白魔芋多倍體誘導(dǎo)技術(shù)的研究.pdf

1、白魔芋(Amorphophallusalbus)是劉佩瑛、陳勁楓于1984年發(fā)現(xiàn)并命名的新種，為中國特有，是我國魔芋作物的主栽種之一，其自然分布區(qū)主要在我國金沙江河谷地帶，四川省西南部及云南省北部等地區(qū)。白魔芋為葡甘聚糖型魔芋的品質(zhì)最佳種，具有很高的商品價值。但遺憾的是，該種屬小型種，植株矮小，收獲的球莖小且根狀莖過分發(fā)達，導(dǎo)致單株球莖產(chǎn)量很低，嚴重影響著產(chǎn)量的提高；并且近年來種源短缺、種質(zhì)退化問題也比較嚴重，大大制約了白魔芋產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

2、。所以新品種的選育及優(yōu)良品種的擴大繁殖勢在必行。 多倍體育種是作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)育種的重要途徑之一，所以對白魔芋進行多倍體育種研究具有極其重要的意義，是提高白魔芋產(chǎn)量和效益的一條非常重要的途徑。本試驗在活體條件下采用秋水仙素溶液對白魔芋種子和根狀莖進行了多倍體誘導(dǎo)研究，同時在優(yōu)化了離體快繁體系的基礎(chǔ)上，在離體條件下采用秋水仙素摻入固體培養(yǎng)基的混培法對不定芽和愈傷組織進行了多倍體誘變育種研究。主要試驗結(jié)果如下： 1.以白魔芋球莖

3、為外植體建立和完善了魔芋離體快繁體系，為秋水仙素結(jié)合離體培養(yǎng)誘導(dǎo)多倍體奠定基礎(chǔ)。結(jié)果表明，白魔芋球莖的最佳愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS+6-BA1.0mg/L+NAA0.5mg/L，誘愈率可達93.3％，最優(yōu)分化培養(yǎng)基為MS+6-BA2.0mg/L+NAA0.5mg/L，分化率達到96.7％。長期繼代培養(yǎng)過程中6-BA濃度采用2.0mg/L、1.0mg/L交替使用，可以有效降低愈傷組織和不定芽玻璃化現(xiàn)象的發(fā)生。在培養(yǎng)基中添加5g/L活性碳和

4、1g/L聚乙烯吡咯烷酮可有效延后外植體的褐變，降低褐變率。當不定芽長3cm左右時切下轉(zhuǎn)入不含激素的MS培養(yǎng)基中，一周后開始生根，生根率達100％。將已展葉的生根組培苗移栽到蛭石∶牛糞=1∶1的基質(zhì)中，成活率達到84.0％。 2.在活體條件下，以秋水仙素溶液浸泡處理種子和滴液處理根狀莖頂芽，結(jié)果表明種子浸泡法的加倍效果好于根狀莖頂芽滴液法。種子浸泡法以0.20％秋水仙素溶液處理種子72h的誘導(dǎo)效果最好，在擁有38.3％的出苗率基礎(chǔ)

5、上達到了最高的加倍頻率，為21.7％；頂芽滴液法以0.40％處理5d的加倍頻率最高，為20.0％。根尖染色體制片結(jié)果顯示獲得的多倍體植株多為嵌合體材料，活體條件下最終獲得一株純合四倍體植株，由0.20％秋水仙素溶液浸泡種子48h誘導(dǎo)得到。 3.在離體條件下，秋水仙素摻入固體培養(yǎng)基混培法處理不定芽和愈傷組織誘導(dǎo)多倍體的研究表明，該法可以有效提高秋水仙素的誘變頻率，提高成活率和繁殖系數(shù)。不定芽以高濃度、短時間的處理組合加倍效果好，1

6、00mg/L處理5d的加倍頻率達23.5％；愈傷組織對秋水仙素較敏感，高濃度、長時間的處理導(dǎo)致成活率和不定芽分化率降低，混培法處理愈傷組織以40mg/L處理10d的加倍頻率最高，為23.3％。 4.研究了二甲基亞砜對秋水仙素誘導(dǎo)多倍體誘變效果的影響。結(jié)果表明，添加二甲基亞砜后，植株外部形態(tài)變異率提高了1.3％～10.1％，多倍體的誘導(dǎo)頻率提高了8.3％～25.2％。說明在秋水仙素溶液中添加2％的二甲基亞砜能顯著提高秋水仙素的加倍

7、效果，降低嵌合體的發(fā)生率。 5.對誘導(dǎo)的四倍體白魔芋的生物學(xué)特征進行了研究。植株外部形態(tài)特征觀察發(fā)現(xiàn)，四倍體葉柄粗壯、葉片寬大肥厚、葉形指數(shù)變小，充分體現(xiàn)了形態(tài)器官的巨大性。白魔芋四倍體葉色更加濃綠，葉片下表皮的氣孔及其保衛(wèi)細胞體積明顯增大，為二倍體的1.23～1.45倍；而氣孔密度下降，僅為二倍體的68％。因此，白魔芋植株外部形態(tài)特征和氣孔密度可以作為鑒定多倍體與二倍體的重要性狀特征。 6.對誘導(dǎo)形成的白魔芋同質(zhì)四倍體

8、與二倍體進行了核型分析。結(jié)果表明，染色體類型由中部著絲點(m)、近中部著絲點(sm)及近端部著絲點(st)染色體組成，二倍體核型公式為2n=2x=26=16m+8sm+2st，四倍體的為2n=4x=52=32m+16sm+4st。二倍體最長染色體與最短染色體的比值為2.29，四倍體為2.36，均在2～4之間；二倍體的平均臂比值為1.71，四倍體的為1.62；兩者臂比大于2的染色體均占染色體組的23.08％，均屬“2B”核型。因此可以認為