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岷江蓝雪花(Ceratostigma willmottianum Stapf)是一种中国特产的兼具观赏、康养及药用价值的复合功能型野生花灌木,目前未见育种相关研究报道,商业品种尚处于待开发状态,在一定程度上限制了该植物的应用和推广。多倍体育种是创制新种质,培育新品种的一种重要而有效的育种途径。“组织培养+化学诱变”是生物技术与化学诱变技术复合,这种诱导系统能提高诱变效率,大大缩短育种周期,基于此,本研究利用此复合技术,构建“组织培养+秋水仙碱/氟乐灵/二甲戊灵”一体化复合诱变技术体系,通过二次饱和D-最优设计方法,筛选岷江蓝雪花顶芽多倍体化诱导最适方案。同时,通过形态观察、气孔大小观测、DNA分子量检测和染色体计数法,建立了高效精准鉴定多倍体倍性的技术方案。为了科学评价鉴定得到四倍体功能特性,以野生型二倍体为对照,对它们的组织解剖结构(根、茎、叶的组织结构和气孔特征)、田间形态特征(株高、冠幅、叶形指数和花冠等)及光合固碳相关特征指标(叶面积指数、叶绿素含量、叶绿素荧光参数和日变化气体交换指标)进行了研究,以期客观反映岷江蓝雪花四倍体性能。研究结果对相关科属多倍体育种具有一定借鉴意义。同时,本土野生花卉多倍体资源开发及应用,可丰富城市多功能型植物选择,对“碳中和”背景下自然捕捉碳途径的植物选择提供科学依据。主要研究结果如下:(1)通过比较秋水仙碱、氟乐灵、二甲戊灵三种诱变剂诱导的外植体存活率、多倍体化率,总结出体外系统下化学诱导岷江蓝雪花多倍体最佳技术方案为:1200.0μ/mol氟乐灵处理顶芽7d,环境参数为温度25±1℃,湿度70%±5%,光照时间14h/10h(白天/黑夜),光照强度1500-2000lx。存活率、形态变异率、保卫细胞变异率和四倍体诱导率分别达74.45%、18.89%、18.89%和17.78%。(2)(1)利用组培环境6-8代继代纯化后,通过形态观察-气孔大小观测-DNA分子量检测-染色体计数四种方法相结合,可快速精准鉴定多倍体倍性。具体结果为,三种诱变剂诱导处理的1620个外植体存活了469株,从中筛选出154株形态变异苗进行气孔鉴定,得到109株形态及气孔均变异苗,通过流式细胞仪鉴定出约为二倍体主峰荧光强度值2倍的100株诱变苗(疑似四倍体),将其根尖染色体压片鉴定出91株四倍体(2n=4x=24),9株嵌合体。(2)利用组培环境继续继代5次后,通过FCM和染色体计数验证91株四倍体倍性水平稳定性。结果表明,87株四倍体倍性水平稳定、4株有回复突变趋势,四倍体倍性水平稳定性达95.60%。可见,顶芽连续切割分离法是一种较为有效地能得到纯合四倍体的纯化方法。综上,三种诱变剂18个处理共诱导出87株四倍体,13株嵌合体(包括回复的4株),四倍体主要来源于最佳配方的贡献。(3)诱变获得的多倍体为四倍体,与野生二倍体相比,其组织器官解剖结构表现出巨大化特点。具体表现为:根、茎、叶的横截面增大,叶表皮细胞、栅栏组织、海绵组织、主脉增厚,叶片下表皮气孔及其保卫细胞的长、宽明显变大,分别增加了50.72%、50.54%、53.82%、10.83%、73.28%、43.36%、53.82%、26.30%、4.66%、19.01%、8.06%。除叶表皮细胞外(P=0.112),其余均达显著性差异(海绵组织的P=0.002,其余均为P=0.000)。(4)四倍体田间形态特征观测结果显示,株高、冠幅、节间长、叶长和叶形指数均小于二倍体,且分别减小了56.74%、53.00%、15.17%、19.50%、31.29%。而其叶宽、叶厚、花冠、花筒长均大于二倍体,且分别增大了16.24%、22.73%、17.90%、15.93%。其中,除了茎粗、节间长、叶厚、叶面积指数外(分别为P=0.343,P=0.061,P=0.490),其余均差异显著(P=0.000)。由此,可初步筛选出株型矮化紧凑、花更大、心形叶的四倍体新种质。(5)四倍体光合固碳能力相关指标观测结果显示,与二倍体相比,在表观形态特征方面,四倍体的叶面积指数增大了44.05%(P=0.384),可初步推测四倍体吸收固定的CO2量可能更大。在生理生化特征方面,四倍体的叶绿素a、b及叶绿素总含量均增加,分别增大了43.90%、49.12%和46.94%,且达显著性差异(均为P=0.000),进一步佐证了四倍体光合固碳能力更高的可靠性。通过叶绿素荧光测定得到二、四倍体的Fm/Fo、Fv/Fo、Fv/Fm值几乎无差异(P=1.000,P=1.000,P=0.742),说明两种倍性植物的PSⅡ电子传递情况、PSⅡ活性和最大光能转换效率相当。但在日变化气体交换指标上,一天时间中四倍体的Pn始终更高,而Gs和Ci在一天的大部分时间中均更低。通过相关性分析得出,四倍体的Pn、Gs互为极显著正相关。综合考虑,结果表明四倍体的CO2同化效率更高。由此,可初步得到CO2同化效率高的四倍体株系,为高碳汇花卉的选择提供了可能。综上,初步结论为:(1)在诱导岷江蓝雪花多倍体化上,氟乐灵比秋水仙碱和二甲戊灵有更好的效果;(2)形态观察-气孔大小观测-DNA分子量检测-染色体计数四种方法相结合,能极大减少鉴定工作量,DNA分子量检测-染色体计数结果匹配度高于90%,在经费允许情况下,倍性水平鉴定直接用这两种方法即可;(3)多倍体茎尖连续切割继代5代以上,可达到纯化目的,亦是评估遗传稳定性早期方法;(4)岷江蓝雪花四倍体有矮化,株型紧凑,花器官增大,叶形改变现象,可作为后续筛选新品种的重点关注性状;(5)岷江蓝雪花四倍体有较高CO2同化效率,可作为碳中和背景下“高碳汇城市花卉”备选新材料。