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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 紅掌“亞利桑那”四倍體的誘導(dǎo)
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 紅掌是一種高檔的園藝植物，它花色獨(dú)特，佛焰苞平展， 燭狀的肉穗花序和吸引的葉片。普通的二倍體栽培種一般通過有性雜交獲得。然而，多倍體經(jīng)常產(chǎn)生有益的變異，如大而鮮艷的花，不易衰老的花瓣，對(duì)生物和非生物脅迫更強(qiáng)的抗性。四倍體紅掌在育種中起著重要的作用，如它與二倍體雜交，通常可以產(chǎn)生無(wú)種子的三倍體后代，將更加健壯和高產(chǎn)，本研究用秋水仙素處理的方法獲得了四倍體植株。
- 詳細(xì)介紹：
- 紅掌(Anthurium) 又名花燭、安租花,為天南星科花燭屬多年生草本植物,其花型獨(dú)特,紅、白色蠟質(zhì)佛焰苞中挺立著黃白色、白色或紫紅色穗狀花序,是觀葉觀花俱佳的觀賞花卉,也是近幾年國(guó)內(nèi)外十分流行的名貴花卉之一。目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)紅掌育成的途徑主要采用雜交方法進(jìn)行，有關(guān)紅掌多倍體育種目前還少見有報(bào)道。因此有必要通過秋水仙素處理紅掌的再生團(tuán)塊，獲得了四倍體植株。 用三種不同濃度的秋水仙素濃度（0.1，0.2，0.3%）分別處理起源于氣生根的紅掌亞利桑那再生團(tuán)塊3、5、7小時(shí)，然后轉(zhuǎn)移到含有3mg/L BAP +0.2 mg/L 2,4-D的MS培養(yǎng)基上。六十天后統(tǒng)計(jì)組織團(tuán)塊的成活率和再生團(tuán)塊的數(shù)量。高濃度的秋水仙素和長(zhǎng)時(shí)間處理會(huì)顯著降低再生團(tuán)塊的存活率。與此相反，秋水仙素對(duì)團(tuán)塊的再生影響不顯著。所有處理都可以獲得四倍體植株，且四倍體的誘導(dǎo)率在0.2%—7.6%之間。0.3%，5小時(shí)的處理對(duì)紅掌四倍體的誘導(dǎo)效果較佳。四倍體葉片的氣孔比二倍體的大；然而氣孔的密度卻比二倍體的低。與二倍體相比，四倍體有粗壯的葉梗；葉片厚且呈黑綠色；肉狀花穗厚且花期長(zhǎng)。四倍體群體中出現(xiàn)了雙佛焰苞和缺少花梗等變異，同二倍體一樣，四倍體也可以通過氣生根再生團(tuán)塊途徑快繁。 目前我國(guó)紅掌的栽培品種基本上都來自荷蘭Athura、AVO、Rijn及Florist de Kwakel B.V.公司，而我國(guó)只有極少數(shù)單位從事紅掌新品種選育研究工作，有關(guān)多倍體新品種選育成功的報(bào)道未見報(bào)道，因此本研究開展的紅掌四倍體選育將填補(bǔ)了我國(guó)在此方面的空白。在生產(chǎn)上有望為三倍體、五倍體選育提供新的種質(zhì)材料。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 紅掌是天南星科花燭屬草本植物花卉，世界著名的高檔切花和盆栽花卉，觀賞性強(qiáng)，價(jià)格高，在國(guó)內(nèi)、外的市場(chǎng)消費(fèi)量大。目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)紅掌育成的途徑主要采用雜交方法進(jìn)行，有關(guān)紅掌多倍體育種目前還少見有報(bào)道。因此有必要通過秋水仙素處理紅掌的再生團(tuán)塊，獲得了四倍體植株，紅掌四倍體選育在理論上將加深此領(lǐng)域研究。在生產(chǎn)上有望為三倍體、五倍體選育提供新的種質(zhì)材料。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 首次利用氣生根來源的再生團(tuán)塊為材料對(duì)紅掌二倍體進(jìn)行加倍，獲得了紅掌四倍體植株，并篩選出佛焰苞大，花期長(zhǎng)的優(yōu)良變異株系。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 我們選育的紅掌多倍體在生產(chǎn)上有望為三倍體、五倍體選育提供新的種質(zhì)材料。四倍體植株如果表型理想，符合生產(chǎn)實(shí)踐需要（如抗性增強(qiáng)，花期延長(zhǎng)，株型理想），也可以作為新品種在生產(chǎn)實(shí)踐中推廣。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 起源于氣生根的紅掌亞利桑那再生團(tuán)塊在三種不同濃度的秋水仙素濃度（0.1，0.2，0.3%）下各處理3、5、7小時(shí)，然后轉(zhuǎn)移到含有3mg/L BAP +0.2 mg/L 2,4-D的MS培養(yǎng)基上。六十天后統(tǒng)計(jì)組織團(tuán)塊的成活率和再生團(tuán)塊的數(shù)量。高濃度的秋水仙素和長(zhǎng)時(shí)間處理會(huì)顯著降低再生團(tuán)塊的存活率。與此相反，秋水仙素對(duì)團(tuán)塊的再生影響不顯著。所有的實(shí)驗(yàn)處理都可以獲得四倍體植株，且四倍體的誘導(dǎo)率在0.2%—7.6%之間。0.3%，5小時(shí)的處理對(duì)紅掌四倍體的誘導(dǎo)效果較佳。四倍體葉片的氣孔比二倍體的大；然而氣孔的密度卻比二倍體的低。與二倍體相比，四倍體有粗壯的葉梗；葉片厚且呈黑綠色；肉狀花穗厚且花期長(zhǎng)。四倍體群體中出現(xiàn)了雙佛焰苞和缺少花梗等變異。同二倍體一樣，四倍體也可以通過氣生根再生團(tuán)塊途徑快繁。
獲獎(jiǎng)情況
- 無(wú)
鑒定結(jié)果
- 本研究以起源于氣生根的紅掌亞利桑那再生團(tuán)塊為材料成功地篩選出四倍體植株，并對(duì)其進(jìn)行了形態(tài)學(xué)和細(xì)胞學(xué)分析，所選育的紅掌多倍體在生產(chǎn)上有望為三倍體、五倍體選育提供新的種質(zhì)材料。
參考文獻(xiàn)
- Martin KP, Joseph D, Madassery J, Philip VJ (2003) Direct shoot regeneration from lamina explants of two commercial cut flower cultivars of Anthurium and reanum Hort. In Vitro Cellular and Developmental Biology Plant 39:500-504. Sheffer R. D., T. B. Croat. (1983) Chromosome Numbers in the Genus Anthurium (Araceae) II Amer. J. Bot. 70: 858-871. Wang GL, Chen C, Li W, Li YM (2006) Cytological study on callus of leaf and reproduction block mass of aerial root in Anthurium andraeanum. Acta Horticulture Sinicia 33:587-59. Hamidah M, Karim AGA, Debergh P (1997) Somatic embryogenesis and plant regeneration in Anthurium scherzerianum. Plant Cell Tissue and Organ Culture 48: 189-19 Dhooghe E. , Van Laere K., Eeckhaut T et al (2010) Mitotic chromosome doubling of plant tissues in vitro. Plant Cell Tiss. Organ Cult 104: 359-373
同類課題研究水平概述
- 多倍體育種是植物育種的重要手段，目前包括葡萄，草莓，馬鈴薯在內(nèi)的多種植物已經(jīng)獲得了多倍體，并選育出新品種。紅掌是是世界著名的高檔切花和盆栽花卉，目前國(guó)外有關(guān)紅掌育種的途徑主要采用有性雜交，國(guó)際上有關(guān)紅掌研究主要側(cè)重于離體快繁和種質(zhì)保存的研究，有關(guān)紅掌多倍體育種還少見有報(bào)道。 秋水仙素是最常用的有絲分裂抑制劑。根或腋芽用秋水仙素溶液浸泡或潤(rùn)濕后細(xì)胞中染色體數(shù)目可加倍。利用秋水仙素誘導(dǎo)整體植株染色體加倍技術(shù)，現(xiàn)已成功地誘導(dǎo)出甜菜，黑麥草和紅三葉草的四倍體，并在生產(chǎn)上得到了應(yīng)用。但是秋水仙素處理整體植株的莖尖或者根尖，所獲得多倍體效率比例較低，而且存在較高比例的混倍體，所以這種方法的有效性比較低。 利用離體培養(yǎng)植株也可以誘導(dǎo)多倍體。由于離體培養(yǎng)植株的培養(yǎng)條件可控，因此 用秋水仙素處理離體培養(yǎng)植株可大幅度地提高染色體加倍效率，Murashige and Nakano (1966)首次以離體培養(yǎng)煙草為材料獲得了多倍體。隨著組織培養(yǎng)的發(fā)展，離體植株的多倍化技術(shù)越來越成熟，并在姜，蛇麻草，梨和石榴等植物上獲得了成功。另外，多倍體誘導(dǎo)在許多天南星科的植物中獲得了成功，如 Spathiphyllum wallisii Regel (Eeckhaut et al 2004 ),Zamioculcas Zamiifolia (Vanzie-Canton & Leonhardt 2009)等。 紅掌的微繁殖在多種組織上獲得了成功，其中包括葉，葉柄， 肉穗花序，佛焰苞，側(cè)生芽，莖尖，組培苗的根。來自這些組織的外植體經(jīng)愈傷組織階段產(chǎn)生不定芽。最近，我們發(fā)現(xiàn)紅掌的氣生根能夠誘導(dǎo)形成團(tuán)塊，其上再生不定芽(Wang et al 2005; Wang et al 2006)。然而，這些團(tuán)塊還沒有用來進(jìn)行秋水仙素誘導(dǎo)四倍體的報(bào)道。我們首次報(bào)道了利用秋水仙素處理二倍體紅掌離體產(chǎn)生四倍體。 目前我國(guó)紅掌的栽培品種基本上都來自荷蘭Athura、AVO、Rijn及Florist de Kwakel B.V.公司，而我國(guó)只有極少數(shù)單位從事紅掌新品種選育研究工作，有關(guān)多倍體新品種選育成功的報(bào)道未見報(bào)道，因此本研究開展的紅掌四倍體選育將填補(bǔ)了我國(guó)在此方面的空白。在生產(chǎn)上有望為三倍體、五倍體選育提供新的種質(zhì)材料。
