60Coγ、EMS誘導(dǎo)馬鈴薯表型變異和DNA變異的研究.pdf

1、馬鈴薯具有生育期短、產(chǎn)量高、適應(yīng)性廣、營養(yǎng)豐富等特點(diǎn)，是我國重要的糧、蔬兼用作物和工業(yè)原料。發(fā)展馬鈴薯生產(chǎn)對促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、增加農(nóng)民收入、保障糧食安全具有重要作用。馬鈴薯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵因素是選育優(yōu)良品種、提高產(chǎn)量和加工品質(zhì)，種質(zhì)資源則是選育新品種的基礎(chǔ)。而我國馬鈴薯種質(zhì)資源少，生產(chǎn)上所用品種基本上是在四倍體普通栽培種之間選育的，品種間遺傳背景比較狹窄；其次馬鈴薯是同源四倍體作物、細(xì)胞雜合水平高、基因分離復(fù)雜、隱性基因表現(xiàn)頻率低、部分花粉

2、不育、雜交結(jié)實(shí)困難等原因，野生資源利用研究進(jìn)展緩慢，用傳統(tǒng)育種方法進(jìn)行品種改良存在著諸多局限。因此，利用外源因素誘導(dǎo)馬鈴薯變異并選育具有優(yōu)良性狀的材料是創(chuàng)制新種質(zhì)資源的主要手段之一，其中誘變育種既是常規(guī)育種的重要補(bǔ)充，又是其難以取代的手段。與常規(guī)育種相比，誘變育種操作方便、突變頻率高、不受基因狹窄的限制、育種年限短、在創(chuàng)造新的基因資源或改變單基因控制的特殊性狀方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢。而馬鈴薯通過誘變獲得的有益突變可用無性繁殖的方法固定下來，

3、具有其特殊的應(yīng)用價(jià)值，可在一定程度上豐富馬鈴薯基因庫資源，提高育種水平。
　　 本研究利用60Coγ輻射對馬鈴薯品種費(fèi)烏瑞它進(jìn)行誘變處理，研究輻照處理對其微型薯和種薯的表型性狀和基因組DNA的影響，同時(shí)利用甲基磺酸乙酯(EMS)對費(fèi)烏瑞它試管苗帶腋芽的莖段進(jìn)行處理，探討EMS對出芽、生根、再生植株的生長發(fā)育和基因組DNA的影響?，F(xiàn)將主要試驗(yàn)結(jié)果概述如下。
　　 1.60Coγ輻照試驗(yàn)結(jié)果
　　 (1)60Coγ輻

4、照能顯著延緩費(fèi)烏瑞它微型薯、種薯萌芽薯塊VM1的出苗時(shí)間，微型薯在10Gy～80Gy輻照劑量范圍內(nèi)出苗天數(shù)延長3.6d～38.8d，種薯在10Gy～100Gy輻照劑量范圍內(nèi)出苗天數(shù)延長1.3d～27.4d。
　　 (2)60Coγ輻照導(dǎo)致馬鈴薯VM1莖和葉片出現(xiàn)畸變現(xiàn)象(微型薯畸變率為76.1％，種薯畸變率為60.5％)，尤其是植株葉片表現(xiàn)較為突出，但這種莖葉表型畸變在VM2代未能表現(xiàn)。
　　 (3)微型薯試驗(yàn)結(jié)果：低劑

5、量(<40Gy)60Coγ輻照處理具有增加單株葉片數(shù)的效應(yīng)，如10Cy處理VM1中90d和VM2中30d葉片數(shù)較CK分別多6.5片/株和2.2片/株，均達(dá)顯著水平。20Gy輻照劑量處理微型薯VM1和VM2生育期均較CK顯著縮短，分別早熟3.7d和4.9d。20Gy的VM2植株株高、莖粗均顯著高于CK及其他處理組，而高于40Gy的劑量處理對生長具有顯著的抑制效應(yīng)，主要表現(xiàn)降低出苗率，延緩出苗時(shí)間，莖變細(xì)、變短等。輻照處理微型薯對VM1結(jié)薯

6、影響除10Gy輻照劑量處理的產(chǎn)量較CK高37.2％外，總趨勢是呈抑制效應(yīng)，主要表現(xiàn)為降低結(jié)薯率、減少單株結(jié)薯數(shù)、導(dǎo)致減產(chǎn)。在VM2中，20Gy和40Gy處理組表現(xiàn)結(jié)薯優(yōu)勢，單株結(jié)薯數(shù)，單株產(chǎn)量均顯著優(yōu)于CK及其他各處理組。
　　 (4)種薯試驗(yàn)結(jié)果：10Gy、20Gy60Coγ輻照劑量處理對VM1植株的生長影響不顯著。10Gy輻照劑量處理能顯著增加單株結(jié)薯數(shù)，但產(chǎn)量顯著下降，較CK(37.6g/株)低10.6 g/株；20Gy輻

7、照劑量處理對單株結(jié)薯數(shù)和單株產(chǎn)量無顯著影響；大于20Gy輻照劑量處理可顯著抑制植株生長，減少主莖分枝，使莖短、細(xì)化，并導(dǎo)致單株產(chǎn)量顯著下降，與CK(37.6g/株)相比較，下降幅度為20.7 g/株～33.1g/株。
　　 (5)對60Coγ輻照處理的費(fèi)烏瑞它微型薯和種薯VM1植株進(jìn)行分子標(biāo)記，可檢測到DNA水平上的變異。與CK相比，處理植株DNA擴(kuò)增出的多態(tài)性主要有條帶增加和條帶缺失2種情況，多態(tài)性條帶多數(shù)分布在100bp～5

8、00bp范圍。
　　 (6)60Coγ輻照處理后，對微型薯VM1中出現(xiàn)的帶型清晰、集團(tuán)選擇和單株檢測均穩(wěn)定存在的9條多態(tài)性條帶進(jìn)行克隆、測序，其中有5條克隆、轉(zhuǎn)化結(jié)果較好，將其進(jìn)行測序分析后，在Genbank中找到相似度在76％～93％之間的片段序列。序列1與馬鈴薯RH066A20克隆片段相似度為86％；序列2和序列4與馬鈴薯抗性基因簇片段的相似度分別為76％和81％；序列3與馬鈴薯5號染色體上RH072103克隆片段相似度為8

9、9％；序列5僅與番茄栽培種Heinz1706體內(nèi)5號染色體上C05HBa0161A14克隆片段存在93％的相似度。
　　 2.EMS試驗(yàn)結(jié)果
　　 (1)EMS處理對費(fèi)烏瑞它試管苗腋芽莖段的出芽和生根具有顯著的抑制效應(yīng)，主要表現(xiàn)為降低出芽率、降低生根率和減少根數(shù)。0.5％、2.0％以及4.0％濃度的EMS處理(處理時(shí)間4h)可以顯著促進(jìn)試管苗栽培后葉片和莖的生長，并且能夠顯著提高單株產(chǎn)量，其中產(chǎn)量最高的為4％濃度處理組，