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杜仲配子与合子染色体加倍技术研究

高鹏  
【摘要】: 杜仲(Eucommia ulmoides Oliv.)隶属于杜仲科,单属单种,是一种能够替代天然橡胶的胶源植物。由于它的落叶数量巨大、收集容易、成本低廉,且可再生,作为提取杜仲胶的生产原料最为切实可行。通过选育多倍体品种提高叶片含胶量,对于杜仲胶产业化开发具有重要价值。本论文从杜仲雌、雄配子发生、发育和胚发育的细胞学观察入手,就杜仲雌、雄配子及合子染色体加倍技术进行了研究,并取得了一定的进展。 (1)掌握了杜仲小孢子母细胞减数分裂进程及其与花芽长度和花药形态变化规律。杜仲小孢子母细胞减数分裂一般在3月底完成,中期I到末期II的分裂进程较快,而且不同植株、不同花枝、不同花芽甚至不同花药的减数分裂进程极不同步。一般小孢子母细胞进入减数分裂的细线末期至粗线期时,杜仲花芽长约1.1-1.2cm,花药1/5-1/4露出鳞片,花药群由紧聚开始向四周张开;小孢子母细胞减数分裂开始进入终变期至中期I时,花芽长至1.2-1.3cm,花药1/4-1/3伸出芽鳞。 (2)掌握了杜仲大孢子母细胞减数分裂进程、胚囊发育及其与花粉发育相关关系。在小孢子母细胞减数分裂结束后10d左右,大孢子母细胞才刚刚开始进入减数分裂,此时花粉发育至二核期;而恰好花粉成熟散粉时,大孢子母细胞发育到减数分裂的细线末期到粗线期。 杜仲的胚囊发育过程属于蓼型,散粉后2d,功能大孢子体积增大,发育为单核胚囊。散粉后2-3d,发育为二核胚囊。散粉后4-6d,发育为四核胚囊。散粉后7d,进入八核胚囊时期。散粉后40d已经完成合子第一次分裂,发育到二细胞原胚。 (3)化学处理诱导杜仲2n花粉的最佳处理时期为细线末期-粗线期。其中,秋水仙碱溶液浸泡法处理的最佳处理浓度为0.2%,持续处理为24h,可获得27.6%的2n花粉比率,最高的处理达49.5%。采用秋水仙碱棉浸处理和吸入式处理后花芽得到的2n花粉比率相对较低。因秋水仙碱对杜仲雄花芽的毒害较大,处理后花芽散粉量极低甚至不能散粉,难以授粉杂交用于三倍体育种。 安磺灵溶液浸泡法处理的最佳处理浓度为400μM,持续处理时间24h,最高2n花粉比率达31.9%,与秋水仙碱处理基本相当,但花芽可以正常散粉,花粉量较大,是目前找到的杜仲花粉染色体加倍的最佳处理试剂。


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