甘薯离体诱变与抗盐突变体筛选

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中文摘要：甘薯是世界上重要经济粮食作物，而土壤盐碱化是甘薯提高产量和扩大种植面积的限制因素，因此培育抗盐性强的甘薯新品种对充分利用盐碱地具有重要意义。植物组织培养与化学诱变结合是一种高效的育种新方式。本试验以徐薯18(XS-18)、栗子香(LZX)为诱变材料，设置平阳霉素(PYM)、甲基磺酸乙酯(EMS)浓度梯度及不同诱变时间,对甘薯茎段、愈伤组织、胚性悬浮细胞进行化学诱变，确定PYM、EMS诱变甘薯不同组织的半致死剂量，分析PYM、EMS在不同诱变时间和诱变浓度下对甘薯各组织的诱变效应，并对甘薯突变体进行表型鉴定，构建甘薯突变体库。试验进一步以NaCl为筛选压，对甘薯突变体进行抗盐突变体筛选。对筛选得到的突变体在盐胁迫下进行表型和生理生化指标分析，进一步鉴定甘薯突变体的抗盐性，试验获得3株甘薯抗盐种质材料。本研究首次以甘薯胚性悬浮细胞为材料进行PYM、EMS诱变，结合甘薯组织培养技术,创制甘薯突变体库，并筛选出具有抗盐性的甘薯突变体。本研究主要结论如下: 1、PYM诱变对甘薯不同组织的影响不同浓度PYM诱变处理甘薯不同组织后，XS-18与LZX茎段、愈伤组织及胚性悬浮细胞生长状态均受到不同程度的抑制。具体表现为:PYM抑制甘薯茎段生根，PYM浓度过高时，茎段不生根，且褐化死亡;PYM抑制甘薯愈伤组织转绿，高浓度下愈伤组织不转绿，且白化现象严重;PYM诱变甘薯胚性悬浮细胞后，抑制胚性悬浮细胞转绿，PYM浓度过高时，甘薯胚性悬浮细胞受损严重，光下培养由亮黄色变为褐色。对PYM诱变浓度和时间等进行多因素分析表明，PYM浓度、诱变时间和甘薯品种均对组织存活率存在显著影响。试验根据半致死原则，确定了 PYM诱变14 d后XS-18、LZX茎段的半致死条件分别为1.00 mg·L-1、3.00 mg·L-1;PYM诱变LZX愈伤组织半致死条件为1.00 mg·L-1 PYM+14 d;PYM诱变LZX胚性悬浮细胞的半致死条件是5.00 mg·L-1 PYM+12 h。 2、EMS诱变对甘薯不同组织的影响 EMS对甘薯不同组织部位均存在毒害作用，经过EMS处理后的甘薯茎段、愈伤组织、胚性悬浮细胞的生长能力均明显下降，随着处理浓度提高和时间延长，EMS对甘薯不同组织的毒害作用增强，表现为抑制茎段生长，抑制愈伤组织和胚性悬浮细胞转绿。相同处理时间下，随着EMS浓度的增加，LZX愈伤组织、胚性悬浮细胞的存活率、成苗率降低。通过多因素分析，EMS诱变浓度和处理时间均对甘薯茎段、愈伤组织及胚性悬浮细胞的存活率存在显著影响。甘薯不同组织对EMS处理的耐受程度不同，甘薯茎段对EMS的耐受程度显著高于胚性悬浮细胞。试验根据诱变半致死原则，确定了 EMS诱变LZX茎段的半致死条件为0.40 ％ EMS+6h,EMS诱变LZX愈伤组织的半致死条件为0.6％EMS+2h,EMS诱变LZX胚性悬浮细胞半致死条件为0.2 ％ EMS+4 h。 3、甘薯抗盐突变体的筛选与鉴定试验利用不同浓度NaCl处理甘薯茎段后发现，随着盐胁迫浓度的升高，茎段生根率降低。根据诱变亲本对不同浓度盐胁迫的耐受性，确定甘薯耐盐突变体筛选的盐胁迫浓度为125 mmol·L-1。在125mmol?L-1 NaCl胁迫下初步筛选出生根率最高的三株甘薯突变体。进一步鉴定试验表明，盐胁迫下突变体33-1、52-1、75-2的表型均显著优于诱变亲本，且突变体的SOD、POD、CAT酶活性均显著高于对照，而MDA含量显著低于对照。通过对甘薯突变体生根率苗期生理生化指标测定结果的隶属函数分析表明，3株突变体具有一定抗盐性。水培盐胁迫试验发现,3株突变体抗盐基因IbPOD、IbSOD、IbPAX、IbSOS1表达量均显著高于对照，确定筛选出的3株甘薯突变株具有一定抗盐性。

作者：

韩婷婷

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关键词：

甘薯化学诱变平阳霉素甲基磺酸乙酯抗盐突变体

授予学位：

硕士

学科专业：

生物学

导师：

张红梅

学位年度：

2023

学位授予单位：

山西农业大学

语种：

中文

中图分类号：