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“超级子吹”乌羽玉的诱变过程和机理分析——岩鸣

 
 

   

      在论坛改版前,我曾经贴过一个”超级子吹”乌羽玉,是我的一个实验品。大家对这个东西很感兴趣,很多朋友问我他是怎么弄出来的,想自己尝试一下;也有朋友要花重金买,等等。其实这个东西只是一种化学诱变的产物,类似的“恶作剧”还可以做很多,也不仅局限于乌羽玉这个品种。目前我的那个“超级子吹”已经送给了一位前辈,我又为其他几位需要的前辈朋友繁殖一些,基本上“超级子吹”算是能够保留下来了。但是说实话,这个东西稳定性有多高,我也不敢确定。但估计在嫁接的条件下,能够维持10年以上,2代以内。
下面我就把整个诱变的过程和机理的探讨写出来,供大家参考:


“超级子吹”乌羽玉的诱变过程和机理分析


诱变过程:

1.工作液a:kt 10ppm + naa 1ppm + dmso 1ppm (ph=5.8, 0.01m tris-buffer)
工作液b:6ba 5ppm + kt 5ppm + dmso 1ppm (ph=5.8, 0.01mtris-buffer)
工作液c:licl 1% + dmso 5ppm (ph=5.8 ,0.01mtris-buffer)
工作液d:naa 1ppm + ccc 1ppm + kh2po4 0.1% (ph=5.8 ,0.01mtris-buffer)

2.嫁接准备: 砧木选择:采用易出子球的仙人球属品种,如:短毛丸等。
接穗选择:采用直径〈1cm的乌羽玉。
平接成活后,自然生长1个月,等待生长点附近有较多的新生组织产生后,放至于光照度2000lx左右的环境中。

3.初诱导:给1/10 a液作为日常管理的水分,每3天喷雾一次,持续10次。

4.加强诱导:采用 a液表皮喷施,每次总用量不超过10ml,每7天一次,持续3次。

5.初诱变:采用b液替换a液,每7天喷施一次,持续2次。

6.诱变:采用c液作表皮涂布,没用量小于2ml ;和a液间隔使用,每7天一次,直到有大量子球出现为止。

7.加强诱变:采用1/10 a液连续喷施2个月,直到子球发生率下降为止。

8.稳定遗传性:采用 d液每间隔7天浇灌,共 3次,每次少于50ml;此后用1/10d液连续浇灌1~2个月,使得子球重新大量发生为止。此时采用dna电泳监测将出现明显的遗传带。

9.正常管理:加强光照和湿度。

10.诱变稳定率:<10%


机理分析:

1. 药物介绍:
kt:激动素,6-呋喃氨基嘌呤。一种重要的细胞分裂素,能够刺激细胞向芽分化和抑制衰老,促进细胞大量分裂,细胞体积减小,体液浓缩。

6-ba:6-苄氨基嘌呤。人工合成的重要细胞分裂素,其效用比kt强,除具有kt效应外,还可以增强细胞通透性和营养物质的运输,为诱变剂的渗入奠定了基础。

naa:生长素,1-萘乙酸。一种重要的生长调节剂,促进细胞向根分化,正向协同细胞分裂素物质,促进细胞伸长,使液泡增大。

licl:氯化锂,一种重要的无机诱变剂,作为转录阻滞剂参与蛋白质的合成,通过顺式作用元件作用于dna,使之形成基因增强子或者启动多拷贝基因,从而产生诱变效应。

dmso:二甲基亚砜,一种万能溶剂,协调植物表皮对激素或者诱变剂的渗入,但浓度过高会诱导细胞质遗传缺陷,产生玻璃化效应。

ccc:矮壮素,促进植物淀粉积累,避免生长素产生的徒长效应。

kh2po4:磷酸二氢钾,一种营养物质,在细胞大量分裂期和代谢调节期尤为重要。

ph=5.8, 0.01m tris-buffer:三羟甲基氨基甲烷缓冲液,稳定ph值。在诱变过程中,ph的改变对细胞的损伤是相当大的。该溶液亦可以采用巴比妥缓冲液。

2. 砧木和接穗的选择:
之所以采用易生子球的仙人球属品种,原因有三:第一,仙人球属的植物做砧木,能够在一定程度上缓冲营养成分的供应,使得营养成分比较均匀的供给到接穗当中,不至于产生营养—激素失衡反应的出现。选择易出子球的砧木,目的是加强诱导效应,因为易出子球的植株内源细胞分裂素物质丰富,对接穗能够很快的输送过去,同时产生较持久的后遗效应,为下面的诱变作了准备。如果不采用这样的砧木,那么初期诱导的时间将会加长,诱变率大大降低,甚至不能形成稳定遗传。接穗之所以选择较小的,是因为较小的接穗表皮通透性较好,药液易渗入生长点细胞,而不会造成过强的传透损伤,同时液避免了dmso的玻璃化诱变作用。

3初诱导和加强诱导:因为licl的诱变作用点是作用于转录过程,也就是作用在dna向rna进行遗传信息的传递上,在这个过程中产生了阻断效应,导致已经存在的某种生理现象的停滞,从而产生正反馈。那么说,我们必须造就这个“已经存在”的生理现象,我们需要的是子球大量增生这个现象,那么根据“激素杠杆”原则,给大量的外源细胞分裂素物质会启动细胞的向芽分化,产生大量的侧芽。其中的初诱导是为了让植物逐步适应细胞分裂素,能够较为稳定的表达细胞分裂素转化/激活的相关蛋白。这个过程必须要加入一定量的naa,使植物整体细胞得到较为均匀的激素激动,并且协调细胞分裂素效应的产生。另外,初诱导能够提高表皮和细胞膜的通透性,为后面的工作奠定了基础。

加强诱导是在初诱导的基础上进行的,在初诱导过程中,kt量尚没有达到峰值,6ba的介入能够在最大程度上调动细胞分裂素相关蛋白的表达,产生高效力芽分化效应。在个同时,需要去掉naa物质,因为初诱导的naa 能够在液泡富集下来,已经足够满足加强诱导的需要了,如果给过多的naa会造成细胞向根分化方向进行,而减弱细胞分裂素效应。

4.诱变:在“已经存在”的生理现象将要产生的时候,可以逐步给诱变剂了,这个时候licl的渗入是缓慢的,尤其是到达细胞核内。这个时候大量的细胞分裂素转化/激动蛋白正在高水平表达,相关的rna正在匆忙的转录,li离子就悄悄的阻断了占优势的rna聚合酶复合体,导致正在高水平转录的rna 无法继续合成,此时细胞质中的相关蛋白合成受阻,随后产生某些细胞信号,反馈给dna,dna随后启动顺式作用元件,启动基因增强子或者产生多拷贝基因同时转录,这种竞争将超过li的拮抗作用,继续表达细胞分裂素相关蛋白。在这个时候我们去掉li离子,那么原有的分裂素基因又被激活,再加上被诱导出来的新的分裂素基因,这样原有的内源分裂素水平就大大提高了。

5.加强诱变:在诱变的最后阶段,会通过负反馈产生大量的细胞分裂素抑制因子,这个时候如果不维持较高的细胞分裂素水平,将会使得已经变化的细胞发生回复现象。随意我们仍然要给足外源细胞分裂素,从而使细胞产生高水平细胞分裂素耐受现象,进而稳定了已经产生的变异。这个时候,由于内源细胞分裂素大量表达,很接近临界点了,所以我们在给加强诱变的激素是必须时刻关注植物的反应情况,一旦发现抑制现象的产生,马上停止激素供给。

6.稳定:由于整个诱变过程是在相当高的细胞分裂素水平进行了,根据“激素杠杆”原理,此时大量的生长素基因被封闭了,植物严重缺乏内源生长素,根系发育不良。这个时候我们就要外源给一定量的生长素,一来可以补充植株体内的生长素缺乏,促进根系的形成,加强植株的营养供给;二来可以正相协调已经产生的大量内源细胞分裂素的作用,稳定细胞分裂素相关蛋白的表达,产生较为稳定的遗传。如果细胞分裂素能够正常发挥作用,组织细胞并未受到破坏,在补充了生长素物质后,植物会回复到高内源细胞分裂素水平的生长阶段,产生了“超级子吹”现象。

7.遗传检测:通过聚丙烯酰胺凝胶电泳dna片断,进行差异显示,溴化乙啶染色。可以对比出来诱变前后同一植株dna片断的差异,说明这种诱变是作用于dna的,可以遗传的。但由于dna的不稳定性和众多反馈机制的存在,这种诱变性状能够稳定多久尚不可测。能够稳定遗传的植株,根据实验和理论推测,应该小于10%。

这就是超级子吹:有刺座必有子球:)
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                                               ——以上摘自本站论坛

 

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