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双胚苗水稻的生物学特征研究

黄雅琴

   在禾本科植物中,多胚现象或多胚苗现象是无融合生殖物种在胚胎学和形态学上的重要特征。在同源四倍体水稻中筛选多胚苗材料,有助于寻找到无融合生殖新种质,从而为固定水稻杂种优势的研究提供有益的试验材料。本项研究以同源四倍体双胚苗突变水稻品系(D07-04-01)、近亲系(D07-02-01和01-04-01)和离子束介导后代(DP07-04-01)为研究材料,对4份供试材料的种子活力、苗位和胚位进行了观察和统计分析;利用植物组织培养技术对水稻种子的脱分化和再分化特性进行了比较研究,由此建立起高频植株再生体系;对D07-04-01、其组培再生植株以及组培再生植株的F1后代的农艺性状、花粉育性、花器官性状、谷粒性状进行了差异性比较分析;利用垩白分析软件chalkiness 1.0、扫描电子显微镜和x射线衍射仪对4份材料的米粒微观结构、外观品质和食味品质进行了比较分析测定。本试验的研究结果主要包括如下4个方面: 1.对双胚苗水稻的种子生活力、苗位和胚位特征进行了观察鉴定。其中的D07-04-01,种子活力高,双苗能遗传,观察到0.74%的同鞘均势双苗和0.59%的同鞘大小苗,没有观察到胚顶生、有胚芽无胚根、有胚根无胚芽,无胚芽无胚根这4种胚位异常;D07-02-01苗位和胚位类型最丰富,观察到了罕见的三胚苗。 2.建立了双胚苗水稻的愈伤组织诱导和再分化体系。研究表明,2,4-D的最适浓度因试验材料的基因型不同而表现出一定的差异。2,4-D浓度为2.5mg/L时最适宜于四倍体水稻愈伤组织的诱导;半胚乳处理比无胚乳处理容易操作,种胚不容易受到伤害,诱导频率高且愈伤组织质量好;对愈伤组织进行干燥处理能显著提高愈伤组织的分化率。 3.对试验材料的主要农艺性状进行了比较研究。与D07-04-01相比,D07-04-01的组培苗TCD07-04-01在5个主要农艺性状上没有显著性差异;正常花粉率要低;花器官性状上差异较大;颖壳数目突变多为单颖壳突变,而D07-04-01多为三颖壳突变;谷粒性状上差异较大。由此可见,经过组织培养过程,水稻植株在不同层次上发生了较大的体细胞无性系变异。与TCD07-04-01相比,组培苗F1代F1TCD07-04-01在5个主要农艺性状上也没有显著性差异;正常花粉率要高;花器官性状上差异较小;出现的颖壳数目突变比TCD07-04-01要少很多;谷粒性状上差异较小。表明这一材料依靠种子繁殖能最大程度保持亲本的性状。 4.对试验材料的米粒性状进行了观察鉴定。测定了米粒的垩白性状;对稻米横断面与淀粉粒的显微特征以及淀粉晶体进行了观察分析。研究结果表明,3份同源四倍体水稻材料的垩白性状都比较明显,在米粒横断面上都有不同程度的辐射状和裂痕,胚乳细胞发育不良,淀粉积累不充分,排列疏松间隙大,直链淀粉含量高。二倍体水稻品系的米粒横断面上没有辐射状,裂痕少且浅,淀粉粒整体发育比较好,呈现典型的晶体结构,外观上呈玻璃质透明,直链淀粉含量低。虽然同源四倍体水稻的米质与传统的二倍体水稻相比稍为逊色,但这一不足为今后的同源四倍体水稻育种指明了方向,也提出了挑战。……   
[关键词]:双胚苗水稻;组织培养;苗位;胚位;扫描电镜;X射线衍射仪
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:郑州大学2010年