代表性谷類作物離體花粉生殖細胞MNU誘變處理技術的研究.pdf

1、在生命科學由基因組學向蛋白組學轉向的時代背景下，作為作物種質創(chuàng)新與品種培育的有效技術途徑，高效化學誘變技術的開發(fā)與應用在生物學、農學、食品科學等學界及相關領域受到了廣泛關注。MNU（N-甲基-N-亞硝基胍）是一種高致變率的新型基因誘變劑，在日本已用于水稻受精卵誘變及突變體的規(guī)?；_發(fā)。然而， MN U用于其它谷類作物的基因誘變研究還未見報道。玉米和高粱作為主要糧食作物是支撐人類生存與發(fā)展的重要資源，其基因誘變新技術的研發(fā)對于豐富食品素材

2、，保證食品原材料的多樣性方面具有不可替代的重要作用。
　　本研究致力于谷類作物生殖細胞MN U誘變處理技術的研發(fā)，旨在解決該誘變研究中水性處理環(huán)節(jié)谷類作物花粉活力低的技術難題，最終開發(fā)一個對谷類作物基因誘變具有普適性的誘變技術體系。本文主要得出以下結果：（1）對不同保護液（PVS）處理下的玉米離體花粉和高粱離體花粉進行活力測定，結果表明PVS1（同時含有甘油、乙二醇、二甲基亞砜、蔗糖四種成分的玻璃化保護液）對谷類作物水性環(huán)境下離體

3、花粉存活率的保護效果最好，該條件下玉米和高粱離體花粉活力分別為56.73％和56.17%。（2）基于使用PVS1保護液的前提下，對更具代表性的玉米離體花粉進行MNU誘變處理，單因素及正交實驗結果表明，MNU濃度為1.0 mmol/L，處理時間為40 min，pH4.8，磷酸鹽緩沖液為10 mmol/L為其最適誘變處理條件。（3）進一步對最適誘變處理條件下的玉米離體花粉進行發(fā)育形態(tài)學解析，證明此誘變處理條件可以保證授粉、受精過程的順利完成

4、，并且得出玉米的結棒率為52%。本研究使用的誘導谷類作物花粉生殖細胞發(fā)生誘變的MNU誘變劑，與EMS誘變劑相比，理論上具有更高的誘變效率；與日本已報道的水稻受精卵的MN U誘變處理相比，我們期待其具有更高的突變體開發(fā)效率。
　　玉米和高粱是我國最主要的旱地農作物。本文的創(chuàng)新之處，不僅在于對谷類作物生殖細胞的誘變和突變體的開發(fā)提供普適性的借鑒，更對選育作物優(yōu)異新品種、提高其蛋白和脂肪酸等營養(yǎng)品質、創(chuàng)制食品新素材方面具有重要的現(xiàn)實指導