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甜叶菊二倍体与同源四倍体生物学特性及遗传差异研究

李雅婷  
【摘要】:甜叶菊(Steviarebaudiana Bertoni)为菊科多年生草本糖料作物,原产在南美巴拉圭和巴西交界地区的高山草地,它所含有的甜菊糖甙的甜度是蔗糖的250-300倍,但所含热量只是庶糖的1/300。目前已替代糖精在食品、医药等工业中广泛应用,并被国际上誉为"世界第三代健康糖源"。近年来由于甜叶菊品种退化严重,产量和甜菊糖苷含量较低,常规育种较难解决此问题。诱导同源多倍体可以提高药用植物产量和有效成分含量,我们通过组织培养结合秋水仙素诱变技术,在离体条件下获得甜叶菊同源四倍体。本文以甜叶菊二倍和同源四倍体为材料,比较研究了植株形态特征、光合特性、活性成分含量及分子遗传差异等方面的内容,以期为甜叶菊多倍体育种的应用提供理论基础和实践依据。具体内容及研究成果如下:1.本试验从形态特征、光合特性和糖苷含量等方面,对甜叶菊同源四倍体和二倍体进行比较分析。结果表明,甜叶菊四倍体植株茎干粗壮、叶片加厚、叶面积增大,植株变矮;甜叶菊四倍体植株叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)均显著高于二倍体,且甜叶菊四倍体的光补偿点(LCP)、表观量子效率(AQY)和CO2补偿点(CCP)分别比其二倍体的增加了 28.66%、1181.81%、11.74%,而光饱和点(LSP)、暗呼吸速率(Rd)和羧化效率(CE)均显著低于二倍体;甜叶菊四倍体的糖苷总含量(13.212%)比二倍体的甜糖苷总含量(9.998%)提高了 24.32%,其中甜糖苷的主要组分莱鲍迪苷A(RA)和莱鲍迪苷C(RC)显著高于二倍体。说明甜叶菊经加倍后,植株的形态特征、光合特征、糖苷含量等均发生了显著变化,这对深入研究甜叶菊多倍体优良育种和多倍体植物生物学特征和品质探索奠定基础。2.利用ISSR和AFLP技术,对甜叶菊同源四倍体和二倍体植株遗传差异进行分析。AFLP结果显示,25对引物组合扩增的681条带中,198条为多态性带,多态率为29.07%;在ISSR水平上,从60个ISSR引物中筛选出多态性强、重复性好的5个引物进行扩增,共扩增出34条谱带,其中有19条呈多态性,多态性占55.88%;6个甜叶菊株系Shannon遗传多样性指数范围在0.0059-0.4236之间;利用聚类分析,发现CK与5个四倍体最先分开,说明聚类分析可以很好的将甜叶菊二倍体和同源四倍体区分开,1和2、4和5两两株系最先聚在一起,表明两组株系各自间遗传相似度高。这表明甜叶菊二倍体与四倍体间遗传差异较大,同时四倍体不同株系间也存在一定的遗传差异。


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