鸭茅种质资源倍性分析与再生体系建立

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鸭茅(Dactylis glomerata L.)是世界广泛分布的多年生禾本科牧草之一,在温带地区生长优良,具有耐荫性、抗寒性及越冬性强等优点,是草地生态恢复和畜牧生产的重要草种。鸭茅育种主要采用传统育种方法,效率低、周期长,为改善这种局面,急需应用现代生物技术,定向转移优良基因。因此,构建鸭茅组织培养高频再生体系、开展遗传转化相关技术研究具重要意义。本研究通过流式细胞仪鉴定鸭茅倍性,将其与细胞学倍性分析相结合,为我们今后鸭茅倍性的鉴定提供方法与依据,同时也为本试验鸭茅二倍体与四倍体材料提供来源。通过对比不同基因型鸭茅成熟种子愈伤诱导情况,明确不同种子预处理方式、培养基配方及外源添加物对鸭茅愈伤组织诱导的影响,在此过程中筛选出愈伤组织质量好、出愈率高、分化能力强、成苗率佳的优良基因材料,建立鸭茅高频再生体系,为鸭茅遗传转化研究奠定基础。通过筛选发根农杆菌的转化条件,诱导鸭茅毛状根的产生。主要结果如下:1.建立鸭茅倍性鉴定高效技术体系。本研究采用流式细胞术,筛选4种细胞核DNA解离液,对比2种流式细胞仪检测方法,以细胞学鉴定为基础,流式细胞术为手段进行鸭茅种质资源的研究。结果表明,不同解离液处理后的细胞核DNA含量存在一定差异。利用Otto制备鸭茅细胞核悬浮液效果较理想,峰型完整,碎片峰较少且样本峰信号清晰,其荧光变异系数为5%左右。内外标法检测各有优势,外标法检测更快速更简便,而内标法准确性更高。在以外标检测为主的基础上,我们共在46份鸭茅种质材料和12个鸭茅品种中鉴定出二倍体鸭茅22份,四倍体鸭茅36份,其中栽培品种均为四倍体,研究结果为鸭茅遗传育种提供丰富材料。2.诱导鸭茅愈伤组织形成,建立再生体系。以鸭茅成熟种子为材料,通过探讨品种选择,种子预处理,培养基选择及激素配比对鸭茅成熟种子愈伤组织形成的影响表明:10个鸭茅品种中‘安巴’愈伤诱导能力最佳,其成熟种子的最适预处理条件为,4℃低温预处理24 h后,用75%酒精处理5 min,1.1%Na Cl O处理30 min。‘安巴’成熟种子最适诱导培养基为SH+2.0 mg/L CPA+0.1 mg/L 6-KT+30μmol/L dicamba+0.5mg/L 2,4-D,愈伤诱导效率高,可达70%左右,且在后期较易形成胚性愈伤组织。3.鸭茅毛状根诱导体系的构建。试验使用A4农杆杆菌分别侵染鸭茅叶段、根段及活体苗,对比菌液浓度对毛状根诱导的影响,得出结果如下:通过侵染鸭茅叶片及根段,针刺法注射农杆菌至‘安巴’土培苗,都无法诱导毛状根,而通过针刺法注射‘安巴’无菌苗,能在一周内产生毛状根,长期继代不会死亡,且毛状根出现分支,生物量增大。使用不同菌液浓度分别侵染无菌苗发现,当AS浓度达200 umol/L,OD为0.5、0.6、0.7时毛状根诱导效率较高,OD值为0.8诱导率降低,且长期继代容易污染。通过PCR检测Ri质粒,能够出现单一稳定的条带,证明是毛状根。
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