嫁接及其接合部變異的研究.pdf

1、嫁接作為一項農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，已被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)以及園藝植物生產(chǎn)中。同時，它又是一種科研的方法與手段。自上個世紀(jì)初開始至今，特別是70、80年代，對嫁接基礎(chǔ)理論進行了大量研究。但有關(guān)嫁接機理方面的許多問題仍然不太清楚，如砧穗產(chǎn)生的愈傷組織在愈合過程互相抱合時，有無細胞融合現(xiàn)象，兩者的愈傷組織接觸和混合以后，相互之間的影響如何等，這些推斷至今都因沒有確切的遺傳學(xué)證據(jù)而未得到證實。 植物通過嫁接，能夠產(chǎn)生變異，這已為人們所共知，并

2、已被用于育種實踐之中，如嵌合體，遠緣嫁接有性雜種等，但是，至今，還未見嫁接接合部細胞發(fā)生遺傳變異的報道。 為此本研究針對這些問題，以番茄、茄子和黃瓜為材料，從生物化學(xué)、組織學(xué)、細胞學(xué)以及分子生物學(xué)水平上對嫁接及其接合部細胞間的相互作用進行研究，旨在闡明嫁接接合部細胞是否有遺傳變異的發(fā)生。 主要研究結(jié)果如下： 1通過試管內(nèi)外嫁接對影響番茄、茄子及黃瓜嫁接成活率和接穗生長的影響因子進行了研究，其中包括嫁接組合、苗齡、

3、砧木子葉以及外源激素。結(jié)果表明：在試管內(nèi)嫁接中，以頂接法、苗齡為7d的番茄作為砧木有利于提高嫁接成活率和接穗生長；保留砧木子葉有利于提高嫁接成活率，但其萌發(fā)的腋生芽對接穗生長不利；適當(dāng)?shù)耐庠醇に靥幚斫铀牒吞砑拥脚囵B(yǎng)基中可以提高嫁接成活率；番茄或茄子與黃瓜的嫁接成活率較低，莖尖生長緩慢。在室外嫁接中，以劈接方式嫁接，其成活率更高，接穗生長更快，其中以組合S36/粉紅番茄嫁接成活率最高(100.00％)，嫁接的接穗莖尖生長最快(15.7cm

4、)；以相同的嫁接方式，互為砧穗的兩組合的嫁接成活率和接穗生長表現(xiàn)出明顯差異。 2用光鏡和電鏡對離體嫁接的親和性嫁接組合(茄子/番茄)和非親和性嫁接組合(茄子/黃瓜)進行了系統(tǒng)的組織學(xué)和細胞學(xué)比較觀察。結(jié)果表明，嫁接的早期階段，均能形成隔離層并在切口面上產(chǎn)生愈傷組織，新的細胞核和葉綠體逐漸形成。后期，親和性組合隔離層逐漸消失，砧木和接穗間維管束貫通且隔離層中有次生胞間連絲的形成；非親和性嫁接組合中，隔離層不消失，砧木和接穗問無微管

5、束橋相連，也無次生胞間連絲的形成；在兩組合中，均觀察到細胞核變形、解形等現(xiàn)象，這表明接合部細胞可能會發(fā)生細胞重建，從而導(dǎo)致細胞變異的發(fā)生。此外，還采用熒光染料對嫁接體發(fā)育過程進行了初步觀察，發(fā)現(xiàn)兩種熒光染料(DAPI和Hoechst33342)可用于嫁接接合部發(fā)育的觀察，但由于它們均發(fā)藍色熒光，因此不能直接觀察接合部細胞間有無細胞融合的發(fā)生。 3通過茄子/番茄離體嫁接對嫁接體發(fā)育中的蛋白質(zhì)含量、POD、SOD及CAT同工酶進行了

6、研究，結(jié)果表明可溶性蛋白質(zhì)含量與POD及SOD活性變化趨勢一致，表現(xiàn)為先增后降的趨勢，在嫁接后6d活性最強，而CAT活性與此相反，表現(xiàn)出先降后增的趨勢，在嫁接后6d活性最低。嫁接后POD酶帶逐漸增加，而SOD與CAT酶帶沒有變化。POD酶譜帶數(shù)的逐漸增加，表明嫁接接合部可能發(fā)生了變異。 4通過對番茄和茄子異種嫁接接合部組織染色體的鑒定，發(fā)現(xiàn)番茄與茄子嫁接接合部產(chǎn)生了倍性變異，出現(xiàn)了非整倍體和多倍體組織(2n=24、40、48、8

7、4)。 5通過番茄同種自體嫁接以及番茄和茄子異種嫁接接合部組織間的PCR擴增體系的建立試驗和RAPD分析，結(jié)果表明，最優(yōu)反應(yīng)體系為25μl反應(yīng)體系中，模板DNA為10ng，dNTP為100μmol/L，TaqDNA聚合酶為2.OU，引物為0.5μmol/L，Mg2+為3.0mmol/L，最優(yōu)反應(yīng)程序為95℃預(yù)變性3min，94℃變性50S，50℃退火5OS，72℃延伸1.5min，40個循環(huán)，72℃保溫10min。對番茄同種嫁接

8、以及番茄與茄子異種嫁接接合部組織的RAPD分析，發(fā)現(xiàn)嫁接接合部出現(xiàn)了特征帶，而在異種嫁接接合部有供體特征帶丟失。 6進行了嫁接接合部組織的植株再生及其鑒定。在試管內(nèi)外嫁接中，通過外力去除接穗，均能使嫁接接合部組織分化出不定芽。從形態(tài)上觀察，個別不定芽產(chǎn)生了變異，變異芽分化率為10％左右。將嫁接接合部組織接種于MS+1.0mg/L6-BA+0.5mg/LZT+0.2mg/LIAA和MS+2.0mg/L6-BA+0.2mg/LIAA

9、+0.1mg/LNAA兩個培養(yǎng)基上分化的芽出現(xiàn)了變異，其變異率為3.33％。將嫁接接合部組織刮下接種在含有0.5mg/L6-BA，1.0mg/L2，4-D或2.0mg/L6-BA，0.1IAAmg/L兩種液體培養(yǎng)基上，均能促使愈傷組織增殖。接種在含有2.0mg/L6-BA、0.2mg/LIAA和0.1mg/LNAA的分化培養(yǎng)基上，可以分化出芽，且從分化的芽中，獲得了變異植株。 總之，本研究的結(jié)果表明，在嫁接接合部發(fā)生了遺傳變異，