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百合种质资源鉴定与组培快繁技术体系研究

胡凤荣  
【摘要】: 百合是世界五大鲜切花之一,其花朵硕大、花色艳丽、花姿百态、芳香怡人,世界各地广为栽培,在世界鲜切花市场上占有十分重要的地位。我国百合的野生资源十分丰富,约有47个种,其中36个种、15个变种为特有种。 本文对课题组收集的所有野生百合资源进行了Giemsa C-带和以45S rDNA为探针的荧光原位杂交研究,建立了大部分野生百合的标准C-带带型,确定了45S rDNA在野生百合染色体上的数目和位置,为百合资源的分析鉴定创建了标准模式和快速准确的技术平台,也为百合资源亲缘关系的研究提供了有价值的参考。还以栽培品种和野生百合为亲本进行了杂交育种研究,对杂交亲本和所获得的杂种后代进行了GiemsaC-分带和以45S rDNA为探针的荧光原位杂交研究,通过比较亲本与杂种后代的GiemsaC-分带和45S rDNA荧光原位杂交的结果,确定了杂种的真实性,为杂种后代的鉴定和早期选择提供了快速准确的方法。 本文以百合试管苗鳞片和愈伤组织为外植体进行器官发生和体细胞胚胎发生研究,系统研究了细胞分裂素、生长素、培养基pH值、蔗糖、无机盐等因素对器官发生和体胚发生的影响;以百合试管苗为外植体系统研究了蔗糖、活性炭、无机盐、多效唑对试管苗结鳞茎和鳞茎直径生长的影响。首次诱导出了‘Tiber’的体细胞胚并再生出植株;用石蜡切片方法,观察了不定芽和体胚的发生和发育过程;建立了野生百合室内细胞工程保存体系;建立了东方百合组培快繁体系及大周径组培种球的产业化体系,并用于生产;初步掌握了百合试管苗开花的机理。 应用经过改良的HBSG流程对课题组收集到的百合资源进行Giemsa C-带研究,借助于带型分析、染色体长度及臂比构建了十三种野生百合的标准C-带带型模式图,其核型均为3B,单套染色体的条带总数为15-33条。通过比较食用的宜兴百合与野生的卷丹两种三倍体百合染色体上的C带带纹,进一步证明C-带带纹在种内具有较高的稳定性,因此可以作为百合种质资源鉴定的手段。 以45S rDNA为探针对37种百合(包括野生百合、杂交育种的亲本和杂种后代)进行荧光原位杂交研究。结果表明:45S rDNA的杂交信号大多数在染色体的着丝点区域,个别在长短臂上;33种二倍体百合45S rDNA杂交信号为4~10个,3种三倍体百合45S rDNA杂交信号为12~14个,1种四倍体百合45S rDNA杂交信号为19个。 对2个正反交组合、5个单杂交组合的亲本及其杂种后代进行C-分带和45S rDNA荧光原位杂交研究,根据染色体上的C带条纹和45S rDNA的杂交信号,在所有杂种后代的根尖染色体中都观察到了来自双亲的染色体,从而进一步证实杂种的真实性。 以百合试管苗鳞片为外植体,系统研究了植物激素、蔗糖浓度、培养基pH值对百合鳞片不定芽分化、试管苗继代培养的影响。结果表明:1/2MS+6-BA0.2mg/L+2,4-D 0.5mg/L+蔗糖20g/L、pH值5.8是东方百合‘Sorbonne’和‘Siberia’试管苗鳞片分化不定芽的最佳培养基:MS_0+蔗糖30g/L是野生百合长期保存适宜的培养基。石蜡切片观察表明:不定芽有2种发生方式。一种是表皮及表皮下的3-4层细胞分生组织化发育而成,另一种是外植体内部的小维管束脱分化发育而成。两种发生方式均为为直接器官发生途径。 以‘Tiber’的愈伤组织为外植体,研究了植物激素对体胚及不定芽发生的影响。研究结果表明:2,4-D和暗培养是体胚发生的关键因素;MS+6-BA0.1mg/L+KT0.1mg/L+2,4-D0.2mg/L是愈伤组织适宜的继代增殖培养基;MS+2,4-D 1.0mg/L是体胚发生的最佳培养基。体胚发生经过愈伤组织阶段,为间接体胚发生途径。 以百合试管苗为外植体系统研究了蔗糖、活性炭、无机盐、多效唑对试管苗结鳞茎和鳞茎直径生长的影响。研究结果表明:2MS+蔗糖80g/L+AC2.0g/L+PP_(333)3.2mg/L是生产‘Sorbonne’大周径组培种球的最佳培养基;2MS+蔗糖80g/L+AC4.0g/L+PP_(333)1.6mg/L是生产‘Siberia’大周径组培种球的最佳培养基。


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