栽培棉种间二、三、四元杂种的研究 Ⅱ.杂种F_1减数分裂的染色体行为和花粉萌发率

以棉属(Gossypium)的四个栽培种的种间杂种F_1植株为材料,观察花粉母细胞减数分裂的染色体行为和测定花粉萌发率。结果表明:在中期Ⅰ,二元杂种(亚洲棉×草棉)F_1出现一个四体环;(陆地棉×海岛棉)F_1通常联会成26个二价体。三元杂种[(亚洲棉×草棉)F_1×陆地棉]F_1,[(亚洲棉×草棉)F_1双二倍体×陆地棉)F_1和四元杂种[(陆地棉×海岛棉)F_1×(亚洲棉×草棉)F_1双二倍体]F_1分别出现11.7个、8.8个和8.4个单价体以及1.2个,5.6个和5.7个三价体。在后期Ⅰ,两个二元杂种F_1的染色体分离较规则,而三元和四元杂种F_1极不规则。在四分体形成时期,两个二元杂种F_1的异常四分体频率为18.3～20.2％,三元和四元杂种F_1高达71.2～74.7％。各杂种F_1及其亲本花粉萌发率测定表明:(亚洲棉×草棉)F_1花粉的萌发率为54.3％,表现半不育;(陆地棉×海岛棉)F_1为85.7％,与其双亲基本一致;而三元和四元杂种F_1的花粉萌发率极低,仅为7.1～12.4％,表现高度的不育。     

栽培棉种间多棉种杂种的形态学和细胞遗传学研究

以四个栽培棉种为材料，通过种间杂交，产生了栽培棉种间二元、三元和四元杂种。对各材料叶片横切面结构研究表明，草棉与亚洲棉为等面叶，陆地棉与海岛棉为背腹叶，而各多元杂种均表现为等面叶，这一结果可用于多元杂种的早期鉴定。对各材料减数分裂的研究表明，二倍体的二元杂种（亚洲棉×草棉）Ｆ１联会成１１个二价体和１个四体环，四倍体的二元杂种主要联会成２６个二价体，而各多元杂种联会成大量的单价体和多价体。从而引起后期Ⅰ染色体分离混乱，并产生大量的异常四分体，造成多元余种的高度不育。     

4个栽培棉种间四元杂种的SSR分子标记鉴定

    将(亚洲棉×草棉)F1进行染色体加倍,再与(陆地棉×海岛棉)F1进行杂交,产生亚洲棉、草棉、陆地棉和海岛棉的四元杂种.四元杂种形态特征综合有亚洲棉、草棉、陆地棉和海岛棉的一些性状,总体植株形态似陆地棉.SSR分子标记分析结果表明,45对SSR引物中,具多态性的引物共30对,共检测到99条清晰的多态性带,平均每个SSR座位可检测到3.3个.四元杂种具有4个亲本的特征谱带,从分子水平上证明四元杂种具有4个亲本的遗传物质,其中亚洲棉特征带占20.8%,草棉特征带占22.2%,陆地棉特征带占15.3%,海岛棉特征带占13.9%,而四元杂种特有带占27.8%.四元杂种与4个亲本(亚洲棉、草棉、海岛棉和陆地棉)之间的遗传相似系数分别为0.500、0.444、0.389和0.444.研究结果表明SSR分子标记适用于棉花遗传亲缘关系和远缘杂种的鉴定,结果准确可靠;四种栽培棉种之间的亲缘关系相对较近,可以通过遗传重组产生综合有4个栽培棉种性状的棉花新种质.     

棉属异源四倍体杂种性状研究

采用人工合成亚比棉(A2G1)的双二倍体为母本,以[AD]复合染色体组的[陆地棉(AD)1×黄褐棉(AD)4]为父本.杂交后获得棉属A、D、G三染色体组的1个四元杂交种A2G1×[(AD)1×(AD)4],并对其F1植株形态特征、花粉粒生活力及色素腺体的分布进行观察研究,其F1植株具有两亲本的一些形态特征,如叶片、花器等;也有超亲本性状出现如腺体、叶片6裂等。但该四元杂种花粉高度不育,目前正在进行染色体加倍技术及回交,以便克服四元杂交种不育的困难。     

亚比棉×单节显性系Ⅱ杂种F_1的遗传分析

为了把来自澳洲的野生种比克氏棉(G.bickii)的优良性状导入栽培种,提高植棉的经济效益,山西农业大学棉花育种组将亚洲棉(C.arboreum)与比克氏棉杂交,得到双二倍体,然后用该双二倍体与栽培种陆地棉(C.hirsutum)的单显Ⅱ杂交,获得三种杂种。对杂种F1及其亲本进行了形态学和RAPD分析。形态学观察表明,(亚洲棉×比克氏棉)×单显Ⅱ杂种F1分别具有亚洲棉、比克氏棉和单显Ⅱ的形态特征,其中,趋向于比克氏棉的性状占22.22%,如叶片的色泽等;5.6%的性状趋向于亚洲棉,如花药颜色;16.7%的性状表现为超亲性状,如花瓣的颜色。RAPD结果表明,15个引物对参试材料共扩增出117条DNA带,其中,有85条多态性带,占72.6%;在杂种中均检测到了亲本带与杂种的特异带;利用SAS软件中的类平均法对试验材料进行聚类分析表明,所有的参试材料聚为2大类。形态学观察、RAPD分析结果一致,比克氏棉的性状已被导入到单显Ⅱ中,(亚洲棉×比克氏棉)×单显Ⅱ为真正的三种杂种。     

棉花三元杂种的细胞遗传学研究

棉属有丰富的种质资源,在野生棉种中有许多优异的农艺性状和丰富的基因资源,将野生澳洲棉和黄褐棉的优良性状导入陆地棉,以期改良栽培种陆地棉。采用栽培种陆地棉和野生澳洲棉杂交获得杂种F1,然后对其进行染色体加倍,加倍后的异源六倍体再与野生黄褐棉杂交,产生陆地棉、澳洲棉和黄褐棉的三元杂种,并对三元杂种F1花粉母细胞减数分裂行为进行观察。结果表明:三元杂种F1的减数分裂异常,主要表现在减数分裂后期染色体不能均等分离,在四分体形成时期,常出现一些多分体和微核。统计结果表明,末期Ⅱ形成的异常型孢子占绝大多数,而其正常的四分孢子数仅占8.4%,导致最后不能形成正常的花粉粒,这是三元杂种不育的主要原因。研究结果为三元杂种不育提供了细胞遗传学证据,也为棉花新种质的创制提供了中间材料。     

远缘杂交创造棉花优异种质的研究初报

远缘杂交主要是指棉属内四大栽培种[草棉(G.herbaceum L.)、陆地棉(G.hirsutum)、海岛棉(G.barbadense)、亚洲棉(G.arboreum))之间以及与野生棉(G.herbaceum)之间的杂交。生产上栽培的主要是陆地棉品种。现有的栽培棉品种亲缘关系过近,遗传基础贫乏,已难以从中选出突破性品种,特别是生产上急需的多抗性品种。利用远缘杂交将野生棉、海岛棉等棉种有益性状转育到陆地棉栽培品种中,使不同棉种的优异性状进行组合,是丰富棉花种质基础、选育突破性品种的有效途径。     

三个棉花种间杂种F_1的细胞学研究

本研究分析了亚洲棉(Gossypium arboreum L.,2n=26,A2)×司笃克氏棉(G.stocksii Mast.in Hook..2n=26,E_1)、陆地棉(G.hirsutum L.,2n=52,(AD)1)×异常棉(G.anomalum Wawra.& Peyer.,2n;=26,B1)和陆地棉×雷蒙德氏棉(G.raimondii Ulbr.,2n=26,Ds)3个种间杂种F_1花粉母细胞减数分裂时的染色体行为;并观测了杂种F_1的花粉粒大小和生活力。结果表明,在种间杂种F_1花粉母细胞减数分裂的四分体形成时期,常出现一些多分孢子和微核.杂种F_1的花粉生活力和发芽率都显著地低于双亲。3个种间杂种F_1减数分裂中期Ⅰ所表现的染色体构型各不相同,亚洲棉×司笃克氏棉F_1为12.40 Ⅰ+5.50 Ⅱ+0.45 Ⅲ+0.32 Ⅳ,陆地棉×异常棉F_1为25.59Ⅰ+5.81Ⅱ+0.2 Ⅲ+0.27Ⅳ,陆地棉×雷蒙德氏棉F_1为12.44Ⅰ+12.17Ⅱ+0.37Ⅲ+0.27Ⅳ。根据各杂交组合染色体配对的表现,讨论了这些棉种间的亲缘关系和棉花种间杂种的利用问题。     

棉属三元杂种的合成及细胞遗传学鉴定

棉属有丰富的种质资源,野生棉具有栽培棉种所缺乏的许多优良性状,为了将野生澳洲棉和达尔文棉的优良性状导入陆地棉,以期改良栽培种陆地棉。本研究通过陆地棉和C组野生澳洲棉远缘杂交获得杂种F1,并对其进行染色体加倍,将加倍成的异源六倍体与野生四倍体达尔文棉杂交,获得陆地棉、澳洲棉、达尔文棉的三元杂种,并对该杂种进行形态学和细胞遗传学鉴定。形态学观察结果表明:三元杂种有三个亲本的遗传特性。花粉母细胞减数分裂结果表明后期存在异常行为,主要表现在65%的花粉母细胞减数分裂后期染色体不能均等分离,使得末期形成大量的多分体,这些多分体会进一步发育为败育花粉粒,统计结果表明正常花粉粒只占18.3%,导致该杂种高度不育。本研究不仅合成了综合三个亲本特性的三元杂种,也为该杂种不育提供了细胞遗传学证据,并为棉花新种质的创制提供了理论依据和中间材料。     

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。     

三元杂种回交后代性状遗传学研究

将亚洲棉和比克氏棉杂交,育成双二倍体,然后用该双二倍体与不同色素腺体的海岛棉进行杂交,获得三交种异源四倍体.用海岛棉做轮回亲本获得四交后代。采用回交的手段,对回交后代进行形态学和细胞学研究。结果表明,回交后代BC4F1出现许多超亲的分离性状。这样为进一步转育种子无腺体/植株有腺体的新棉种提供了性状遗传学材料。     

两个栽培棉种间杂交组合杂种一代的细胞遗传研究

亚洲棉(G.arboreum L.2n=26,染色体组2A_2)我国通称中棉,早熟、结铃性强、产量较稳定、耐旱,在多雨季节烂铃少、吐絮畅、纤维粗、强度大。非洲棉(G.herbaceum L.2n=26,染色体组2A_1)我国通称草棉,植株矮小、极早熟、铃小、极耐旱。这两个栽培棉种虽然在生产上已很少应用,但育种工作者希望将其早熟、抗旱及特殊纤维品质等性状导入陆地棉[G.hirsutum L.2n=52,染色体组2(AD)_1]品种中。     

棉属四个栽培种的核型比较研究

以四个栽培棉种为材料。研究了草棉、亚洲棉、陆地棉和海岛棉的核型。各棉种的核型简式为：草棉，２ｎ＝２ｘ＝２６＝１８ｍ＋４ｓｍ＋４ｓｔ（４ＳＡＴ）；亚洲棉，２ｎ＝２ｘ＝２６＝２２ｍ＋２ｓｍ＋２ｓｔ（２ｓＡＴ）；陆地棉，２ｎ＝４ｘ＝５２＝２８＝２２ｓｍ（２ｓＡＴ）＋２ｓｔ（２ＳＡＴ）；海岛棉，２ｎ＝４ｘ＝５２＝２８ｍ＋２４ｓｍ（４ＳＡＴ）。通过对４个栽培棉种核型的对比分析。结果表明：草棉的核型比亚洲棉对     

棉属远缘杂交研究——Ⅲ.棉花半野生种的特征、特性观察

四大栽培棉种,陆地棉(G.hirsutum.L),海岛棉(G.bar badense.L),中棉(G.ar boreum,L)及草棉(G.herbaceum.L)的变异类型是很多的。Hutchinson等把这些变异类型分为族(race),陆地棉有阔叶棉(latifolium),雷奇蒙德氏棉(richmondii),莫利尔氏棉(morilli),鲍莫尔氏棉(palmerii),玛丽加郎特棉(marie-galante),尤卡坦棉(yucatanenJe),斑点棉(punctatum)七个族;海岛棉有巴西棉(brasiliense),达尔文氏棉(darwinii)两个族;中棉有中国棉(sinense),印度棉     

亚洲棉×比克氏棉杂种一代形态性状与细胞遗传的研究

原产澳洲的棉属野生种比克氏棉(G.bickii Prokh 2n=26,染色体组符号2G(?)的休眠种子中,种仁上没有腺体,种子萌发后在生长过程中,才在棉株内形成腺体。这个特性如能转育到栽培棉种陆地棉(G.hirsutum L.)上,既可获得无棉毒素棉仁,又不会因棉株无腺体降低抗虫能力,因此具有重大经济意义。但由于陆地棉与比克氏棉亲缘关系很远,转育比克氏棉性状于陆地棉难度很大。我     

棉花四个栽培种胚珠表皮纤维细胞分化的比较研究

取棉花4个栽培种陆地棉(Gossypi(?) kirsutz(?)n L.)北农1号,海岛棉(G. barbcdense L.)8163依,中棉(G. Arboreum L.)完县紫杆和草棉(G. kerboceu(?)n L.)金塔品种开花前2天,1天,开花当天,开花后1天的胚珠。观察其表皮细胞超微结构的变化。开花前后这4个棉种胚珠表皮细胞解剖结构上的变化相似。开花当天表皮纤维原始细胞突起,胞内线粒体,高尔基体,内质网等等细胞器急骤增多,液泡融合增大,大量壁旁体形成。开花后一天突起细胞伸长,内质网及高尔基体极发达,液泡增大占去细胞大部分空间。关于纤维原始细胞的来源,不同棉种有所不同。完县中棉观察到亮细胞分化成纤维细胞,北农一号和金塔草棉则可见亮、暗两类表皮细胞均可分化突起;海8763依则未观察到亮、暗两类细胞分化。暗细胞是由于液泡中电子致密物质酚类物质弥散出来所致。     

棉花[(亚×比)×(陆×褐)]种间杂种的研究

对 [(亚洲棉×比克氏棉 )× (陆地棉×黄褐棉 ) ]种间杂种的形态性状和细胞学进行了研究。结果表明 ,四元杂种F1的叶片性状主要受父本的影响 ,苞叶与萼片属中间类型 ,花部变异最大 ,既受父本的影响 ,也受母本的影响。四元杂种F1在减数分裂时 ,染色体配对极不正常 ,大多以单价体的形式存在 ,且分裂不同步 ,最终导致形成的四分孢子不正常或形成多分孢子 ,这是四元杂种F1不育的主要原因。     

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     

中国亚洲棉性状研究及其利用

亚洲棉(G.arboreum L.)属二倍体栽培棉种,起源于印度河流域,18世纪前,世界各产棉国广泛种植。在陆地棉(G.hirsutum L.)高原棉类型从危地马拉和墨西哥引入美国后传到世界所有植棉国,逐渐代替了亚洲棉的栽培。约在     

(亚洲棉×比克氏棉)F_1双二倍体与海岛棉的种间杂种F_1的形态学和细胞学研究

用人工合成的（亚洲棉×比克氏棉）Ｆ１双二倍体（２ｎ＝４ｘ＝５２,Ａ２Ａ２Ｇ２Ｇ２染色体组）和海岛棉（２ｎ＝４ｘ＝５２,ＡＡＤＤ染色体组）杂交,获得［（亚洲棉×比克氏棉）Ｆ１双二倍体×海岛棉］Ｆ１种间三元杂种,并对其进行形态特征和细胞学的观察研究．结果表明：①双二倍体与海岛棉无色素腺体品种杂交产生的Ｆ１种子,其种仁无色素腺体,但植株有少量色素腺体;而与海岛棉有色素腺体品种杂交产生的Ｆ１种子,其种仁和植株均有色素腺体;②Ｆ１植株的株型、叶形等性状趋于海岛棉亲本,花器性状如花色却偏向于野生比克氏棉,而花朵大小等为超亲遗传性状;③种间三元杂种Ｆ１花粉母细胞在减数分裂中期Ｉ形成大量单价体,其染色体构型为２ｎ＝４ｘ＝５２＝４２．８Ⅰ＋４．６Ⅱ,减数分裂后期Ⅰ染色体向两极分离不均,产生多种类型的不育小孢子,致使杂种高度不育．