基本信息
- 项目名称：
- 白花泡桐四倍体新品种的培育
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本研究采用四因素三水平正交试验设计，建立了泡桐体外植株再生体系，采用秋水仙素诱导的方法，获得了泡桐四倍体植株，并采取切片技术、流式细胞仪分析和分子标记分析对四倍体进行了鉴定分析，创制的四倍体白花泡桐新品种表现出生物量增加、抗逆性增强的优良特性，可以有效解决泡桐生产中低干大冠、丛枝病严重的问题，是国内外首创，处于国际领先水平。新品种通过了河南省林木良种审定委员会的认定，可为林业生态建设提供优良品种。
- 详细介绍：
- 泡桐是我国重要的速生优质用材和绿化树种。大力发展泡桐对于改善生态环境，缓解我国目前木材短缺，提高人们生活水平具有重要的社会意义、经济意义和生态意义。以白花泡桐无菌苗作为试验的诱导材料，利用秋水仙素处理结合组织培养技术采用四因素三水平的正交设计方案对叶片、茎段、叶柄三种外植体进行诱导处理，通过变异植株根尖细胞染色体条数和叶片单细胞DNA含量测定，鉴定为四倍体植株。得到四倍体泡桐植株较二倍体植株在外部形态上均表现出叶片增大、增厚，叶色加深；细胞学上表现出叶片气孔器增大，密度减小；生化指标上表现出叶绿素含量增加，POD活性降低，SOD活性增强，丙二醛含量降低等。然后，采用三因素三水平、完全试验设计处理进行诱导，建立了同源四倍体白花泡桐的体外植株快速繁殖系统。试验得出四倍体白花泡桐叶片愈伤组织诱导的最适培养基为MS＋0.1 mg·Ｌ-1 NAA＋10 mg·Ｌ-1 BA、愈伤组织芽诱导的最适培养基为MS＋0.1 mg·Ｌ-1 NAA＋12 mg·Ｌ-1 BA、四倍体白花泡桐幼芽生根的最适培养基为1/2 MS。45对SSR引物和96对AFLP引物扩增结果说明：四倍体和对应二倍体白花泡桐幼苗的DNA扩增片段大小和长度及没有发生变化。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：扩大泡桐种质资源，缓解木材短缺，培育良种，为农林业发展打下坚实基础，为我国林木多倍体育种工作增添新成果，也为林业生态建设提供新产品支撑。 思路：以无菌苗为诱导材料，用秋水仙素对外植体诱导，筛选出最佳诱导方法和最适外植体；采用完全试验设计处理组合进行四倍体的诱导，筛选出最佳组合。再用获得的四倍体植株，建立组织培养体系，筛选出其叶片、芽、幼芽愈伤组织诱导的最适培养基，最后对其进行细胞学鉴定。
科学性、先进性及独特之处
- 一、 采用四因素三水平的正交试验设计，应用了秋水仙素诱导多倍体的育种技术、组织培养技术、分子标记等技术。采用了切片技术、流式细胞仪鉴定法和染色体计数法鉴定变异植株的倍性。 二、采用多倍体诱导手段开展泡桐新品种培育，用植物克隆技术使其快速增殖，打破了林木常规育种手段周期长、遗传增益低的瓶颈。 三、这是国内外首次进行 此项研究，新品种呈现生物量增加、抗逆境性增强、具有较强的生态适应性等优良特性。
应用价值和现实意义
- 应用：四倍体白花泡桐呈现出多倍体植株抗逆能力强、生物量增加等优良特性，且与相应二倍体比较，生长更加迅速、抗逆性增强。河南省林木审定委员会对其已经过鉴定并颁发了林木良种认定证书，为新品种的推广应用提供了有力的支持。 意义：《河南省林业生态省建设规划》目标的实现，需要良种支持。四倍体白花泡桐的培育不仅可以丰富泡桐种质资源，为培育更多新品种奠定了坚实基础，也可广泛应用于遗传学研究。
学术论文摘要
- 泡桐是我国重要的速生优质用材和绿化树种,大力发展泡桐对于改善生态环境，缓解我国目前木材短缺具有重要的意义。以白花泡桐无菌苗作为试验的诱导材料，利用秋水仙素处理结合组织培养技术采用四因素三水平的正交设计方案对叶片、茎段、叶柄三种外植体进行诱导处理，通过变异植株根尖细胞染色体条数和叶片单细胞DNA含量测定，鉴定为四倍体植株。得到四倍体泡桐植株较二倍体植株在外部形态上均表现出叶片增大、增厚，叶色加深；细胞学上表现出叶片气孔器增大，密度减小；生化指标上表现出叶绿素含量增加，POD活性降低，SOD活性增强，MDA含量降低等。然后，采用三因素三水平、完全试验设计处理进行诱导，建立了同源四倍体白花泡桐的体外植株快速繁殖系统。试验得出四倍体白花泡桐叶片愈伤组织诱导的最适培养基为MS＋0.1 mg·Ｌ-1 NAA＋10 mg·Ｌ-1 BA、愈伤组织芽诱导的最适培养基为MS＋0.1 mg·Ｌ-1 NAA＋12 mg·Ｌ-1 BA、四倍体白花泡桐幼芽生根的最适培养基为1/2 MS。45对SSR引物和96对AFLP引物扩增结果说明：四倍体和对应二倍体白花泡桐幼苗的DNA扩增片段大小和长度及没有发生变化。
获奖情况
- 参加河南省第九届赢响中原“挑战杯”大学生课外学术作品大赛获得特等奖和万奎创意最具投资价值奖。
鉴定结果
- 获得河南省林木品种委员会颁发的“白四”泡桐林木两种证书。
参考文献
- 1、李宝平，茹文明编著.植物组织培养技术[M].北京市：中国农业科技出版社 , 2000 2、范国强; 魏真真; 杨志清.南方泡桐同源四倍体的诱导及其体外植株再生[J]. 西北农林科技大学学报,2009.10 3、董占强; 范国强; 魏真真; 杨志清.化学诱变剂对同源四倍体毛泡桐体外植株再生的影响[J].河南农业大学学报,2009.01 4、范国强; 曹艳春; 赵振利; 杨志清.白花泡桐同源四倍体的诱导[J].林业科学 , 2007.4 5、杨志清; 魏真真; 曹艳春; 范国强.不同诱导方法对毛泡桐和白花泡桐四倍体诱导的影响[J].河南农业大学学报 , 2008.02 6、张延召; 曹喜兵; 翟晓巧; 范国强.适用于AFLP分析的泡桐DNA提取方法研究[J]. 河南农业大学学报 , 2009.06
同类课题研究水平概述
- “白花泡桐四倍体新品种”属于国内外首创，处于国际领先水平.
