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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 白花泡桐四倍體新品種的培育
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 本研究采用四因素三水平正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，建立了泡桐體外植株再生體系，采用秋水仙素誘導(dǎo)的方法，獲得了泡桐四倍體植株，并采取切片技術(shù)、流式細(xì)胞儀分析和分子標(biāo)記分析對(duì)四倍體進(jìn)行了鑒定分析，創(chuàng)制的四倍體白花泡桐新品種表現(xiàn)出生物量增加、抗逆性增強(qiáng)的優(yōu)良特性，可以有效解決泡桐生產(chǎn)中低干大冠、叢枝病嚴(yán)重的問(wèn)題，是國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)，處于國(guó)際領(lǐng)先水平。新品種通過(guò)了河南省林木良種審定委員會(huì)的認(rèn)定，可為林業(yè)生態(tài)建設(shè)提供優(yōu)良品種。
- 詳細(xì)介紹：
- 泡桐是我國(guó)重要的速生優(yōu)質(zhì)用材和綠化樹(shù)種。大力發(fā)展泡桐對(duì)于改善生態(tài)環(huán)境，緩解我國(guó)目前木材短缺，提高人們生活水平具有重要的社會(huì)意義、經(jīng)濟(jì)意義和生態(tài)意義。以白花泡桐無(wú)菌苗作為試驗(yàn)的誘導(dǎo)材料，利用秋水仙素處理結(jié)合組織培養(yǎng)技術(shù)采用四因素三水平的正交設(shè)計(jì)方案對(duì)葉片、莖段、葉柄三種外植體進(jìn)行誘導(dǎo)處理，通過(guò)變異植株根尖細(xì)胞染色體條數(shù)和葉片單細(xì)胞DNA含量測(cè)定，鑒定為四倍體植株。得到四倍體泡桐植株較二倍體植株在外部形態(tài)上均表現(xiàn)出葉片增大、增厚，葉色加深；細(xì)胞學(xué)上表現(xiàn)出葉片氣孔器增大，密度減?。簧笜?biāo)上表現(xiàn)出葉綠素含量增加，POD活性降低，SOD活性增強(qiáng)，丙二醛含量降低等。然后，采用三因素三水平、完全試驗(yàn)設(shè)計(jì)處理進(jìn)行誘導(dǎo)，建立了同源四倍體白花泡桐的體外植株快速繁殖系統(tǒng)。試驗(yàn)得出四倍體白花泡桐葉片愈傷組織誘導(dǎo)的最適培養(yǎng)基為MS＋0.1 mg·Ｌ-1 NAA＋10 mg·Ｌ-1 BA、愈傷組織芽誘導(dǎo)的最適培養(yǎng)基為MS＋0.1 mg·Ｌ-1 NAA＋12 mg·Ｌ-1 BA、四倍體白花泡桐幼芽生根的最適培養(yǎng)基為1/2 MS。45對(duì)SSR引物和96對(duì)AFLP引物擴(kuò)增結(jié)果說(shuō)明：四倍體和對(duì)應(yīng)二倍體白花泡桐幼苗的DNA擴(kuò)增片段大小和長(zhǎng)度及沒(méi)有發(fā)生變化。
作品圖片
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：擴(kuò)大泡桐種質(zhì)資源，緩解木材短缺，培育良種，為農(nóng)林業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，為我國(guó)林木多倍體育種工作增添新成果，也為林業(yè)生態(tài)建設(shè)提供新產(chǎn)品支撐。 思路：以無(wú)菌苗為誘導(dǎo)材料，用秋水仙素對(duì)外植體誘導(dǎo)，篩選出最佳誘導(dǎo)方法和最適外植體；采用完全試驗(yàn)設(shè)計(jì)處理組合進(jìn)行四倍體的誘導(dǎo)，篩選出最佳組合。再用獲得的四倍體植株，建立組織培養(yǎng)體系，篩選出其葉片、芽、幼芽愈傷組織誘導(dǎo)的最適培養(yǎng)基，最后對(duì)其進(jìn)行細(xì)胞學(xué)鑒定。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 一、 采用四因素三水平的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，應(yīng)用了秋水仙素誘導(dǎo)多倍體的育種技術(shù)、組織培養(yǎng)技術(shù)、分子標(biāo)記等技術(shù)。采用了切片技術(shù)、流式細(xì)胞儀鑒定法和染色體計(jì)數(shù)法鑒定變異植株的倍性。 二、采用多倍體誘導(dǎo)手段開(kāi)展泡桐新品種培育，用植物克隆技術(shù)使其快速增殖，打破了林木常規(guī)育種手段周期長(zhǎng)、遺傳增益低的瓶頸。 三、這是國(guó)內(nèi)外首次進(jìn)行 此項(xiàng)研究，新品種呈現(xiàn)生物量增加、抗逆境性增強(qiáng)、具有較強(qiáng)的生態(tài)適應(yīng)性等優(yōu)良特性。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 應(yīng)用：四倍體白花泡桐呈現(xiàn)出多倍體植株抗逆能力強(qiáng)、生物量增加等優(yōu)良特性，且與相應(yīng)二倍體比較，生長(zhǎng)更加迅速、抗逆性增強(qiáng)。河南省林木審定委員會(huì)對(duì)其已經(jīng)過(guò)鑒定并頒發(fā)了林木良種認(rèn)定證書，為新品種的推廣應(yīng)用提供了有力的支持。 意義：《河南省林業(yè)生態(tài)省建設(shè)規(guī)劃》目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，需要良種支持。四倍體白花泡桐的培育不僅可以豐富泡桐種質(zhì)資源，為培育更多新品種奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，也可廣泛應(yīng)用于遺傳學(xué)研究。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 泡桐是我國(guó)重要的速生優(yōu)質(zhì)用材和綠化樹(shù)種,大力發(fā)展泡桐對(duì)于改善生態(tài)環(huán)境，緩解我國(guó)目前木材短缺具有重要的意義。以白花泡桐無(wú)菌苗作為試驗(yàn)的誘導(dǎo)材料，利用秋水仙素處理結(jié)合組織培養(yǎng)技術(shù)采用四因素三水平的正交設(shè)計(jì)方案對(duì)葉片、莖段、葉柄三種外植體進(jìn)行誘導(dǎo)處理，通過(guò)變異植株根尖細(xì)胞染色體條數(shù)和葉片單細(xì)胞DNA含量測(cè)定，鑒定為四倍體植株。得到四倍體泡桐植株較二倍體植株在外部形態(tài)上均表現(xiàn)出葉片增大、增厚，葉色加深；細(xì)胞學(xué)上表現(xiàn)出葉片氣孔器增大，密度減??；生化指標(biāo)上表現(xiàn)出葉綠素含量增加，POD活性降低，SOD活性增強(qiáng)，MDA含量降低等。然后，采用三因素三水平、完全試驗(yàn)設(shè)計(jì)處理進(jìn)行誘導(dǎo)，建立了同源四倍體白花泡桐的體外植株快速繁殖系統(tǒng)。試驗(yàn)得出四倍體白花泡桐葉片愈傷組織誘導(dǎo)的最適培養(yǎng)基為MS＋0.1 mg·Ｌ-1 NAA＋10 mg·Ｌ-1 BA、愈傷組織芽誘導(dǎo)的最適培養(yǎng)基為MS＋0.1 mg·Ｌ-1 NAA＋12 mg·Ｌ-1 BA、四倍體白花泡桐幼芽生根的最適培養(yǎng)基為1/2 MS。45對(duì)SSR引物和96對(duì)AFLP引物擴(kuò)增結(jié)果說(shuō)明：四倍體和對(duì)應(yīng)二倍體白花泡桐幼苗的DNA擴(kuò)增片段大小和長(zhǎng)度及沒(méi)有發(fā)生變化。
獲獎(jiǎng)情況
- 參加河南省第九屆贏響中原“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)作品大賽獲得特等獎(jiǎng)和萬(wàn)奎創(chuàng)意最具投資價(jià)值獎(jiǎng)。
鑒定結(jié)果
- 獲得河南省林木品種委員會(huì)頒發(fā)的“白四”泡桐林木兩種證書。
參考文獻(xiàn)
- 1、李寶平，茹文明編著.植物組織培養(yǎng)技術(shù)[M].北京市：中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社 , 2000 2、范國(guó)強(qiáng); 魏真真; 楊志清.南方泡桐同源四倍體的誘導(dǎo)及其體外植株再生[J].?西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào),2009.10 3、董占強(qiáng); 范國(guó)強(qiáng); 魏真真; 楊志清.化學(xué)誘變劑對(duì)同源四倍體毛泡桐體外植株再生的影響[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2009.01 4、范國(guó)強(qiáng); 曹艷春; 趙振利; 楊志清.白花泡桐同源四倍體的誘導(dǎo)[J].林業(yè)科學(xué) , 2007.4? 5、楊志清; 魏真真; 曹艷春; 范國(guó)強(qiáng).不同誘導(dǎo)方法對(duì)毛泡桐和白花泡桐四倍體誘導(dǎo)的影響[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) , 2008.02 6、張延召; 曹喜兵; 翟曉巧; 范國(guó)強(qiáng).適用于AFLP分析的泡桐DNA提取方法研究[J]. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) , 2009.06
同類課題研究水平概述
- “白花泡桐四倍體新品種”屬于國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)，處于國(guó)際領(lǐng)先水平.
