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一串红体细胞多倍体诱导及其子代表型研究

更新时间:2016-07-05

一串红(Salvia splendens)属唇形科鼠尾草属,二倍体植物,花色纯正,花序修长,生长周期短,适应性强,总状花序开花不断[1]。在中国一串红应用中,由于多年栽培或品种退化等原因,出现了花色不艳、病虫害严重及品质下降的现象,严重影响其观赏价值和绿化作用。

多倍体育种是植物品质品性改良的重要方法之一。多倍体花卉品种多具有巨大性、适应性强、光合速率高等优势[2],比二倍体亲本拥有更迅速的环境适应力,表现为抗逆性增强及克服远缘杂交的不育性等特点,具有较高的观赏价值和商业价值。多倍体人工诱变方法主要有辐射诱变和药剂处理种子、植物离体器官及植物生长点。其中辐射诱变诱导率低,致死危害性较大;药剂处理种子易抑制其萌发,药剂处理离体器官技术要求较高,药剂处理植物生长点尽管诱变率较低,但操作简单[9-13]。对于多倍体鉴定,方法主要有外观形态观测、细胞学观测、染色体计数、流式细胞仪分析等方法[14-17]

目前关于一串红多倍体育种的研究报道较少。现以一串红商品品种‘展望红’(Vista Red)为研究对象,采用秋水仙素滴液法处理一串红幼苗茎尖,研究一串红体细胞多倍体诱导效果和加倍效应,以期为一串红种质资源创新提供新方法和新材料。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为美国泛美公司一串红商品品种‘展望红’,由北京科美园艺有限公司经销。

1.2 试验方法

1.2.1 多倍体诱导 试验于2010年3月在北京农学院日光温室中进行,将‘展望红’种子浸种催芽后,播于穴盘中,每盘播100粒种子,真叶展开后移植到口径17 cm的花盆中。当幼苗长出2对真叶时,用脱脂棉搓成大小相同的棉球放入0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%不同含量的秋水仙素溶液中,待棉球浸透后,摄出贴敷于幼苗茎尖上。每日9:00至10:00、14:00至15:00和19:00至20:00,在棉球上分别滴加0.5 mL对应浓度的秋水仙素溶液,持续处理时间分别为1,2,3 d。到预定时间后,取掉脱脂棉球,用清水仔细冲洗植株处理部位,精心管理。以滴蒸溜水为对照,每个组合处理30株苗。试验组和对照组在相同环境下养护。

1.2.2 子代培育 诱导处理结束后100 d左右采收种子,11月份播种,并将对照组采收的种子同期播种作为对照,在相同环境条件下栽培、上盆、养护,用于子代染色体计数和形态观测。

1.2.3 多倍体鉴定及形态观测 诱导处理成苗后,选出与对照组形态特征差异明显的作为变异植株。处理后的形态变异植株和子代全部植株,进行染色体鉴定。参考一串红染色体制片方法[3],以营养生长旺盛时期的变异植株或其子代植株的嫩叶为材料,利用去壁低渗法进行染色体计数。每株观察分裂相细胞数30个。进入盛花期时,对处理当代植株和其子代植株的形态特征予以测定,以未进行秋水仙素处理的二倍体植株为对照。测量指标为株高、地径、花序长、每轮小花数、第一轮小花间距等。

其次,海关应严格规定和监管线上跨境进口零售商在报关时所提交材料的真实性、完整性和规范性,以明确真实的完税价格,更好地避免避税现象。不同于传统的国际贸易,进口商在报关时提交的是由出口商开来的发票、装箱单等单据,与同样由出口商发来的货物相符,进口商无法随意更改,而在跨境电子商务中,商家发货报关所提交的是由自己填制的单据,因此存在不少商家通过拆单或去掉运费和保险费等方式来降低报关时的完税价格,进而减少应纳税额的现象。因此,除了要求商家如实填报《货物清单》和《进出口货物报关单》外,海关也应严格根据实际电子订单、物流运单和结算支付单对所报货物和提交单据进行查验。

2.2.2 子代植株倍性鉴定 经过染色体计数观察,混倍体和处理未加倍植株子代每株观察分裂相细胞数30个,都为二倍体细胞。因此可以判定经秋水仙素处理一串红茎尖诱导的混倍体及处理后未加倍的二倍体植株其子代均为二倍体。

论文扩展的四旋翼飞行器避障功能可以实现飞行过程中躲避空中的树枝等有空隙的障碍物,但由于设计的避障程序并没有考虑遇到没有空隙的障碍物的情况,因此如果遇到墙壁等没有空隙的障碍物时只能靠操作者自主躲避,曾想模仿二维走迷宫的算法使用堆栈存储路径做到自主寻路,但是由于空中环境的复杂性与四旋翼飞行器自身的限制,暂未发现高效算法来实现。四旋翼飞行器因其结构的对称性以及正反桨的应用使其对比其他飞行器具有相对优秀的平衡能力与较为简单的操作方法,可以预见随着无人机的发展,在未来生活中它将会越来越大众化,为人类带来越来越多的便利,因此对四旋翼飞行器的结构、原理以及飞行动作进行探讨具有较好的现实意义。

2 结果与分析

2.1 多倍体诱导

2.1.1 处理当代多倍体诱导结果 除了6种浓度处理1 d的试验材料没有形态变异,其余处理均出现不同程度的叶片形态(叶色浓绿或皱缩)、花形态(小花密集、花序类型变异)或茎形态变异(茎增粗)(图1)。检测所有形态变异植株的染色体数(图2),并确定倍性(表1)。由表1可知,材料经秋水仙素处理后,随着处理浓度和持续处理时间增加,成苗率降低,各处理组合的植株形态变异率在0~100%间。经染色体鉴定,检测出多倍体植株17株,其中四倍体纯合体有3株,混倍体有14株;处理后未加倍植株有6株。浓度为0.1%处理2 d的有2株四倍体纯合体;浓度为0.2%处理3 d的有1株四倍体纯合体。0.1%处理2 d和3 d以及0.3%处理3 d的分别有2株二倍体和四倍体的混倍体;0.2%处理2 d和3 d、0.4%处理3 d、0.5%处理2 d和3 d各有1株混倍体;0.3%处理2 d的有3株混倍体。尽管四倍体纯合体诱导成功率相对较低,多数为混倍体,但0.05%~0.5%的秋水仙素处理和2~3 d的持续处理时间可以获得多倍体植株,其中0.1%处理2 d的获得的多倍体植株数最多,共4株,2株四倍体纯合体和2株混倍体。

a.展望红生长期对照,b.展望红花期对照,c.变异植株生长期叶片皱缩,d.变异植株花叶叠生,e.变异植株花序短缩,花轮间距小 图1 形态变异植株形态学差异 a.‘Vista red’growth period control, b.‘Vista red’flower period control,c.variation plant leaves shrivel,d.variation plant flower piled leave,e.variation plant Fig.1 Morphological differences of morphological variation plants inflorescence shortening

a.一串红二倍体体细胞染色体(2n=2x=44);b. 一串红四倍体体细胞染色体(2n=4x=88) 图2 一串红染色体计数(100×10) a.Salvia splendens diploid somatic chromosome,b.Salvia splendens tetraploid somatic chromosome Fig.2 Count of Salvia splendens chromosome

表1 不同处理组合多倍体诱导统计 Tab.1 Statistics of polyploid induction in different treatment groups

秋水仙素含量/%Colchicinesconcentrations处理时间/dTreatmentTime成苗数Survivalplantsnumber成苗率/%Survivalrate形态变异数Variationnumber形态变异率/%Variationrate四倍体数Tetraploidnumber混倍体数Mixoploidnumber0.05130100.0000022273.329.10031033.3110.0000.112273.3000021550.0426.7223620.0350.0020.212583.30000213.31100.0013516.7240.0110.31516.600002310.03100.0033620.0350.0020.411446.70000226.7150.0003413.3125.0010.511033.300002516.7120.001313.31100.0010330100.00000总计-216-2310.6314

2.1.2 处理当代变异植株形态学 由表2可知,除每轮小花数,四倍体、混倍体和处理后未加倍植株其他各项指标均小于对照组植株,在株高、第一轮小花间距、地径等指标与对照组植株差异显著,花序长和每轮小花数与对照组差异不显著。纯合体、混倍体和处理未加倍植株各组间,仅第一轮小花间距纯合体和混倍体与处理未加倍植株差异显著,其他指标方面各组差异不显著。

正常组大鼠关节组织结构规整,滑膜无增生,血管无扩张,未见炎细胞浸润;模型组大鼠关节组织结构紊乱,明显水肿,滑膜明显增厚,血管大量增生,可见大量的炎细胞浸润;与模型组相比较,丹溪痛风胶囊低剂量组和高剂量组大鼠关节组织的病理变化均有不同程度的改善,表现为滑膜增生明显减轻,新生的血管数量减少,可见少量的炎细胞浸润。其中高剂量组较低剂量组改善明显。

2.2 处理子代植株观测结果

试验所得一串红多倍体在株高上更矮,叶片浓绿皱缩,花序颜色鲜亮,小花密集,从而提高一串红观赏性和商品应用价值,但多倍体植株抗性和繁育方法等方面还需进行下一步试验,落花性有待改进。处理后未加倍植株在外部形态上也有变化,应该由药害导致。

表2 变异植株形态差异分析 Tab.2 Morphological differnet analysis of variation plants

类型Type株高Plantheight/cm花序长Inflorescence/cm第一轮小花间距Flowerspacing/cm地径Grounddiameter/cmCK35.0±2.00a12.0±2.00a1.40±0.1a1.2±0.12a四倍体tetraploid22.5±2.50b7.3±5.86a0.57±0.06c0.8±0.06b混倍体Mixoploid25.1±4.42b9.7±3.61a0.66±0.15c0.7±0.16b处理未加倍体Diploidaftertreatment22.9±4.69b8.9±2.92a0.97±0.21b0.6±0.19b

注:同列数据后标有不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

Note: the same column data is marked with different lower case letters, indicating significant difference(P<0.05).

表3 植株结实和子代成苗情况 Tab.3 Conditions of fructification and offspring survival plants

类型Type株数Plantnumber种子粒数Seednumber出苗株数Seedlingnumber成苗株数Survivalplantnumber成苗率/%Survivalrate四倍体tetraploid3571200混倍体Mixoploid13261563358.9处理未加倍植株Diploidaftertreatment696443784.1

由表3可知,四倍体纯合体共收取种子57粒,出苗12株,由于幼苗胚轴膨大,无法正常生根,生长基本处于停滞状态,后期全部死亡,成苗为0。混倍体共收取种子261粒,出苗56株,成苗33株,成苗率58.9%。处理后未加倍植株共收取种子96粒,出苗44株,成苗37株,成苗率84.1%。试验中观测到,子代在播种发芽后,部分幼苗由于无法正常生根逐渐死亡。

应用Excel 2003和SPSS 22.0 软件进行单因素方差分析。一串红‘展望红’的成苗率及变异率的计算公式:加倍处理成苗率=(加倍处理后成活苗数/加倍处理的苗数)×100%;子代成苗率=(成苗数/出苗数)×100%;形态变异率=(形态变异苗数/成苗数)×100%。

2.2.3 子代植株形态学观测 盛花期时,对子代植株和对照组植株进行形态学观测,指标包括株高、第一轮小花间距、花序长。计算每组平均值并进行比较。由表4可知,混倍体和处理未加倍植株子代与对照子代在株高、冠幅、花序长、第一轮小花间距等方面差异均不显著。

表4 子代植株形态差异 Tab.4 Morphological different analysis of offspring plants

类型Type株高Plantheight/cm花序长Inflorescencelength/cm第一轮小花间距Flowerspacing/cmCK25.2±3.24a6.1±0.63a1.1±0.06a混倍体Mixoploid23.5±10.28a6.0±2.00a1.2±0.10a处理未加倍体Diploidaftertreatment27.8±5.91a6.5±1.00a1.1±0.27a

注:同列数据后标有不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

Note: the same column data is marked with different lower case letters, indicating significant difference(P<0.05).

3 讨 论

用秋水仙素对一串红‘展望红’幼苗茎尖进行体细胞多倍体诱导,使用浓度和持续处理时间十分重要。此外,幼苗生长状态与自身抗性也是影响加倍效果的重要因素。在本试验中各个秋水仙素浓度和处理时间均出现了变异植株;而0.05%组合虽有形态变异植株,但在染色体检测时,未检出多倍体。综合考虑,一串红利用秋水仙素处理茎尖法诱导多倍体,适合采用0.1%秋水仙素持续处理2 d。其余浓度的秋水仙素对幼苗茎尖进行加倍处理,虽然有诱导效果,但大多得到的多倍体植株以混倍体为主,且其子代回复为二倍体,对于有性繁殖性状保持、后期杂交育种应用产生一定障碍。其他植物进行多倍体诱导时使用最多的是体积分数为0.1%~0.2%的秋水仙素,浓度升高会导致药害发生,反而降低诱导效果。刘志增使用0.1%秋水仙素对玉米单倍体进行加倍,40%的植株表现出无雄穗、雄穗小穗数减少及上部叶片受损等药害现象[5]。Chakraborti使用秋水仙素对二倍体桑进行了加倍,得到的结果是:0.1%体积分数的诱导率为39.4%,而0.2%体积分数的诱导率为16.7%[6]。陈柏君在黄苓培养基中添加不同浓度的秋水仙素溶液,发现随着秋水仙素浓度的增高,死亡率也随之上升,其中10 mg/L秋水仙素溶液诱导率最高[7]

2.2.1 一串红秋水仙素处理后植株结实和子代成苗 诱导处理后各处理成苗植株共收取种子414粒,出苗112株,最终成苗70株(表3)。

本试验前期虽诱导成功一串红四倍体纯合体,但结实率低、子代出苗率和成苗率低,应与育性以及种子胚、胚乳发育相关。四倍体育性低可能与减数分裂异常导致雌雄配子育性降低有关。同源四倍体黄花菜花粉母细胞减数分裂研究发现,在减数分裂不同时期存在异常现象,如出现四价体、三价体、二价体、单价体;出现落后染色体;见到染色体桥和断片;见到染色体不同步分离及不等分裂;出现多分体以及多核现象等[18]。一串红四倍体花粉母细胞减数分裂乃至大孢子母细胞减数分裂行为试验有待进一步研究。一串红四倍体育性低,可考虑无性繁殖扩繁,如扦插。子代播种育苗中发现一串红四倍体子代幼苗胚轴增粗膨大,无法正常生根,生长基本处于停滞状态,最终逐渐死亡。子代胚轴增粗膨大,可能是由于染色体加倍,相应的细胞及组织器官体积增大[17]。四倍体结实种子无法正常生根,在今后试验中可考虑采取胚挽救技术获得一串红四倍体后代。而混倍体植株,通过染色体鉴定发现,子代全部为二倍体,其原因应该与2n配子生活力低竞争力弱相关。

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Yang H.等人[37]研究了Nd∶LaGGG晶体的连续激光运转,在1.06 μm波长处的最高功率为9.9 W,斜率效率为19.6%;在被动锁模激光方面,最高功率为 2.83 W,脉宽7.4 ns,重复频率13.87 kHz.王祎然[38]采用准连续的脉冲LD泵浦,在波长1.3 μm处实现了Nd∶LaGGG晶体的被动调Q运转,获得激光的最大输出能量、脉宽和峰值功率分别为1.0 mJ、8.1 ns和10.2 kW;在波长1.0 μm处实现了Nd∶LaGGG晶体的连续波锁模运转,获得激光的最高输出功率和锁模脉宽分别为3.2 W和17.25 ps.

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周作人自己从来没有过多的解释过身处世纪初的路吉阿诺斯写的的作品何以能如此打动自己而终身引为同道,只说:

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从格律上看,44字的《卜算子》句式为5575,5575。从平仄看,◎仄◎平平,◎仄◎平仄(注:◎表示可平可仄)。与五言诗格律相仿。从起句方式看,多用对偶句。从表达功能上看,有“情起”式、“景起”式、“事起”式。

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性状:较正品大,呈宽卵形,长5-6mm,宽5-8mm,表面淡黄白色,略光滑,一端圆阔,有一淡棕色点状种脐,另端稍窄。背面圆凸;腹面有一条较宽而深的纵沟。[13]

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小小的一包食盐,掀起了好几起大浪,有爱盐的,有恐盐的。爱盐高峰时,人们疯狂抢购,出现了“只要是排队的,就是买盐的”奇葩现象;而恐盐时,各种荒诞的、吓人的论调都跑出来。我们一起来回顾一下。

[18] 李爱华,何立珍.同源四倍体黄花菜减数分裂行为及其育性的探讨[J].湖南农业大学学报,1998,24(1):14-17

“怀旧”,是一种心理体验,带有强烈的个人或集体情感,意为“怀念往事、故人或过去的美好时光;同时,怀旧也是当今社会中,极为热门的文化现象之一。[27]3-6“怀旧”成为了近年中国流行乐坛的一大主题。[28]71本文对2000年前就已经走红,且活跃到2010年代仍在举办个人演唱会,在台北/北京举办演唱会场次总数达到10场以上的歌手(含组合)进行了统计。②江蕙出道时间较早(1981年),截至2015年12月31日,共举办了33场个人演唱会,在统计中,其开办演唱会的数量位居第四,因此本文也将其列为观察对象。

孔维一,甘颖,陈洪伟,王红利,刘克锋
《北京农学院学报》2018年第2期文献

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