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三种羊蹄甲SRAP亲缘关系分析及羊蹄甲的辐射诱变育种初探

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1 前言

1.1国内外羊蹄甲属植物研究进展

1.1.1羊蹄甲属的生物学特性

1.1.2羊蹄甲属种质资源研究进展

1.1.3羊蹄甲属植物的应用价值

1.2三种羊蹄甲属植物亲缘关系研究进展

1.2.1三种羊蹄甲属植物及其变种的形态特征

1.2.2三种羊蹄甲属植物亲缘关系研究

1.2.3花色成因及其与亲缘关系的研究

1.2.4 SRAP分子标记

1.3园林植物辐射诱变育种概况

1.4本研究的目的与意义

1.5本研究的内容

1.5.1三种羊蹄甲属植物亲缘关系研究

1.5.2羊蹄甲的 60Co-γ辐射诱变育种研究

2材料与方法

2.1实验材料

2.1.1三种羊蹄甲属植物SRAP亲缘关系分析的实验材料

2.1.2羊蹄甲种子辐射材料

2.1.2设备仪器

2.2实验方法

2.2.1 基因组DNA的提取

2.2.2基因组总DNA质量上的检测

2.2.3 SRAP-PCR引物的筛选

2.2.4 扩增产物聚丙烯酰胺凝胶电泳

2.2.5数据收集和处理

2.2.6适宜诱变剂量的确定

2.2.7苗期形态学指标观测

2.2.8细胞形态学的观察

2.2.9生理指标的测定

3 结果与分析

3.1 羊蹄甲属三种植物的亲缘关系分析

3.2 60Co-γ辐射对羊蹄甲生长发育的影响

3.2.1 60Co-γ辐射对羊蹄甲种子发芽率的影响

3.2.2 60Co-γ辐射对羊蹄甲种子出苗率、成苗率、苗高的影响

3.2.3 60Co-γ辐射对羊蹄甲种子根尖细胞的影响

3.2.4 60Co-γ辐射对羊蹄甲生理指标的影响

3.2.5 60Co-γ辐射对羊蹄甲生长发育的影响

3.3 60Co-γ辐射对羊蹄甲遗传多样性的影响

4结论与讨论

4.1 结论

4.2 讨论

4.2.1 基于亲本花色选择的三种羊蹄甲属植物SRAP亲缘关系分析

4.2.2适宜诱变剂量的确定

4.2.3 生理指标的影响

4.2.4根尖细胞的影响

4.2.5生长发育的影响

4.2.6辐照对羊蹄甲遗传分化的影响

致谢

参考文献

附录

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摘要

羊蹄甲(Bauhinia purpurea L.)、宫粉紫荆(Bauhinia variegata L.)及红花羊蹄甲(Bauhinia blakeana Dunn)是苏木科(Caesalpinaceae)羊蹄甲属(Bauhinia L.)三种著名观赏植物,以其树形典雅优美,花期长,开花效果显著而广泛应用于园林。本文在基于样本花色分类和选择的基础上,利用SRAP分子标记对其它们的亲缘关系进行了分析,以期为后续育种及观赏特性的理论研究提供基础。同时运用60Co-γ射线对羊蹄甲种子进行了诱变育种的研究,通过观测种子的萌发率,枝、叶、株高等生长发育特征,根的染色体压片检测及MAD、叶绿素、可溶性蛋白等生理指标,并结合SRAP分子标记辅助检测技术,从而比较辐射诱变效应的差异性,探讨了选育羊蹄甲新品种的方法。主要结果如下:
  1.三个树种基于不同花色的SRAP亲缘关系分析
  SRAP分子标记能有效的区分三者,红花羊蹄甲与宫粉紫荆遗传相似性高于羊蹄甲,两者之间的遗传关系更近;相比于其他花色,红花羊蹄甲与紫色的宫粉紫荆和浅粉色羊蹄甲之间存在更近的亲缘关系。
  2.羊蹄甲种子适宜诱变剂量的选择
  在辐射剂量为50Gy和150Gy处理组,羊蹄甲的出苗率随着剂量增加而降低,50Gy和150Gy处理组的成苗率及苗高都高于对照组,辐射剂量在300Gy时出苗率、成苗率、苗高都表现出明显的抑制作用,600Gy和1000Gy的处理组出芽率为0,综合出苗率、成苗率、苗高可以确定羊蹄甲种子的适宜诱变剂量在150Gy~300Gy,可以在此基础上展开进一步的诱变育种工作。
  3.60Co-γ辐射对羊蹄甲生长发育的影响
  从观测到的5个月的羊蹄甲的生长发育指标来看,50Gy对羊蹄甲的株高生长有促进作用,与对照组差异显著,对节间长、叶长和叶宽的影响不大;150Gy处理组对苗高、节间长的增长有促进作用,与对照组差异显著,对叶长和叶宽的影响不大。50Gy和150Gy都能对羊蹄甲的叶片变异产生一定的促进作用,且150Gy处理组对叶片变异的促进作用更大;300Gy的处理对羊蹄甲苗高、节间长、叶长、叶宽的生长发育上表现显著的抑制作用,600Gy、1000Gy属于致死剂量。
  4.60Co-γ辐射对羊蹄甲根尖细胞的影响
  在观测到的0Gy,50Gy,150Gy,300Gy,600Gy共5组根尖细胞的染色体中,根尖的细胞的诱变率在0.45%-14.84%之间;其中,0Gy空白对照的根尖细胞畸变率最低,为0.43%,600Gy处理组的根尖细胞畸变率为最大,为14.84%。
  60Co-γ辐射使羊蹄甲种子的根尖细胞产生多种畸变类型,包括:染色体各个时期的微核现象,染色体桥,染色体断片,染色体粘连现象,染色体微核是本次试验中观察到的最多的染色体畸变现象,染色体畸变率随着辐射剂量的增加而上升。
  5.60Co-γ辐射对羊蹄甲的生理指标的影响
  50Gy、150Gy处理组对比0Gy处理组可溶性蛋白含量随着辐射剂量的增加而降低,且150Gy与对照组差异显著,说明辐射对植物的生理活动产生了一定的影响,MDA活力出现下降的趋势,150Gy处理组与对照组差异显著,表明羊蹄甲细胞膜上的氧化作用是降低的,表明植物抗逆性有增强的趋势,叶绿素b含量变化不明显,叶绿素a的含量随着辐射剂量的增加而增加,可能与植物总体抗性增大的现象相关。
  6.60Co-γ辐射对羊蹄甲遗传分化的影响
  0Gy对照组与50Gy、150Gy处理组的遗传距离分别为0.0322和0.0894,遗传一致度分别为0.9145和0.9684;遗传聚类图中0Gy处理组先与50Gy对照组在阈值为0.96处聚为一类,后在阈值为0.92处与150Gy聚类,表明辐射诱变产生的遗传变异随着辐射剂量的增大而增大。

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