亚洲棉、比克氏棉与陆地棉种间杂种后代的胚胎学观察

以三元杂种〔(亚洲棉×比克氏棉 )×陆地棉〕和〔陆地棉× (亚洲棉×比克氏棉 )〕为母本 ,以陆地棉为轮回亲本进行回交 ,陆地棉花粉在三元杂种柱头上能顺利萌发 ,花粉管在花柱组织中生长并进入了胚珠到达胚囊 ,只是比陆地棉自交生长缓慢 ,受精百分率低 ,精核能进入卵核 ,但胚乳游离核分裂不正常 ,导致胚及胚乳解体 ,最后发生败育     

同源四倍体矮脚黄白菜与甘蓝型油菜杂交的胚胎学研究

将甘蓝型油菜的花粉授在同源四倍体小白菜的柱头上时，少数柱头乳突细胞出现胼胝质沉积，杂交的受精过程及胚和胚乳的早期发育基本正常。但与四倍体白菜自交相比，进入花柱的花粉管较少，胚和胚乳的发育进程较缓慢。由于杂种胚发育缓慢，在胚乳细胞发生退化时，多数杂种胚处于晚球形、心形或鱼雷形阶段。随着胚乳细胞的消失，杂种胚停止发育并最终解体。授粉后３０ｄ，杂种胚珠大多解体，仅有少数胚珠能发育为成熟可育的种子。因此，在同源四倍体小白菜留种时，必须与甘蓝型油菜进行一定程度的隔离。     

普通小麦×硬粒小麦种间杂交的胚胎学观察

 对普通小麦与硬粒小麦杂交时的受精情况及杂种胚和胚乳的发育情况进行了观察。获得主要结果如下：⒈普通小麦与硬粒小麦种间具有较好的可交配性。在较多子房中发生了正常的双受精作用。杂种胚和胚乳的发育，前期与亲本接近，后期进程有所减缓，但胚胎分化是完善的。同时，在部分子房中观察到受精迟缓，仅发生单受精作用或受精失败等异常情况。⒉普通小麦与硬粒小麦杂交时，少见胚和胚乳发育中途退化解体的情况。此外，杂种胚囊中助细胞和反足细胞的退化情况，与普通小麦自交时情况相似。     

大麦与簇毛麦杂交有性过程的研究

簇毛麦花粉粒在大麦柱头上的萌发,花粉管在花柱中的生长以及双受精过程均基本正常,但受精过程的时间以及胚和胚乳初期发育的过程,均较自交的缓慢。授粉后36～48小时,杂交合子进行第一次有丝分裂,形成两个细胞的原胚。授粉后8天,多数杂交原胚的细胞开始解体。授粉后5～6小时,杂交的初生胚乳核进行第一次有丝分裂。授粉后6天,胚乳游离核开始解体,比原胚败育早。因此在授粉后6～7天将尚未败育的杂交原胚进行离体培养也许是较为合适的时期。     

棉属（Gossypium）野生种与栽培种杂交胚珠培养研究

以陆地棉（G.hirsutum）做母本,分别与瑟伯氏棉（G.thurberi）和克劳茨基棉（G. Klotzschianum）杂交,以陆地棉自交为对照,取杂交和自交授粉后二天的胚珠培养。研究结果表明,胚珠和纤维的生长在遗传型之间没有明显差异,而在培养基之间差异明显。遗传型和培养基类型对成胚率都有明显影响。适当提高培养基中铵态氮与硝态氮之比,能提高成胚率。通过杂种胚珠培养,获得一定频率的正常杂种胚,并培养成杂种植株。为克服种间杂交不亲和性提供了成功的试验技术,同时探讨了种间杂交不亲和性的生理生化机理。     

甘蓝型油菜与芥菜型油菜正反杂交的胚胎学研究

对甘蓝型油菜与芥菜型油菜正反杂交的胚胎学观察表明,甘蓝型油菜作母本时,授粉后柱头乳突细胞内有明显的胼胝质沉积,异种花粉管常常不能进入乳突细胞;杂种胚和胚乳发育迟缓,胚至心形期后便不能继续正常发育,胚乳停滞在游离核阶段并最终败育。反交时花粉管生长正常,但受精和胚的发育都落后于芥菜型油菜自交。除有少数畸形胚出现外,芥菜型油菜×甘蓝型油菜的杂种胚一般均能发育至成熟。     

无核葡萄与中国野生葡萄杂种胚发育和败育的细胞学研究

测定了无核葡萄品种及其杂种胚珠和浆果不同发育时期的重量和纵横径,并对其进行了细胞学观察。结果表明:(1)不同葡萄品种及杂种组合的胚发育、败育时期不同。(2)无核葡萄及其杂种的胚珠重量和纵横径增加到一定阶段时停止,而浆果在胚珠停止发育时仍继续发育。(3)细胞学观察发现,无核葡萄、有核葡萄及其杂种胚的发育都经历合子胚→多细胞时期→小球形胚→大球形胚→心形胚→鱼雷胚→成熟胚的各个时期。(4)胚败育的主要原因是合子胚发育不良,珠心、珠被细胞提早解体退化;胚乳不分裂或只进行1～2次分裂;授粉、受精不良。因此,在胚珠发育停止前,重量和纵横径最大且胚发育为心形胚时,对无核葡萄及其杂种进行胚挽救易获成功。     

亚洲棉与索马里棉种间杂种F_1胚胎发育和植株形态研究

以亚洲棉(Gossypium arboreum)7个品种和索马里棉(G.somalense)为材料进行种间杂交,并以亚洲棉品种平湖大种×索马里棉为代表,研究了种间杂种的胚胎发育。结果表明:亚洲棉母本的不同品种和杂交时期的气温条件,对种间杂交的结铃率、结籽数和正常胚数均有很大影响。种间杂种的胚乳发育较迟缓,其主要的障碍表现在胚胎分化的异常。亚洲棉×索马里棉杂种F_1苗期生长停滞,不能成株。以亚洲棉或陆地棉(G.hirsutum)为砧木进行多次嫁接,能有效地促进杂种的正常生长,并已现蕾开花。试验还对亚洲棉×索马里棉杂种F_1进行了形态观察。     

亚洲栽培稻与短花药野生稻种间杂交障碍观察

亚洲栽培稻 Oryza sativa 与短花药野生稻 O. brachyantha 分别属于稻属的AA和FF染色体组, 其种间杂交障碍影响了短花药野生稻有利基因向栽培稻的转移利用. 本研究利用激光扫描共聚焦显微术对栽培稻与短花药野生稻杂交后杂种胚胎和胚乳发育以及杂种胚囊发育过程进行了观察.结果表明,杂交小穗双受精率高达82.93%,但是杂种胚胎发育到球形胚期停滞并开始解体,游离胚乳核未能正常细胞化而出现解体,导致杂种胚胎在发育中途夭亡,不能形成正常成熟的杂种种子.杂种胚囊发育过程中,大孢子母细胞可进行减数分裂,但形成四分体异常,导致功能大孢子异常,胚囊发育到单核或二核即出现退化现象,最终无法形成正常成熟的胚囊,表现高度的雌性不育.     

甘蓝型油菜与芥菜型油菜杂种胚胎的研究

对甘蓝型油菜和芥菜型油菜的杂种胚胎的观察表明,杂种胚胎仅能发育至心形或早鱼雷形胚期;杂种胚乳不能形成细胞就败育。用组织培养的方法来为杂种胚胎继续发育提供营养条件,以提高杂种胚的成活率。本研究目的在于为组织培养提供确切的取材时间。研究表明:在以Oro为母本,八农3186为父本的组合中,杂种胚胎的组织培养取材最佳期为授粉后12d前后。     

鲁棉6号体细胞胚胎发生过程及植株再生

以黄河流域棉花品种鲁棉6号为试验材料,以易再生的棉花品系YZ1为对照,通过不同质量浓度的激素组合成功诱导鲁棉6号产生体细胞胚并发育成苗。结果表明:所用的12种激素组合均能有效诱导出愈伤组织,其中以1.0 mg/L IBA或0.1 mg/L 2,4-D和0.2 mg/L KT组合的诱导效果最佳;愈伤组织继代时培养基中生长素质量浓度减半,KNO3质量浓度加倍;挑选黄绿色或灰绿色、质地疏松的颗粒状愈伤继代于0.01 mg/L 2,4-D和0.1 mg/L KT或0.1 mg/L IBA且KNO3用量加倍的培养基中,可在1~2个月内产生胚性愈伤组织,胚性愈伤组织再转到分化培养基上可产生体细胞胚;体细胞胚在1/2 MS培养基中进一步发育成再生小苗。利用该组织培养再生系统,鲁棉6号和YZ1都能在6~8个月内成功获得再生植株。组织学观察表明,IBA处理下鲁棉6号胚性愈伤组织细胞主要来源于棉花下胚轴初生形成层的细胞。     

棉花海陆杂交种(F1)主要纤维品质性状杂种优势研究

采用双因素交叉式遗传交配设计,研究棉花海陆杂交F1代纤维品质性状中亲优势、超亲优势、竞争优势。结果表明:海陆杂交F1代纤维2.5%跨长达33.8~38.4 mm、比强度达33.9~41.9 CN/tex,有极强的中亲优势、超亲优势和竞争优势;马克隆值比双亲均值稍低。     

棉花海陆种间杂交品质性状杂种优势及配合力分析

选用5个陆地棉品种(系)与5个海岛棉品种,采用不完全双列杂交设计(NCⅡ设计)配制25个杂交组合,对亲本及F1代5个主要品质性状进行杂种优势、配合力分析.结果表明,海陆杂交F1代品质性状杂种优势非常明显,尤以绒长、比强度的杂种优势最大,纤维2.5%跨长范围在33.8～38.4mm,竞争优势幅度为12.5%～25.1%,比强度33.9～41.9 g·tex-1,竞争优势幅度在15.9%～43.3%.绒长、比强度陆地棉亲本间、海岛棉亲本间一般配合力都达到显著、极显著水平.其中L1、L2两个早熟品种(系)比强度的一般配合力比较高,而L3、L4、L5 3个中熟品种(系)绒长一般配合力比较高;海岛棉H3、H5比强度、绒长一般配合力都比较高.     

不同红蓝配比的光质对棉花体细胞胚胎发生 和植株再生的影响

【目的】设置不同的光质组合,明确不同光质对棉花体细胞胚胎发生的影响,为提高棉花体细胞胚胎发生能力和加快棉花转基因过程提供依据。【方法】分别设置不同红蓝配比的光质组合B﹕R（蓝﹕红）=1﹕1、B﹕R（蓝﹕红）=3﹕1、B﹕R（蓝﹕红）=1﹕3和DL（日光灯）,将CCRI12（中棉所12）棉花下胚轴切段依次在愈伤诱导培养基上（callus induction medium,CIM）、胚性愈伤组织诱导培养基上（embryogenic callus differentiation medium,ECDM）、体细胞胚诱导培养基上（embryoid induction medium,EIM）和再生植株诱导培养基（regenerated-plantlet induced medium,RIM）上培养。统计在4种不同光质配比下,体细胞胚胎发生各个阶段对应的指标,包括愈伤增殖率（callus proliferation rate,CPR）、愈伤增殖量、胚性愈伤分化率、体细胞胚数量、生根率、下胚轴数量、再生棉花植株数量、叶绿素浓度等。【结果】与B﹕R=1﹕3和DL光质组合相比,B﹕R=1﹕1和B﹕R=3﹕1的光质组合均显著促进了愈伤的增殖率,但抑制体细胞胚长出下胚轴;与B﹕R=1﹕1和B﹕R=3﹕1相比,B﹕R=1﹕3和DL光质组合均促进胚性愈伤分化和诱导体细胞胚的产生,在诱导下胚轴生根方面,B﹕R=1﹕1组合生根率明显高于其他3种处理;B﹕R=1﹕3和B﹕R=1﹕1处理后下胚轴成苗数、植株高度和叶绿素浓度明显高于B﹕R=3﹕1和DL光质组合,B﹕R=1﹕3的促进效果最明显。【结论】 明确了不同光质组合在体细胞胚胎发生各个阶段的调控作用,在体细胞胚胎发生各个阶段可以选择性地应用最优的光质组合。其中红蓝配比为B﹕R=1﹕3的光质组合在整体上能促进棉花体细胞胚胎的发生。     

芙蓉葵的黄萎病抗性鉴定

为挖掘抗棉花黄萎病菌新种质,进而为棉花抗黄萎病育种提供有益基因资源。以芙蓉葵(Hibiscus moscheutos L.)、‘中棉所8号’和Pima90-53为材料,采用蛭石育苗和无菌育苗2种方法,对其黄萎病抗性进行了鉴定。结果表明,采用蛭石育苗,芙蓉葵表现出高抗黄萎病,病情指数为7.69,其抗性优于抗病的海岛棉品种Pima90-53。陆地棉品种‘中棉所8号’表现出感病性状。采用无菌育苗,芙蓉葵黄萎病抗性优于海岛棉品种Pima90-53。2种抗性鉴定方法中,均不能从接菌培养的芙蓉葵分离出黄萎病菌。说明芙蓉葵具有高抗棉花黄萎病的特性。     

利用基因芯片分析比较Giza75和SG747纤维发育差异表达基因

【目的】 利用适应性广、产量高的陆地棉和纤维品质优异的海岛棉进行高通量基因芯片比较分析,筛选和鉴定棉纤维发育相关的关键基因。【方法】 以SG747(Gossypium hirsutum L.)和Giza75(Gossypium barbadense L.)为材料,利用Affymetrix公司的棉花寡聚核苷酸基因芯片对其开花后10 d(10 days after anthesis, 10 DPA)的棉纤维进行表达谱分析。【结果】 材料Giza75和SG747共筛选到3 905个差异表达基因,其中功能预测基因占比17.80%,翻译、核糖体结构相关基因占比16.82%,翻译后修饰占比14.32%。Gra.2198.1.A1_at正向调控棉纤维发育过程,Gra.85.1.S1_at、Ghi.249.1.A1_at和Ghi.8448.1.S1_x_at负向调控棉纤维发育过程,可能参与了棉纤维发育过程。【结论】 利用陆地棉和海岛棉基因芯片并结合qRT-PCR筛选和鉴定到4个纤维发育相关的关键候选基因。     

海陆回交群体主要农艺性状与纤维品质关系的探讨

为了通过农艺性状来预测棉花纤维品质，以新疆陆地棉系9和海岛棉新海16号及其回交自交后代BC₄F_2:4群体为研究材料，对165份材料的农艺性状和纤维品质性状进行鉴定，利用相关分析、主成分分析、回归分析和通径分析等方法，探讨群体主要农艺性状与纤维品质的关系。结果表明,海陆回交群体的表型非常丰富，12个性状的变异系数为0.11%～48.14%，其中，铃数的变异系数最大。相关分析表明，株高、有效果枝数、铃数和有效铃数与纤维长度和衣分呈显著正相关，与马克隆值呈显著负相关；始节高与纤维强度呈显著正相关；株高和有效果枝数与纤维整齐度呈显著正相关。主成分分析提取了4个主成分，累计贡献率达75.252%。其中，PC1为成铃数相关因子，PC2为纤维品质选择因子，PC3为低品质控制因子（株高和纤维品质），PC4为衣分与马克隆值选择的综合因子。逐步回归方程表明，始节数和有效果枝数对纤维品质的影响较小。通径分析表明,果枝数对纤维长度产生负向直接效应；铃数对纤维长度产生正向直接效应；铃数和始节高对棉花纤维强度产生正向直接效应；有效铃数对马克隆值产生负向直接效应，而衣分对其产生正向直接效应；纤维整齐度只受株高的正向直接效应；株高、铃数和有效铃数对纤维品质的间接影响占主导地位。因此，可通过对农艺性状的选择实现对纤维品质的间接选择，为新疆及周边地区高产优质棉花新品种的选育提供理论参考。     

施磷对棉花磷素积累、分配、利用及产量的影响

【目的】 研究不同磷肥用量对海岛棉和陆地棉2个栽培种各主要生育阶段磷养分吸收、积累和分配规律,分析棉花对磷素营养的利用特性和磷肥效应。【方法】 通过田间小区试验,在氮钾用量相同情况下,设置4个不同磷肥用量处理。【结果】 2个棉花栽培种全生育过程的磷积累趋势相似,磷积累量随增施磷肥用量而增加,吐絮成熟期,生殖器官的磷积累量远大于营养器官。从各生育期磷的积累量看,陆地棉对磷的吸收量要明显大于海岛棉。施磷对棉花增产,主要是增加了棉花单株铃数。海岛棉和陆地棉P₂处理分别比P₀处理增产11.16%和16%。由磷肥效应方程:海岛棉推荐施P₂O₅量为118.6 kg/hm²,陆地棉推荐施P₂O₅量为80 kg/hm²。海岛棉100 kg皮棉需要吸收P₂O₅平均为3.7 kg,陆地棉100 kg皮棉需要吸收P₂O₅平均为4.21 kg。【结论】 施磷可以增加棉花对磷的吸收和积累,合理施用磷肥可以显著增加棉花产量。陆地棉磷的农学利用率、表观利用率和偏生产力都高于海岛棉,陆地棉较海岛棉对磷肥的吸收能力更强。