秋水仙碱处理诱导银灰杨2n花粉与杂种三倍体创制

目的为创制银灰杨杂种三倍体新种质，研究完善银灰杨三倍体育种技术体系，筛选生长迅速、抗逆性强的银灰杨新品种。方法本研究以银灰杨、河北杨以及银腺杨为试验材料，在优化秋水仙碱诱导银灰杨花粉染色体加倍技术条件的基础上，开展了秋水仙碱注射处理对2n花粉粒表面结构的影响以及杂交创制杂种三倍体的研究。结果减数分裂时期、注射次数、减数分裂时期与注射次数的交互效应均对2n花粉诱导率具有极显著影响。利用0.5%的秋水仙碱溶液对发育至粗线期的花粉母细胞进行11次注射处理是秋水仙碱诱导银灰杨花粉染色体加倍的最佳处理组合，2n花粉平均诱导率最高可达（30.27 ± 8.69）%。与天然2n花粉粒相比，秋水仙碱诱导型2n花粉粒表面结构出现了明显的裂沟，说明秋水仙碱注射处理对2n花粉花粉壁形成具有一定的影响。选取含有一定2n花粉比例的花粉，分别与河北杨、银腺杨雌配子进行授粉杂交，共收获杂种苗木4 955株，检测出三倍体5株，其中，2株三倍体来源于河北杨 × 银灰杨的杂交组合；另3株三倍体来源于银腺杨 × 银灰杨的杂交组合。结论秋水仙碱能高效诱导银灰杨花粉染色体加倍并获得2n花粉，但是注射会影响2n花粉花粉壁的形成，使得2n花粉粒表面结构产生裂沟。秋水仙碱诱导的2n花粉可以用于授粉杂交，成功获得杂种多倍体植株。      

诱导大孢子染色体加倍选育白杨杂种三倍体

该文以银腺杨、毛白杨等白杨为材料, 对大孢子染色体加倍选育白杨杂种三倍体技术进行了研究．结果表明: 银腺杨大、小孢子母细胞减数分裂存在着时序性相关．以花粉发育进程为参照,可以相对准确地确定大孢子染色体加倍诱导2n雌配子的有效处理时期．花粉发育到单核中期,即大孢子母细胞减数分裂进入细线末期,是银腺杨大孢子染色体加倍的最佳处理时期,此时施加秋水仙碱处理,三倍体得率最高达167%．银腺杨×毛白杨杂种三倍体在苗期表现出了巨大、速生的特性.      

三倍体毛白杨配子育性及其子代形态变异研究

以二倍体毛新杨、银腺杨为参照亲本 ,对三倍体毛白杨配子育性及其子代变异进行了研究 .结果表明 :①三倍体毛白杨B312花粉量较大 ,平均每花序高达 5 3mg.采用二倍体为参照母本研究三倍体花粉配子育性有估测过高的倾向 .②通过二倍体为参照父本可以相对较为准确地检测三倍体的雌配子育性 ,其中三倍体毛白杨雌株B30 3 ,B30 4,B30 5的配子育性介于 0 .0 5 %～ 0 .5 %之间 .③三倍体毛白杨与毛新杨等的杂交子代中存在三片子叶、四片子叶等子叶形态变异现象 ,总变异率达 2 6 .47% .④利用三倍体毛白杨与二倍体毛新杨、银腺杨杂交 ,共成苗 170株 ,其中包括 14.7%的畸形苗 .三倍体杂交子代的子叶变异以及畸形苗的出现与其细胞染色体不平衡有关 ,这些三倍体杂交子代对于相关的遗传学研究和育种实践具有一定的价值 .     

高温诱导胚囊染色体加倍获得毛白杨杂种三倍体

鉴于多倍体育种在杨树良种选育方面的优势,针对配子败育严重的毛白杨作母本杂交困难等问题,根据多年实地观察,选择结实率较高的毛白杨无性系3119、3532、8212为母本,银腺杨雄株YX1为父本,尽可能在雌蕊发育接近可授期时进行雌花枝水培,防止因营养不足而导致杂种胚败育的影响,在此基础上,选用39和42 ℃高温分别对授粉后4、16、28和52 h的雌花序持续处理2和4 h,并设置未施加高温处理的对照组合,同时同步固定与处理花序状态相同的毛白杨无性系3119的雌花序,组织切片观察统计胚囊发育过程各时期所占比例,以确定毛白杨胚囊染色体加倍与胚囊发育的相关关系。结果表明:3个杂交组合的各处理共获得458株毛白杨杂种三倍体,其中毛白杨3119×银腺杨组合共获得211株杂种三倍体,平均三倍体得率为57.97%;毛白杨3532×银腺杨组合共获得230株杂种三倍体,平均三倍体得率为65.71%;毛白杨8212×银腺杨组合共获得17株杂种三倍体,平均三倍体得率为70.83%,对照组合未获得杂种三倍体。从染色体加倍有效处理时期看,毛白杨3119雌花序在授粉后4~64 h均处于胚囊发育的3次有丝分裂内,不同花序间以及同一花序不同胚珠间表现出一定程度的不同步性,证明高温加倍获得的毛白杨×银腺杨杂种三倍体来源于胚囊染色体加倍;而从染色体加倍的处理温度和持续处理时间看,39、42 ℃的处理温度和2、4 h的处理持续时间均适宜于毛白杨胚囊染色体加倍,不同处理温度和不同持续处理时间之间并无太大差异。对杂种后代生长性状观察结果表明,各杂交组合的三倍体株高和地径平均值普遍高于二倍体。有关研究结果表明,高温诱导胚囊染色体加倍是一种高效获得杨树杂种三倍体的方法,对于毛白杨遗传改良具有重要价值。      

高温诱导白杨2n花粉有效处理时期的研究

以毛新杨 (Populustomentosa×P .bolleena)为材料 ,研究了高温诱导花粉染色体加倍与减数分裂始处理时期的相关关系 .试验结果表明 :高温诱导 2n花粉的有效处理时期 (也是相对非敏感时期 )位于终变期到中期Ⅰ之间 ,最高可获得 87 6 %的 2n花粉 ,但花粉量较少 ,同时还发现有连体花粉和疑为四倍性的超大花粉粒存在 .推断 2n花粉的产生除了高温可直接作用于纺锤体等造成染色体不减数外 ,还作用于细胞板的相关功能性机构 ,从而抑制新生细胞壁的形成 ,同样产生花粉染色体加倍效果     

杨树三倍体育种的研究现状

杨树三倍体培育主要有4种方法:选育天然三倍体;筛选天然未减数的2n花粉人工授粉;四倍体与二倍体杂交;化学物理诱导.选育天然三倍体是比较简单的方法,但可供选择的数量有限.用天然2n花粉杂交获得三倍体,具有偶然性、多变性的特点,且因2n花粉比率较低,利用比较被动,但天然2n花粉活力强,三倍体得率高.四倍体与二倍体杂交获得三倍体的方法具有较强的主动性,但要先得到四倍体,增加了育种难度及年限,在没有可供利用的四倍体的情况下,只能作为一种倍性育种的辅助途径.化学物理诱导获得三倍体具有机动灵活的特点,是一种获得三倍体     

秋水仙碱诱导白杨三倍体新途径的发现

以银腺杨等为母本 ,毛白杨为父本 ,授粉后一定时间采用秋水仙碱溶液处理花序 ,共获得 40 2粒种子 ,成苗10 7株 ,从中检出 2 1株银腺杨×毛白杨三倍体 .证明授粉后 2 4～ 3 6h是施加秋水仙碱诱导白杨三倍体的有效时期 ,三倍体得率最高达 57 1% .通过这一途径获得的白杨三倍体同样具有十分明显的生长优势 ,2年生实生苗的平均苗高、地径超出全部后代群体总平均值的 2 9%和 65% ,其中以BY3 2 0等表现最佳 ,分别超出群体平均数的 55%和119% .该研究为高效诱导白杨三倍体找到了一条新的途径     

白杨派内杂交难易程度及杂交方式的研究

本文通过毛白杨(Populus tomentosa carr.)、银白杨(P.alba L.)、毛新杨(P.tomentosa×P.bolleans)、银灰杨(P.×canescens smith)、银腺杨(P.alba×P.glandulosa)等白杨派内树种、杂种间的杂交试验,对白杨派的杂交难易程度、杂交方式进行了研究。研究结果表明:杂种在杂交可配性方面有着突出的优势,其子代表现亦非常好。以杂种作亲本进行再度杂交是一条容易而且有效的杂交手段。杂交方式的优劣顺序为:双交>回交>三交>单交。正交与反交间的比较表明:杨树的正交与反交不能等同于雌雄同株植物的正、反交。正交与反交应被视为两个不同的杂交组合。     

毛白杨遗传作图最适分离群体的选择

该研究以毛白杨及其杂种毛新杨和银白杨与腺杨的杂种银腺杨为材料 ,利用控制授粉杂交和种子组织培养技术相结合制备了 3个规模较大的遗传作图群体 .在此基础上 ,采用扩增性片段长度多态性 (AmplifiedFragmentLengthPolymorphisms,AFLPs)标记技术对这些作图群体的亲本进行了多态性检测 ,结果表明 :8对EcoRⅠ MseⅠ引物组合在毛新杨无性系TB0 1×毛白杨无性系LM5 0作图群体亲本间的多态性水平最高 ,平均可检测到 2 0个多态性位点 .结合对子代在田间表型性状分离情况 ,选取了该分离群体作为构建毛白杨遗传连锁图的作图群体 .并利用AFLP技术对随机抽取的 12 0株子代个体进行了基因型检测 ,10对AFLP引物组合在作图亲本间共检测到 197个多态性位点 ,其中有 15 8个位点在P <0 0 1水平上符合 1∶1孟德尔期望分离比 ,占多态性位点总数的 80 2 % ,选取该群体作为构建毛白杨遗传连锁图的作图群体是合适的     

白杨叶绿体和线粒体DNA的多态性及遗传性分析

利用PCR-RFLP技术对白杨派毛白杨、毛新杨和银腺杨及其F1代的叶绿体和线粒体遗传进行了分析.以总DNA为模板,扩增了叶绿体trnD-trnT、rps12/7-nadB、trnT-trnF、trnL-trnF3′和trnL-trnF5′基因片段,线粒体coxⅢ、ND5/6、orf25、atp6、nad4/1-2和ND2-COⅢ基因片段,比较了这些扩增片段5种限制性内切酶的酶切片段多态性.结果表明:毛新杨×毛白杨、毛新杨×银腺杨F1代的叶绿体DNA为母性遗传;4种杂交组合线粒体基因片段的PCR扩增与酶切图谱完全一致,未发现多态性,表明白杨线粒体基因高度保守.      

青黑杨杂种三倍体花粉母细胞减数分裂染色体行为及其花粉变异研究

目的本研究通过分析青黑杨杂种三倍体的花粉母细胞减数分裂特征和配子变异规律,为进一步利用三倍体种质作为中介材料进行杨树染色体工程育种奠定基础。方法本研究以雌配子染色体加倍来源的‘哲引3号杨’ × ‘北京杨’杂种三倍体WT-21及杂种二倍体WD-2雄株为材料,基于醋酸洋红染色压片观察,比较分析了两者花粉母细胞减数分裂染色体行为及花粉形态变异。结果（1）无论是三倍体杂种WT-21还是二倍体杂种WD-2,其花粉母细胞减数分裂染色体行为均非常丰富,存在高频率的染色体提前分离、落后染色体、微核等异常现象,反映了亲本基因组间较强的异质性。（2）WT-21和WD-2花粉母细胞减数第二次分裂过程均存在平行纺锤体、融合纺锤体、三极纺锤体等异常定向,而且在WT-21中还发生胞质提前分裂,共同导致减数分裂产物中二分体、三分体等的产生。（3）三倍体WT-21的花粉空瘪率达44.55%,高于二倍体WD-2;WT-21饱满花粉的直径显著大于WD-2,从花粉直径分布可推测出WT-21能产生少量未减数花粉;WT-21的花粉生活力为（1.08 ± 0.44）%,显著低于二倍体WD-2（28.67% ± 2.04%）。结论由于倍性效应和杂合性的双重影响,青黑杨杂种三倍体的花粉母细胞减数分裂存在复杂的染色体行为,并对配子发育造成影响;利用三倍体的花粉进行授粉,可能获得非整倍体和四倍体后代,为杨树染色体操作奠定基础。      

极端温度处理白杨雌花芽培育三倍体植株的研究

采用极端温度的物理方法处理毛新杨、银腺杨、银毛杨雌花芽 ,均可获得三倍体 .结果表明 :①雌花枝水培 1～ 5d期间是处理雌花芽的有效时期 ;②高温处理雌花芽检测出 10株三倍体 ,处理温度以 40 ,44℃有效 ,分别获得8株、2株三倍体 ,其中 40℃高温处理效果最佳 ;③低温处理雌花芽检测出 3株三倍体 ,4,- 2℃低温处理均有效果 ,分别获得 1株、2株三倍体 ,- 2℃处理效果较好 ;④处理时间分别为 :40℃高温处理水培 1～ 5d的花枝 3 ,5 ,7h ,44℃高温处理水培 2～ 4d的花枝 3h ;4℃低温处理水培 3d的花枝 2 4h ,- 2℃低温处理水培 2d的花枝 48h均有效 ;⑤所获三倍体植株在苗期具有巨大性和速生优势     

不同授粉处理对百合花粉萌发生长及坐果率的影响

利用荧光显微镜观察了‘Snow Queen’×细叶百合和‘Snow Queen’בPollyanna’不同授粉处理对花粉管萌发和生长的影响。结果显示:两种组合中,常规授粉花粉萌发率最高,但坐果率较低;常规授粉、切割柱头授粉均未观察到花粉管延伸至花柱道中;切割花柱授粉,坐果率最高,而且用胚培养可以获得幼苗,表明受精前障碍同时存在于柱头和花柱上部组织内。两个组合,相同的授粉处理,均表现为切割并涂抹柱头粘液花粉萌发率和坐果率高于未涂抹粘液。‘Snow Queen’×细叶百合的花粉萌发率及坐果率相对高于‘Snow Queen’בPollyanna’。     

毛白杨异源三倍体形态和减数分裂观察

毛新杨×毛白杨［（Ｐｏｐｕｌｕｓｔｏｍｅｎｔｏｓａ×Ｐ．ｂｏｌｅａｎａ）×Ｐ．ｔｏｍｅｎｔｏｓａ］异源三倍体无性系综合形态特征为偏毛白杨,部分近于新疆杨（如长枝叶）,只有长枝叶、雄花序等表现出了较明显的巨大性．其花粉母细胞减数分裂进程较毛白杨、毛新杨约快８～１２ｈ,且极不同步．三倍体染色体联会和分离的行为复杂,在中期Ⅰ除了出现三价体、二价体、单价体外,还可见到四价体和五价体;在后期Ⅰ、后期Ⅱ亦可见到较高频率的落后染色体,遗传上属于部分异源三倍体．这些毛白杨异源三倍体表现高度不育,但存在着无性系差异．花粉部分可育三倍体（Ｂ３０２）的存在,为相关的遗传分析及倍性育种实践提供了极其有用的材料     

白杨细胞质遗传的细胞学机理(Ⅱ)——质体和线粒体在生殖细胞和营养细胞中的分布与变化

应用电子显微技术,观察白杨派树种毛白杨、毛新杨、银腺杨、中国山扬花粉发育中质体和线粒体在生殖细胞、营养细胞中的分布与变化.结果表明:在小孢子第1次有丝分裂时质体由于极性分布,导致早期生殖细胞的细胞质内缺少质体,为白杨派树种质体母系遗传提供了确切的细胞学证据;线粒体在花粉发育过程中一直存在.同时,细胞学观察发现银腺杨少数...     

柑橘属2n花粉自然发生与沙田柚2n花粉诱导研究

果树2n配子育种较其他植物起步晚,尤其是利用2n花粉进行育种的研究在柑橘上还无先例.试验中初步观察了柑橘属部分品种的2n花粉自然发生情况,证实了柑橘属内未减数花粉的存在.同时通过秋水仙碱不同浓度与作用时间处理促进了柑橘2n花粉的发生,将长寿沙田柚2n花粉发生比例由当年的自然发生率0.87%提高到9.76%.初步观察了2n花粉离体萌发状况,其萌发率与花粉管伸长速度较为正常,但萌发启动比单倍性花粉慢.     

高温诱导大孢子染色体加倍选育毛白杨杂种三倍体

目的鉴于杨树三倍体具有突出的营养生长优势,针对毛白杨良种选育中母本效应难以充分利用问题,选择毛白杨育性好的雌株诱导大孢子染色体加倍选育白杨杂种三倍体,为毛白杨三倍体育种提供技术支撑。方法本研究以毛白杨无性系MC1和MC2为母本,银腺杨YX1为父本。根据白杨大小孢子发生发育存在相关性的原理,以雄株小孢子发育进程为即时判别大孢子发生进程的参照,当小孢子发育至单核早期、单核靠边期和双核期时,分别施加38、40和42 ℃高温持续处理雌花序4 h。结果两个杂交组合的处理组共得到189株毛白杨杂种三倍体,其中MC1×YX1组合中共获得70株杂种三倍体,平均诱导率为56.45%;MC2×YX1组合中共获得119株杂种三倍体,平均诱导率为47.04%,对照组未获得杂种三倍体。当小孢子发育至单核靠边期,对应大孢子母细胞减数分裂至粗线期至中期Ⅰ,此时施加38和40 ℃高温处理4 h是毛白杨大孢子染色体加倍的最佳处理时期。两个杂交组合的杂种三倍体在平均苗高和地径生长方面均优于二倍体,但组合间存在一定差异,表明三倍体育种同样需要重视亲本选配。结论研究进一步证明高温诱导大孢子染色体加倍是一种高效获得毛白杨杂种三倍体的技术途径,相关技术进步对于推进毛白杨良种选育进程具有重要的意义。      

白杨大孢子母细胞减数分裂进程及其即时判别

以毛新杨、银腺杨为材料,对白杨大、小孢子母细胞减数分裂进程及其相互关系进行研究.结果表明:不同白杨的大孢子母细胞减数分裂进程存在差异性,其中,毛新杨大孢子母细胞减数分裂相对启动较早,水培84 h已进入减数分裂细线期,但减数分裂时间历时较长;而银腺杨雌花芽水培140 h才进入减数分裂细线期,其减数分裂进程相对较快;毛新杨、银腺杨大孢子母细胞减数分裂进入粗线期均需6～7 d时间.毛新杨、银腺杨大、小孢子母细胞减数分裂进程存在时序性相关,当小孢子母细胞减数分裂至四分体,大孢子母细胞才进入减数分裂细线期;而当大孢子母细胞减数分裂到达粗线期时,小孢子多数已发育至单核靠边期.根据雌雄配子发生、发育的时序性对应关系,通过相同培养条件下小孢子发育进程的观察,可以对白杨大孢子母细胞减数分裂进程进行即时判别.      

毛新杨×银灰杨杂种花粉母细胞减数分裂及花粉形态

利用醋酸洋红压片法观测毛新杨×银灰杨杂种雄株的减数分裂进程及花粉形态,为其基因资源的有效利用奠定基础。结果表明:室温20~25℃条件下,整个花期为7 d,减数分裂所需时间为39 h;在花粉母细胞减数分裂过程中,出现了融合纺锤体、平行纺锤体、垂直纺锤体、落后染色体、染色体桥等特异分裂相,且减数分裂产物中出现了单分体、二分体、三分体以及含微核的分体,说明毛新杨×银灰杨杂种在减数分裂过程中存在染色体不平衡现象;花粉粒的直径变化范围为15.07~54.61μm,平均直径为30.20μm,呈高斯分布,其中败育花粉率为9.47%,2n花粉率为1.41%。     

三倍体梨品种F1代染色体数目鉴定

对以 3个优良三倍体梨品种大水核、安梨、白皮洋和 2个二倍体品种为亲本的 5个杂交组合的 14 7株F1 代进行了染色体数目鉴定 ,发现 2株三倍体 ( 2n =3x =51) ,1株四倍体( 2n =4x =6 8) ,这 3株多倍体均为大水核×白皮洋的F1 代 ,表明三倍体梨品种间杂交也能获得多倍体 ,多倍体出现率为 9.38% ;而三倍体与二倍体品种相互杂交F1 代中没有发现多倍体 ,在三倍体为母本 ,二倍体为父本的F1 代中 ,非整倍体出现率为 6 0 % ;在二倍体为母本 ,三倍体为父本的F1 代中 ,非整倍体出现率为 6 .6 7% ,余者均为二倍体。