野生型和嵌合体矮牵牛倍性鉴定及抗旱性比较PPT课件

1、 植物嵌合体是自然界中广泛存在的一种遗植物嵌合体是自然界中广泛存在的一种遗传镶嵌形式传镶嵌形式, , 性状通常在花瓣、叶片或枝条上性状通常在花瓣、叶片或枝条上出现出现, , 但不遗传给后代。我们需要研究清楚矮但不遗传给后代。我们需要研究清楚矮牵牛嵌合体的形态特征、遗传机理、生理特性牵牛嵌合体的形态特征、遗传机理、生理特性等，才能更好的指导广泛栽培等，才能更好的指导广泛栽培 。 国外对矮牵牛的遗传规律及杂交育种研究国外对矮牵牛的遗传规律及杂交育种研究较早，并有一整套完善的较早，并有一整套完善的F1F1代育种程序。目前代育种程序。目前市场上的矮牵牛种子资源多来自国外，价格较市场上的矮牵牛种子资源多

2、来自国外，价格较高，因此有必要自主开展我国矮牵牛的育种工高，因此有必要自主开展我国矮牵牛的育种工作。作。第1页/共27页 实验以野生型和嵌合体矮牵牛为材料，结合其形实验以野生型和嵌合体矮牵牛为材料，结合其形态学特征（叶色、叶厚以及花瓣、花柱）的变化以及遗态学特征（叶色、叶厚以及花瓣、花柱）的变化以及遗传分析、细胞学鉴定等方法进行初步的研究，筛选出突传分析、细胞学鉴定等方法进行初步的研究，筛选出突变体的优良性状；在室外条件，给植株以干旱处理，采变体的优良性状；在室外条件，给植株以干旱处理，采集野生型矮牵牛和嵌合体新鲜叶片分别测叶绿素含量，集野生型矮牵牛和嵌合体新鲜叶片分别测叶绿素含量，超氧化物歧

3、化酶超氧化物歧化酶(SOD)(SOD)等抗氧化酶活性，可溶性蛋白等抗氧化酶活性，可溶性蛋白（prpr）和游离脯氨酸）和游离脯氨酸(Pro)(Pro)含量，超氧阴离子和过氧化含量，超氧阴离子和过氧化氢氢(H(H2 2O O2 2) )含量，丙二醛含量，丙二醛(MDA)(MDA)和质膜透性，以此来研究和质膜透性，以此来研究野生型与嵌合体矮牵牛抗旱性的差异，进而筛选出抗旱野生型与嵌合体矮牵牛抗旱性的差异，进而筛选出抗旱性强和环境适应能力较强的矮牵牛株型。性强和环境适应能力较强的矮牵牛株型。第2页/共27页1 材料与方法1.11.1材料以陇东学院生农科技园花圃里生长良好无病虫害的野生型和嵌合体矮牵牛为

4、实验材料。一周不浇水即干旱处理，采集植株叶片，每次实验设置3 3个重复。野生型嵌合体第3页/共27页1.2 1.2 方法方法1.2.11.2.1形态学鉴定形态学鉴定 游标卡尺测野生型和嵌合体矮牵牛的叶长、叶宽、叶厚及花开度、花柱的长和直径、花丝的长和直径。1.2.21.2.2气孔鉴定制片用OLYMOLYMP PUSUS显微镜上的测微系统测量气孔长度、宽度并观察气孔密度。1.2.31.2.3细胞学鉴定核型分析制片，用光学显微镜观察染色体，并用OLYMPUS显微镜上的照相系统拍照。第4页/共27页1.2.1.2.5 5 生理指标测定生理指标测定叶绿素含量测定参照王韶唐等的方法, ,超氧化物歧化酶(

5、SOD)(SOD)活性测定参照BeyerBeyer和FridivichFridivich的方法, ,过氧化物酶(POD)(POD)和过氧化氢酶(CAT)(CAT)活性测定参照AebiAebi的方法, ,抗坏血酸过氧化物酶(APX)(APX)活性测定参照BeyerBeyer和FridivichFridivich的方法, ,可溶性蛋白(Pr)(Pr)含量测定参照BradfordBradford的方法, ,游离脯氨酸(Pro)(Pro)含量测定参照B Bradfordradford的方法，超氧阴离子自由基含量测定参照SergievSergiev的方法, ,过氧化氢（H H2 2O O2 2）含量的测

6、定参照SergievSergiev的方法。丙二醛(MDA)(MDA)含量测定参照SergievSergiev的方法, , ,质膜透性变化参照李合生的方法。1.31.3数据统计及分析数据统计及分析 实验中每个处理均设实验中每个处理均设3 3个重复，测得的实验数据均采用个重复，测得的实验数据均采用SPSS16.0SPSS16.0软件进行测验，做差异显著性分析并作图。软件进行测验，做差异显著性分析并作图。第5页/共27页2 结果与分析2.12.1矮牵牛形态特征比较叶长叶长(cm)叶宽叶宽(cm)叶厚叶厚(m)茎粗茎粗(cm)野生型野生型3.922.92288.170.53嵌合体嵌合体 5.41* *

7、 3.59* * 356.08* * 0.66* *花开度花开度(cm)花柱长花柱长(cm)花柱直花柱直径径(cm)花丝长花丝长(cm)花丝直花丝直径径(cm)野生型野生型平均值平均值6.412.260.051.560.06嵌合体嵌合体平均值平均值 8.19* * 1.95* * 0.14* * 1.35* * 0.08* *表1 野生型和嵌合体矮牵牛叶形指数及茎粗比较注：* * * *表示野生型和嵌合体矮牵牛在0.010.01水平有显著差异，下同。表2 野生型和嵌合体矮牵牛花形指数比较38%22.95%23.57%24.53%27.77%27.77%18%33.33%15.9%15.56%第

8、6页/共27页12图1，2分别为野生型和嵌合体矮牵牛叶厚比较288.17m356.08m34图3，4分别为野生型和嵌合体矮牵牛花及花丝比较第7页/共27页在相同条件下（温度、水分以及PHPH等）嵌合体在叶长、叶宽、叶厚、茎粗及花开度、花柱直径、花丝直径等方面比野生型矮牵牛更具优越性，但在花柱长及花丝长方面野生型比嵌合体矮牵牛具有优越性，总体来说嵌合体矮牵牛要比野生型矮牵牛长的茁壮。第8页/共27页2.22.2野生型和嵌合体矮牵牛气孔特征比野生型和嵌合体矮牵牛气孔特征比较较类别类别平均气孔长度平均气孔长度(mm)平均气孔宽度平均气孔宽度（mm）平均气孔密度平均气孔密度（个（个/ mm2）野生型野

9、生型1.000.121.000.1130.24.1嵌合体嵌合体1.640.111.210.1760.35.5野生型矮牵牛的平均气孔开度、气孔密度均比嵌合体的小，说明野生型植株进行光合作用的能力较嵌合体的弱，即野生型植株吸收的COCO2 2和释放出的O O2 2少，说明在干旱胁迫条件下，嵌合体矮牵牛比野生型矮牵牛更耐旱。表3 野生型和嵌合体矮牵牛气孔密度及气孔张开度比较第9页/共27页2.3野生型和嵌合体矮牵牛核型分析图5,6分别为嵌合体矮牵牛染色体及其配对图示 图7,8分别为野生型矮牵牛染色体及其配对图示5678第10页/共27页图9 嵌合体矮牵牛染色体相对长度模式图10 野生型矮牵牛染色体相

10、对长度模式2.782.38第11页/共27页结果表明(1)(1)野生型和嵌合体矮牵牛染色体数均为2n=142n=14条，二倍体，染色体基数x=7x=7，核型公式：2n=14=10m+4sm2n=14=10m+4sm(2)(2)最长与最短染色体之比：嵌合体为2.782.78，野生型为2.382.38。(3)(3)臂比值大于2 2的染色体比例：嵌合体为0.720.72，野生型为0.640.64。(4)(4)根据StebbingsStebbings的划分标准可得嵌合体与野生型的核型类型相同，为系统发育过程中进化程度相近的2B2B类型。第12页/共27页2.4野生型和嵌合体矮牵牛抗旱性比较2.4.1干

11、旱对野生型和嵌合体矮牵牛叶绿素含量的影响在干旱条件下，嵌合体矮牵牛中叶绿素较稳定，不易被破坏和分解，叶绿素含量下降速度慢，光合能力强，有较强的抗旱性。图11 野生型和嵌合体矮牵牛叶绿素含量比较51%43%50%第13页/共27页2.4.22.4.2干旱对野生型和嵌合体矮干旱对野生型和嵌合体矮牵牛四种抗氧化酶活性的影响牵牛四种抗氧化酶活性的影响第14页/共27页图12 12 干旱胁迫对野生型矮牵牛和嵌合体SODSOD、CATCAT、PODPOD和APXAPX四种酶的活性的影响18.29%43.35%42.06%32.01%第15页/共27页嵌合体植株体内保护酶SODSOD、PODPOD、C CA

12、TAT、APXAPX能更好的催化清除O O2 2- -、H H2 2O O2 2，减少其对植株的氧化损伤。第16页/共27页2.3 2.3 干旱胁迫对野生型矮牵牛干旱胁迫对野生型矮牵牛和嵌合体和嵌合体PrPr、ProPro含量的影响含量的影响第17页/共27页 图13 13 干旱胁迫对野生型矮牵牛和嵌合体可溶性蛋白（Pr)Pr)、游离脯氨酸(Pro)(Pro)含量含量的影响嵌合体在干旱胁迫下表现出比野生型矮牵牛更强的适应性调控和抵抗能力。55.57%27.79%第18页/共27页2.4 2.4 干旱胁迫对野生型矮牵牛和干旱胁迫对野生型矮牵牛和嵌合体超氧阴离子嵌合体超氧阴离子(O(O2 2- -

13、 ) )含量、过含量、过氧化氢（氧化氢（H H2 2O O2 2) )含量的影响含量的影响第19页/共27页图14 14 干旱胁迫对野生型矮牵牛和嵌合体超氧阴离子(O(O2 2 - -) )自由基含量和过氧化氢（H H2 2O O2 2) )含量的影响经CAT、APX等酶催化后，嵌合体植株体内的H2O2、O2 - -积累量明显少于野生型矮牵牛。42.46%43.28%第20页/共27页2.5 2.5 干旱胁迫对野生型矮牵牛干旱胁迫对野生型矮牵牛和嵌合体丙二醛（和嵌合体丙二醛（MDA)MDA)含量、含量、质膜透性的影响质膜透性的影响第21页/共27页图15 干旱胁迫对野生型矮牵牛和嵌合体丙二醛（

14、MDA)含量、质膜透性的影响在干旱胁迫下，野生型质膜透性较大，相对外渗率大，细胞内可溶性物质外渗量多，细胞脱水严重。超氧物自由基积累过多，导致膜脂过氧化，生成较多的 MDAMDA，使膜的组分发生聚合和交联。说明野生型受胁迫环境伤害程度较大，嵌合体表现出较的抗旱性。72.74%11.07%第22页/共27页3 结论实验通过野生型和嵌合体矮牵牛的对比研究发现(1)观察发现嵌合体矮牵牛的植株健壮、长势良好、花器官明显增大、叶片变厚变大且颜色深绿。(2)野生型植株气孔密度及开度均小于嵌合体，其进行光合作用的能力较嵌合体的弱。(3)经核型分析发现野生型和嵌合体矮牵牛染色体虽有些微差异但均为二倍体，染色体基数是7，为2B型。形态学方面说明嵌合体矮牵牛比野生型矮牵牛更具观赏性。第23页/共27页(4)(4)在干旱胁迫条件下，与嵌合体相比野生型矮牵牛的O O2 2 - -、H H2 2O O2 2含量，质膜透性变化，MDAMDA含量高，细胞质膜的选择透过性大，细胞内代谢物质渗透到细胞外，导致细胞失水严重，细胞内有害物质积累过多，从而使细胞功能发生紊乱，新陈代谢异常，影响细胞的生命