不同预处理方法对鹅掌楸根尖染色体形态的影响毕业论文

 2021-04-12 11:04

摘 要

获得分散良好的鹅掌楸染色体的制片,采用冰水混合物、0.7mM环己酰胺和0.2%秋水仙素三种试剂,多个时间梯度,对生长旺盛的组培苗根尖进行预处理。固定,解离后,采用压片法进行制片观察。试验结果表明,采用冰水混合物处理6h,0.7mM环己酰胺处理2h,0.2%秋水仙素处理4h,均可获得较多的中期分裂相,但相比较而言,采用环己酰胺和秋水仙素作为预处理试剂获得的染色体形态较好。

关键词: 杂种鹅掌楸预处理 冰水混合物 环己酰胺 秋水仙素 染色体

Effects of different pretreatment to Liriodendron hybrids root tip chromosome preparation

Abstract In order to obtain well dispersed chromosome, ice-water mixture,0.7mM cycloheximide and 0.2% colchicine were used as pretreated agent for Liriodendron hybrids root tips of test-tube plantlet by different time grads. After fixed with Carnoy fixativei I, dissociated, the root tips were squashed with Carbol fuchsin and observed with microscope. It has been proved all these three pretreatments of ice-water mixture for 6h, 0.7mM cycloheximide for 2h, and 0.2% colchicine for 4h can obtain metaphase chromosome specimen, but by comparision, root tips pretreated by cycloheximide and colchicine can give more better chromosome morphology.

Key words: Liriodendron hybrids, pretreatment, ice-water mixture, cycloheximide, colchicine, chromosome

目 录

前 言 1

1 鹅掌楸的生物学特征 2

2 目前国内外对鹅掌楸的研究现状 2

3 对染色体进行预处理的原因 4

4 对染色体进行预处理的方法 4

5对不同植物染色体进行预处理方法的研究 4

5.1预处理条件对翅果油树愈伤组织染色体制片的影响 5

5.2不同预处理对裕民无刺红花中期细胞数的影响 5

5.3 预处理对麻黄属植物的影响 5

5.4 预处理方法对芒属植物染色体的影响 5

5.5不同预处理对树型金银花染色体的影响 6

5.6 不同预处理对刺五加染色体的影响 6

5.7 不同预处理药剂及预处理时间对菊花染色体制片效果的影响 6

材料与方法 7

结果与讨论 8

致 谢 11

参考文献 12

前 言

鹅掌楸属(Liriodendron)属于木兰科(Magnoliaceae)树种,起源于第三纪,起源地点可能是东亚,后来经过欧洲进入北美洲;在地质历史时期,该科中木兰属的出现比鹅掌楸属早,从而支持根据形态学与分子系统学研究得出的木兰属较鹅掌楸属原始的结论[1]。经过第四纪冰川和海侵,现在只保存两种:一种是中国鹅掌楸(Chinese tuliptree)(学名:Liriodendron chinense Sarg.)(又名马褂木、鹅掌楸、中国鹅掌楸),分布于长江流域以南各省及越南北部(方炎明,1994);另一种是北美鹅掌楸(Yellow poplar或Tuliptree)(学名:L.tulipifera),分布于北美东南部的美国和加拿大(Parks et al.,1990a;贺善安等,1996)。

鹅掌楸植物木材纹理通直,花色淡雅,叶片优美,而且具有一定的抗污染和药用价值,尤其是杂种鹅掌楸具有很高的园林绿化价值。1963年叶培忠教授以中国鹅掌楸为母本,以北美鹅掌楸为父本,培养出了杂种鹅掌楸。1970年。美国国立树木园遗传学博士F.S.Santanmour Jr以北美鹅掌楸为母本与中国鹅掌楸杂交,也获得了杂种。近几年在杂交育种(王章荣,2003),生理生化(樊汝汶等,1992;朱晓琴等,1995;李石生等,2001;Parks et al.,1990b)、以及体胚(陈金慧等,2003a,2003b,2005)研究方面都在不断深入(季孔庶,2001),但对于鹅掌楸染色体的结构却知之甚少。

获得染色体分散良好的制片,是进行染色体核型、带型、原位杂交(ISH)以及利用ISH技术构建物理图谱等染色体细微结构研究的基础。对于染色体较大的球根类以及禾本科植物,染色体制片已有一套相对成熟的技术。但对于大多数染色体较小,数目较多物种如鹅掌楸,鱼腥草,麋鹿等如何获得染色体伸展良好的染色体制片,仍然是开展进一步的染色体细微结构研究的主要障碍。

本试验以杂种鹅掌楸组培苗根尖为材料,进行不同的预处理条件及解离方法的研究,以找到最适合于鹅掌楸染色体制片的处理技术,为进一步研究鹅掌楸染色体的细微结构奠定基础。

1.鹅掌楸的生物学特征

马褂木是落叶乔木,树高可达40米,胸径可达1米以上。树皮灰色、黑灰色,大树树皮呈交叉浅纵裂。小枝灰色或灰褐色。叶具长柄,叶片马褂形,两边各具1裂片,中央1裂片先端平截或浅宽凹缺,老叶背面密被乳头状突起的白粉点。花两性,黄绿色,单生枝顶,与叶同放或稍后开放;花被片9,外轮萼片3片绿色,向外开展;内两轮花瓣6片直立,具浅黄色纵条纹;雄蕊多数分离、花药长1-1.6cm,花丝长5-6mm;离心皮雌蕊多数,覆瓦状密生于纺锤形的花托上,胚珠2。聚合果纺锤状,长7-9cm,由许多具翅小坚果组成,成熟时自花托飞落。花期5月;果期10月[2]

2.目前国内外对鹅掌楸的研究现状

由于鹅掌楸在植物分类地位的特殊位置,不仅是研究系统进化、遗传多样性和杂交育种的好材料,也是探讨物种地理分布、居群与群落生态等的重要研究对象[3]。近20年来,国内外众多研究者对鹅掌楸进行了大量的研究工作,为鹅掌楸的保护提供了理论依据和实践基础。

2.1生殖生物学
  北美鹅掌楸在原产地的自然结籽率为10%,而引种到南京明孝陵的1株结籽率还不到1%,中国鹅掌楸的自然结籽率一般在15%以下,一些较大的种群还能达到18.9%[4]。因此,旨在探讨鹅掌楸低生育能力原因的生殖生物学研究广泛开展,这方面的研究涉及花芽发生和分化、雌雄配子体发育、花粉品质调查、花粉管生长过程观察、花器数量与结实率的关系、种子与胚胎发育及胚胎学上一些超微结构观察等领域。
  鹅掌楸雌雄配子体败育现象普遍存在。已有研究表明鹅掌楸生育力受资源限制,生育力低的原因可能是花粉限制[5]。通过对鹅掌楸雄配子体发育及鹅掌楸花粉败育过程的超微结构观察表明,鹅掌楸雄配子体的发育符合大多数被子植物的发育特征,花粉败育是限制鹅掌楸生殖的重要因素之一。此外,鹅掌楸雌配子体败育对生殖也有很大影响[6]
  花粉萌发和受精过程以及胚胎早期发育阶段也可能存在影响结实率的障碍。雄配子体的发育水平是影响结籽率的重要因子之一,花柱是不亲合性反应的发生区域[7]。黄双全,郭友好等[4]用RAPD方法初探鹅掌楸的花粉流,进一步表明了鹅掌楸为异交植物;此外,他们还对鹅掌楸的传粉环境与性配置进行了研究,结果表明不同传粉效率的环境下,两性花鹅掌楸的花粉和胚珠的配置不同。为了克服结实率低的客观事实,人工辅助授粉已证实能较大程度地提高鹅掌楸的结实率,经人工辅助授粉,鹅掌楸结实率由自然授粉的不到1%提高至52.52%,而利用2种植物间的交配,结实率提高幅度更大。
2.2 杂交育种
  基于中国鹅掌楸与北美鹅掌楸为同属的洲际分布的姊妹树种,种内变异非常丰富,种间具有很高的可配性,为开展种间杂交育种奠定了良好基础。1963年,我国著名植物育种家叶培忠教授以中国鹅掌楸为母本,以北美鹅掌楸为父本进行了人工杂交,获得了种间人工杂交种。中国鹅掌楸通过人工控制杂交,大大地提高了其生育能力。黄敏仁等[8]对人工杂种进行了过氧化物酶等位酶分析,发现杂种不仅具有双亲的特征酶带,而且还有双亲所没有的杂种酶带,从而证明了杂种的真实性。与其父母本相比较,杂种鹅掌楸(L. chinense × L. tlulipifera)的生长具有非常明显的杂种优势,生长旺盛,适应能力强,无病虫害,树形美观,枝叶浓密、生长期长,花色鲜艳,无性繁殖容易,因此鹅掌楸的杂交育种具有极广阔的开发利用前景[9]。现在,杂种鹅掌楸已在江苏、湖南、浙江、山东、北京等地区推广试种,都表现生长迅速和适应能力强,在北京地区栽种也能安全越冬。鹅掌楸的杂交育种不仅为生产应用创造植物良种,而且也丰富了植物遗传育种学的内容。
  目前分子标记技术在鹅掌楸杂交育种中已广泛应用。罗光佐等[10]利用RAPD标记技术对中国鹅掌楸和北美鹅掌楸的遗传多样性进行分析,结果表明2个种都有较高的遗传多样性,但北美鹅掌楸的遗传多样性水平高于中国鹅掌楸;中国鹅掌楸的遗传变异主要来自地理种源内,而北美鹅掌楸的遗传变异主要来自地理种源间;与美国密苏里和路易斯安娜的北美鹅掌楸相比,中国鹅掌楸的遗传距离更接近于南卡罗来那、北卡罗来那和佐治亚的北美鹅掌楸。RAPD标记检测鹅掌楸种间不套袋杂交授粉的花粉污染率低于1%,为鹅掌楸不套袋杂交育种提供了理论基础,而RAPD指纹图谱构建可对鹅掌楸无性系进行区分,对于鹅掌楸无性系鉴定和知识产权保护具有重要意义[11]。SSR分子标记表明,交配距离、性选择倾向在鹅掌楸个体的雄性繁殖适合度中扮演重要角色。

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