体加倍及其细胞学效应研究

为推动银白杨倍性育种进展,利用秋水仙碱溶液注射处理,对银白杨花粉染色体加倍技术进行了研究,并通过常规压片及间接免疫荧光技术观察了秋水仙碱处理对小孢子母细胞染色体行为和微管骨架分布的影响。结果表明:(1)施加秋水仙碱处理可诱导银白杨花粉染色体加倍,在小孢子母细胞减数分裂细线末期-粗线期施加0.5%秋水仙碱溶液注射处理7次,可获得最高达82.23%的2n花粉。由于注射处理5次与7次诱导效果差异不显著,从节约成本和降低毒害考虑,在实际应用中以0.5%秋水仙碱溶液注射处理5次为宜;(2)秋水仙碱处理导致银白杨小孢子母细胞减数分裂过程染色体行为异常,包括双线期细胞核仁数目增多、微核形成,终变期染色体紧贴核仁,中期I染色体发生极度收缩聚集成团;(3)受秋水仙碱影响,银白杨小孢子母细胞细胞质微管骨架分布发生紊乱。粗线期小孢子母细胞内微管骨架不再呈网状均匀分布于细胞质,而是聚集呈短带状,从而失去对染色体行为的控制。

秋水仙碱诱导银杏花粉染色体加倍的研究

该试验以北京地区银杏雄花芽为材料,探索利用不同浓度的秋水仙碱人工诱导花粉染色体加倍的方法和可能性.用浓度为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%的秋水仙碱溶液,分别对水培和自然非离体条件下诱导雄配子染色体加倍的方法进行了探索,比较了两种情况下不同处理浓度和处理方法诱导效果的差异.结果表明自然非离体状态下棉浸法处理得到了大花粉,但得率较低,最高为7%,若进一步加大药液处理浓度或适当延长处理时间,将有可能较大幅度提高大花粉得率;水培条件下的棉浸法和注射法处理均未得到大花粉,其原因和适宜的诱导方法还有待进一步探索.以正常花粉作对照,用激光扫描共聚焦显微镜(简称LSCM)对经秋水仙碱处理诱导出的大花粉进行了DNA含量的定量测定,初步确认该试验诱导的大花粉是一种二倍体花粉.

小麦花药培养中染色体加倍技术

小麦花药培养中染色体加倍技术李志武，徐惠君，叶兴国（中国农业科学院作物育种栽培研究所北京１０００８ｌ）小麦花培主要包括离体培养产生单倍体和单倍体植株的纯合加倍两大技术，对花培产生单倍体植株的技术已进行了大量的研究，并取得了显著的成效（朱至清等，１９７...

二甲戊灵对离体大蒜染色体的加倍研究

在MS分化培养基中分别添加不同浓度的秋水仙素和二甲戊灵,以"改良蒜"的蒜瓣基部为外植体诱导愈伤组织染色体变异并再生植株,观察根尖细胞染色体数和叶片下表皮保卫细胞特征检测诱变效果。结果表明:大蒜染色体数变异受诱变剂浓度和处理持续时间的影响,诱变剂高浓度和短时间处理均有利于大蒜愈伤组织的分化;添加0.1%秋水仙素处理5 d,愈伤组织存活率为80.7%,分化率为78.1%,四倍体的诱导率为4%;添加100μmol/L二甲戊灵处理5 d,愈伤组织存活率为100%,四倍体的诱导率为6%。对根尖细胞染色体和叶片下表皮气孔数目和大小观察显示,诱变株具有四倍体的基本特征。说明二甲戊灵能在离体条件下有效诱导大蒜产生四倍体,可替代秋水仙素对大蒜染色体的加倍作用。