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      齊齊哈爾地區(qū)大青楊多倍體植株誘導(dǎo)試驗

      2019-01-13 01:38:00戚匹儒
      農(nóng)家科技下旬刊 2019年12期
      關(guān)鍵詞:葉面積氣孔

      摘 要:通過從對大青楊(Poplus ussuriensis)無性系葉芽用秋水仙堿誘導(dǎo)處理獲得的變異株進(jìn)行的形態(tài)特征及染色體鑒定,證實(shí)所獲得的4個變異株均為多倍體,這些變異株在形態(tài)特征方面具有巨大性,苗期在高生長和地徑生長均表現(xiàn)突出,染色體鑒定證實(shí)其多倍性,具有巨大潛在的商業(yè)和生產(chǎn)應(yīng)用價值。

      關(guān)鍵詞:大青楊;多倍體誘導(dǎo);葉面積;氣孔;染色體檢測

      一、材料與方法

      1.試驗材料

      供試材料來源于經(jīng)選優(yōu)后已消除年齡及位置效應(yīng)的12個大青楊無性系穗條。

      2.試驗方法

      (1)藥物處理方法。將穗條按無性系編號扦插于齊齊哈爾市愛華林場溫室中,每個無性系分為5組,每組50個穗條,做好標(biāo)記。待葉芽破芽苞展開后,用棉球蘸事先已配制好的秋水仙堿液(其濃度分別為0.0%、0.1%、0.2%、0.5%、1.0%),按順序放于參試的無性系葉芽上,每天在棉球上滴藥3次,處理時間維持6d。

      隨時觀察被處理的葉芽的反應(yīng)及生長情況,并注意剔除未被處理或處理后葉芽死亡的穗條,在秋后,剪取枝條,保存,翌年按編號剪成穗條,扦插,觀察各系號形態(tài),選擇形態(tài)巨大者,與未處理無性系在秋季苗木停止生長后,進(jìn)行葉面積和氣孔輔助鑒定,對變異株在秋后取穗條與未處理無性系穗條經(jīng)水培發(fā)根,取根作染色體鑒定。

      (2)葉面積和氣孔輔助鑒定方法

      ①葉面積輔助鑒定方法:取供試苗木上,分上、中、下三個部位各取三片葉子,采用坐標(biāo)方格量測葉面積。

      ②氣孔輔助鑒定方法:取供試苗木葉片,撕取葉背面的下表皮,放載玻片上,蓋上蓋玻片,在顯微鏡下觀察,同時用測微尺對氣孔的長、寬進(jìn)行測量統(tǒng)計分析。

      (3)染色體鑒定方法

      ①切取根尖,于200C浸入0.2%秋水仙堿液中,處理5h(最佳處理時間10-15:30)。

      ②固定:用卡諾固定液(甲醇:醋酸3:1)固定0.5h以上。

      ③酸解:用1NHCL在600C恒溫水浴中準(zhǔn)確處理14min。

      ④醋酸地衣紅染色:用蒸溜水洗去HCL,放在載玻片上,滴一滴醋酸地衣紅染液,直到莖尖染為深紅色為適,用蓋玻片壓片。

      ⑤鏡檢、計數(shù)、拍照:選取染色體分散良好的細(xì)胞拍照,計數(shù)。

      二、結(jié)果

      通過近4a的誘導(dǎo)、選擇,從近6000個處理穗條中,從形態(tài)外觀上符合育種目標(biāo)的單株僅4株,分別對它們進(jìn)行了編號及進(jìn)行了葉面積及氣孔輔助鑒定和染色體鑒定,證實(shí)其確為加倍植株,其形態(tài)特征描述如下:

      1號變異株:葉大、前鈍,正面淺綠色,莖條節(jié)間長,葉片在莖上微下垂。

      2號變異株:葉大、長橢園形,前鈍尖,正面深綠色,莖條節(jié)間短促,葉片下垂,覆蓋莖條。

      3號變異株:葉大、厚、前鈍,正面深綠色,莖條粗壯、節(jié)間短促,葉片與莖成直角。

      4號變異株:葉大、厚、有皺折、葉脈突出,正面深綠色,莖條節(jié)間長,葉片在莖上微下垂。

      三、討論

      1.關(guān)于誘導(dǎo)率低的原因探討

      研究發(fā)現(xiàn),大青楊葉芽的油脂較其它楊樹葉芽多得多,油脂呈黃色,對葉芽起保護(hù)作用,它給水溶性藥物處理帶來很大困難。1999年春,處理的葉芽是葉芽剛剛萌動,秋后調(diào)查,均未發(fā)現(xiàn)有變異株出現(xiàn)。我們改進(jìn)處理方法,既處理時間改在葉芽破苞后,芽已完全開放時,處理起了作用,秋季調(diào)查,發(fā)現(xiàn)有4個變異株。統(tǒng)計分析,誘導(dǎo)變異率非常低。針對油脂問題,我們也曾采取用乙醚去脂后,再進(jìn)行藥物處理的方法,但由于多次處理對芽傷害太大,造成葉芽生長畸形或死亡,未獲得滿意的變異株。

      2.藥物處理濃度的選擇

      研究發(fā)現(xiàn),不同濃度的秋水仙堿對大青楊葉芽的誘導(dǎo)效率明顯不同,0.1%濃度的秋水仙堿,處理后葉芽均無反應(yīng),0.2%濃度的秋水仙堿,處理后,有部分葉芽變黑,后死亡(占48%),并產(chǎn)生部分變異株(占0.3~0.5%),0.5%濃度的秋水仙堿,處理后,大部分分芽發(fā)黑,后死亡,一部分未變黑,后葉死亡,1.0%濃度的秋水仙堿,處理后,芽幾乎全部變黑死亡。從整個實(shí)驗看,以0.2%濃度的秋水仙堿液對大青楊葉芽處理最為有效。

      研究證明,這一系列濃度的秋水仙堿應(yīng)當(dāng)不至于造成芽的死亡,因而造成芽死亡的主要原因是,由于藥物處理是在圃地和溫室,棉球水份蒸發(fā)很快,同時還每天繼續(xù)滴加秋水仙堿液,它會造成秋水仙堿濃度急劇上升,對葉芽的毒害作用不斷加強(qiáng);另一方面是由于陽光的作用,秋水仙堿不斷分解,毒素積累,會對葉芽產(chǎn)生毒害作用。毒害作用的累加,是造成葉芽死亡的主要原因。

      3.變異株的輔助鑒定

      研究證實(shí),多倍體在形態(tài)特征方面具有巨大性,如葉片面積大、葉片厚及氣孔大等,因此,完全可以利用植株的上述形態(tài)特征,間接地對多倍體植株的倍性進(jìn)行輔助鑒定。

      (1)葉面積的統(tǒng)計分析。變異株葉片正面呈黑綠色,大而厚。變異株與對照在苗高、地徑、葉面積大小上差異均十分顯著,其中變異株-1表現(xiàn)的最為突出。

      (2)氣孔長、寬的比較分析。從苗木相同部位葉子下表皮氣孔的長、寬進(jìn)行顯微測量的結(jié)果顯示,變異株的氣孔均比對照大,且差異顯著。

      4.變異株的染色體鑒定

      從根尖制作的染色體片中,各觀察了30個細(xì)胞,確定了它們的染色體數(shù)目。鑒定結(jié)果表明,大青楊體細(xì)胞染色體數(shù)目2n=38。誘導(dǎo)的變異株體細(xì)胞染色體比較復(fù)雜,為具有各種染色體數(shù)量的混倍體,這與Casen在1970年用低濃度秋水仙堿液處理楊樹枝產(chǎn)生的是混倍體結(jié)論相同,比較鑒定結(jié)果認(rèn)定誘導(dǎo)的4個變異株,1、2、3號為四倍體,4號為八倍體。

      四、結(jié)語

      在經(jīng)秋水仙堿誘導(dǎo)大青楊染色體加倍群體中,共選擇出四個變異株,與對照相比在形態(tài)特征方面差異顯著,這些變異株在形態(tài)特征方面具有巨大性,苗期在高生長和地徑生長均表現(xiàn)十分突出,特別它是由選擇出的優(yōu)良個體進(jìn)一步加倍獲得,其遺傳增益是在優(yōu)良個體遺傳基礎(chǔ)上的,可直接用于營林生產(chǎn),同時,這些變異株具有潛在的巨大商業(yè)價值和生產(chǎn)應(yīng)用價值。

      作者簡介:戚匹儒(1973-)男,黑龍江克東籍,大學(xué)學(xué)歷,高級工程師,主要從事林業(yè)規(guī)劃設(shè)計、工程造林、林業(yè)工程管理與技術(shù)指導(dǎo)工作。

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