铁皮石斛四倍体离体诱导和鉴定及生理特性研究

以铁皮石斛原球茎为材料,经不同质量浓度的秋水仙素(C22H25O6)和0.02g·mL-1二甲基亚砜(DMSO)混合水溶液处理后进行组织培养,通过对变异株进行形态学、细胞学及流式细胞仪鉴定,以期获得稳定的四倍体植株并分析其生理特性。结果表明:用2.0g·L-1秋水仙素和0.02g·mL-1 DMSO混合水溶液处理铁皮石斛原球茎36h后,植株诱导率达20%;诱导四倍体植株在形态上明显矮化、茎秆粗壮、叶片变小增厚、气孔直径增大;细胞遗传学观察发现,四倍体植株染色体2n=4x=76,二倍体植株染色体2n=2x=38;流式细胞仪分析显示,DNA相对含量四倍体为400,二倍体仅为200;四倍体植株叶片中叶绿素含量、可溶性蛋白、可溶性糖含量均高于二倍体,分别为5.03、3.59、2.98mg·g-1;四倍体叶片中主要抗氧化酶POD和SOD活性均显著高于二倍体,分别为9.08、180.4U·mg-1,且四倍体植株明显降低了MDA含量累积。研究认为,2.0g·L-1秋水仙素和0.02g·mL-1DMSO混合水溶液处理原球茎36h可提高诱导成功率、降低嵌合体比例,此组合为诱导四倍体较佳诱导条件。

铁皮石斛同源四倍体工厂化快繁工艺研究

以实验室前期诱导的铁皮石斛四倍体为研究材料,利用气孔、叶绿体、染色体计数及流式细胞仪等方法,对铁皮石斛同源四倍体株系的纯合性进行鉴定,在此基础上利用茎段扩繁和原球茎诱导、增殖、分化两种方案比较增殖效率,并对原球茎的倍性稳定性进行再鉴定。结果表明:(1)实验室的‘花自-2’株系为纯合同源四倍体。(2)茎段扩繁最佳增殖培养基为MS+2.0mg/L 6-BA+0.5mg/L NAA+15%香蕉汁,茎段诱导原球茎最佳培养基为MS+1.0mg/L 6-BA+0.5mg/L NAA+0.2mg/L KT,诱导率达到76.66%;原球茎增殖最佳培养基为MS+1.0mg/L 6-BA+0.5mg/L NAA+15%马铃薯提取液,原球茎分化最佳培养基为1/2 MS+0.5mg/L 6-BA+20%马铃薯提取液,原球茎分化率达到85.70%;生根最佳培养基为1/2MS+0.5mg/L NAA+15%香蕉汁,生根率达到92.77%。(3)原球茎根尖鉴定结果表明,诱导的倍性可以稳定遗传。(4)瓶苗移栽的最佳炼苗时间为5d,移栽成活率达92.30%。该试验建立了铁皮石斛同源四倍体株系新的快繁技术体系,为四倍体试管苗的工厂化生产和推广奠定了技术基础。

四倍体石斛兰花萼相关性状的QTL定位

为了确定石斛兰花萼相关性状的QTL位点,以四倍体D.Mangosteen×D.Burana Pink No.2杂交F1代190个单株为材料,通过对花萼4个性状(中萼片长,中萼片宽,侧萼片长,侧萼片宽)三年一点的观测试验,在已构建的2张双亲的遗传图谱上分别定位其QTL。结果显示:这4个性状在F1代单株间差异显著,且各性状观测值均呈正态分布,适合QTL分析。在母本‘D.Mangosteen’的遗传连锁图谱上检测到9个QTL,其中中萼片长1个、中萼片宽3个、侧萼片长2个、侧萼片宽3个,遗传贡献率变幅为11.9%~16.8%;获得紧密连锁的标记2个(M10E3-146,M8E8-284)。在父本‘D.Burana Pink No.2’的遗传连锁图谱上检测到6个QTL位点,其中中萼片长2个、中萼片宽1个、侧萼片长2个、侧萼片宽1个,遗传贡献率范围在11.8%~17.3%之间。本研究结果为石斛分子标记辅助育种和相关性状基因精细定位提供参考。