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利用染色体组多倍化技术创造水稻新种质并对其特征特性进行深入研究是稻属植物遗传改良的发展方向之一。通过人工诱导方法获得同源四倍体水稻材料将有助于在多倍体水平进一步挖掘水稻的产量潜力并丰富稻属植物的种质资源。本研究利用秋水仙素对水稻种子进行浸泡,分别探究了秋水仙素的不同浸泡时间和不同浸泡浓度对水稻种子发芽及幼苗生长的影响,以期为通过人工方法诱导同源多倍体水稻的研究提供参考资料。同时,结合不同浓度的秋水仙素在愈伤组织继代和分化培养基中的运用,由此建立了水稻无性系培养的再生体系。本项研究所获得的研究结果主要包括如下2个方面:
1.研究了秋水仙素浓度和种子浸泡时间对试验材料的生物学效应。为了研究秋水仙素对水稻生长的影响,分别设计了利用一定浓度的秋水仙素对水稻种子浸泡不同的时间和控制浸泡时间而采用不同浓度的秋水仙素浸泡水稻种子这两种处理方法。研究结果表明,随着浸泡时间的延长,水稻种子幼芽膨大越来越明显,且幼芽伸长状况表现出明显受到抑制的现象;当浸泡时间一定时,随着秋水仙素的浸泡浓度的逐渐升高,水稻幼芽的芽长、成苗率、幼苗苗高、幼苗根数以及幼苗根长总体上表现出明显受到抑制现象;幼芽膨大现象是在秋水仙素的浓度达到一定数值时才表现出来;当秋水仙素浓度超过一定值时,幼芽膨大率随秋水仙素浸泡浓度的升高而增加;
2.研究了高效而快捷的诱导多倍体水稻的实用新技术。为了探究利用无性系诱导水稻同源四倍体的技术途径,作者先期对诱导出的愈伤组织未做继代培养,而直接将其接种至含有一定浓度秋水仙素的分化培养基上,待其分化出苗,移植田间收获种子。在田间依据试验材料的形态特点和对种子幼苗根尖染色体数目的鉴定结果,获得6株同源四倍体水稻植株,其同源四倍体水稻的诱导率为2.9%。在愈伤组织继代和分化培养基中通过分别使用不同浓度的秋水仙素,研究了愈伤组织的生长及分化状况。在无性系诱导过程中,通过对两种激素不同组合及浓度配比下水稻种子出愈率的统计,确定了试验材料适宜诱导愈伤组织的激素种类及其浓度。