白魔芋的引种适应性评价

引种是优质种质资源扩大栽培区域和基因交流的前提。为研究魔芋种质资源引种适应性,以白魔芋为材料,采用田间小区试验、田间操纵试验及实验室鉴定等方法系统评价了其在引种区恩施州的生长发育情况。结果表明：白魔芋在恩施州海拔450~1250 m区域能安全越冬,且能正常生长发育,在4年以上完成其生活史;营养繁殖试验中根状茎数量随球茎质量增大而增加,根状茎质量与主球茎质量比值为56.93%,白魔芋繁殖系数9.83显著高于清江花魔芋的3.88;有性繁殖试验中,群体花期短,一般在5~10天,花期随群体数量增大而延长,单株平均收获实生子54粒,2010—2012年百粒重分别为19.18、17.05、26.14 g,23.93 g的平均质量高于相应年份花魔芋13.48 g的77.52%;干旱胁迫严重影响其繁殖,主要是根状茎数量显著减少和根状茎质量在变态茎总质量的比例降低;精粉中KGM含量及出粉率表明,白魔芋品质优于花魔芋,同时首次提出,40~100目出粉率可用于快速评价白魔芋品质。白魔芋不适宜恩施州大田繁殖引种,但可用于育种引种,同时抗耐病性、耐光性、耐高温等评价指标的引入对构建魔芋引种的系统性评价具有重要意义。     

白魔芋不同繁殖材料田间生理指标研究初报

试验通过对白魔芋三种自然繁殖材料作田间试验比较及其部分生理指标的测定,总结分析生产上采用白魔芋种子作为繁殖材料的可能性。研究表明:白魔芋种子的部分田间性状(叶幅/株高、叶柄直径、平均球茎重)虽不如球茎和根状茎,但三种繁殖材料中重要的经济指标——膨大倍数,种子的最高为24.52倍,远高于根状茎(5.68倍)和球茎(2.84倍)。说明白魔芋种子个体生产力强,可作为白魔芋繁殖材料来利用。从三种繁殖材料在展叶完全后部分生理指标来看,种子叶片的可溶性糖含量最高,为27.637mg/g,种子的根系活力明显高于球茎和根状茎,为1.45mg/g·h(FW),而种子叶绿素含量低于球茎,但大于根状茎,可溶性蛋白含量最低,仅有8.55mg/g,,其结果中表明,种子繁殖表现是出较高植株生活力,对其膨大倍数的增加起到了重要作用。     

半夏自交与杂交研究

为解决半夏生产中种茎的退化问题,为半夏的新品种选育及栽培技术提供科学依据。对三叶半夏和掌叶半夏进行自交与杂交,观测并比较其生物学特性、授粉、结实情况及出苗率。结果表明,掌叶半夏、三叶半夏的人工杂交、自交均能结实,但种间杂交表现不育;掌叶半夏与三叶半夏种内杂交结实率分别达65%和60%,平均单株结种子分别为37粒和17粒。掌叶半夏和三叶半夏的自交结实率分别为88.24%和62.5%;半夏自然授粉植株的单株种子数及其种子出苗率都明显高于自交和杂交植株,对异株的花粉有一定的排斥作用。半夏属于同株异花授粉植物,种间杂交不育;其种子不具有休眠特性,应趁鲜播种;半夏有性繁殖可以选育新品种,提高种茎的抗逆能力。     

蝴蝶兰（续）

繁殖的方法大致可分为有性繁殖和无性繁殖两大类: (一)有性繁殖:将成熟的种子弹在种有大株蝴蝶兰的蛇木板上,经3—6个月即可自然长出苗来。但因受风吹雨打和虫的侵袭,到最后能完全发育成功的数量很少。有规模的有性繁殖,需要精选亲本,并研究其遗传特性,然后把依照育种家意愿配种后的种子,在无菌培养环境下大量生产。经过幼苗期后,再分植单株培养。这样的后代往往各有其特性。     

魔芋属植物花器生物学特性及其可交配性的研究

为了研究魔芋花器的主要生物学特性及其种间可交配性,以花魔芋、白魔芋、珠芽魔芋、西盟魔芋、勐海魔芋为材料,观察记录花芽发育过程的主要生物学性状,用光学显微镜观察花粉形态特征,采用离体萌发法检测花粉活力,通过人工授粉鉴定其交配性。结果表明：5种魔芋花器形态、色泽差异大,种内也有不同的变异,花魔芋与珠芽魔芋佛焰苞漏斗状,其余为舟状,其中花魔芋花器较大;光学显微镜下花粉粒形态不同;除珠芽魔芋外,其余4种魔芋种内异株杂交都表现出高度的亲和性,而种间正反交有差异,部分组合不亲和,以白魔芋为母本具有广亲和性。因此,白魔芋可作为魔芋亚种间基因交流的桥梁亲本。     

不同世代温敏核不育水稻96-5-2S育性对低温的反应

为了探讨水稻光温敏核不育系临界温度遗传稳定性问题，以连续6个世代的温敏核不育水稻96-5-2S（从培矮64S中选育出的新株系）为材料，研究了它们育性对低温的反应差异。结果表明,(1)在它们育性转换敏感期用23.5℃恒温冷水处理10 d(水深20 cm左右)或遇到2～3 d平均日均温22.9～23.1℃(平均日最低温21.7～22.0℃)的自然低温时，所有世代的96-5-2S均表现不育, 自交结实率为0, 花粉可染率为0～0.9%，世代间差异不显著;(2)在它们育性转换敏感期用21℃、22℃恒温冷水处理10 d或遇到4 d平均日均温22.9℃(平均日最低温20.7℃)的自然低温时，所有世代的96-5-2S均表现可育, 自交结实率为0.2%～7.1%,花粉可染率为1.1%～19.5%，世代间存在差异,随繁殖世代增加,花粉可染率与自交结实率有逐渐上升的趋势,当繁殖到第5代时，花粉可染率显著提高，当繁殖到第6代时，自交结实率显著提高。(3)对照培矮64S（05株系）在相同低温条件下，花粉可染率与自交结实率均极显著高于各世代的96-5-2S。以上结果说明, 随繁殖世代增加,96-5-2S的临界温度会发生缓慢的遗传漂移，到第5、6代时，就会在花粉与结实水平上明显表现出来，但不同世代间临界温度的差异小于不同株系（96-5-2S与培矮64S-05株系）间临界温度的差异，据此认为，通过单株选择是降低光温敏核不育系临界温度的重要途径。     

温度对白魔芋花粉功能及自交结实的影响

研究温度对白魔芋散粉、花粉萌发、活力保持及自交结实的影响,以离体萌发法测定花粉萌发率,以培养箱法测定恒温自交结实率,以野外套袋法测定自然自交结实率。结果显示:最佳散粉温度22~26℃,18℃低温下可正常散粉,而34~38℃高温下80%以上花株花粉囊无法正常开裂;高浓度钙可加快花粉管的生长;花粉在18、22、26、30、34、38℃下的萌发率分别为8.78%、33.17%、54.90%、38.83%、29.10%、6.98%;花粉在38、34、30、26、22、18℃贮藏下分别在4、4、12、12、25、55 h内丧失活性。恒温培养中仅26℃下有4.35%的自交存活率,野外套袋中日平均温度为23.7℃时有2.94%的自交存活率。白魔芋的散粉培养及离体萌发最佳温度为26℃,温度过高或过低均影响授粉结实率。及时采集花粉、控制温度、调节湿度、适当灌溉均能提高授粉结实率。     

不同生态环境条件下沙生植物的结实规律研究

为了解不同环境对沙生植物生长模式的影响,以沙参为研究对象,对137个沙参种群的结实情况进行了详细观察。通过使用聚类分析、Kruskal-Wallis检验和典范对应分析（CCA）,探讨了沙参结实情况与22种地理气候因素之间的关系。研究发现,沙参的结实类型主要有无种子、种子饱满和种子不饱满3种;根据地理气候因素的不同,137个种群可以分为3个组别;Kruskal-Wallis检验显示,不同组别间的种子结实情况没有显著差异（P=0.267）,意味着沙参种群间的种子结实与其所在地的气候因素之间没有直接联系;CCA分析表明,地理气候因素对沙参的有性繁殖（产生种子）的影响大于无性繁殖（不产生种子）,而影响其有性繁殖的环境因素较为复杂。沙参的无性繁殖可能是其种群稳定的适应性表现。     

榛子花粉生长发育适宜温湿度研究

通过研究平榛、杂交榛、欧洲榛的花粉生长发育过程中的适宜温度和湿度,为榛子种植园选址时的温度和湿度条件提供参考,进而达到在实践中提高榛子的产量和质量的目的。试验应用3因素3水平正交试验设计,通过离体培养控制榛子花粉生长发育过程中的温度和湿度条件,并观测不同条件下3种榛子的花粉活力。经过对花粉活力的观测,可以得出温度是影响花粉活力的主要因子,其次是榛子的品系,湿度对花粉活力影响很小。温度不同水平梯度间影响效果存在显著差异,以10℃度最适宜花粉生长,湿度不同水平间影响效果差异小,以相对湿度60%最适宜,榛子的不同品系间差异小。     

西南地区扁穗牛鞭草有性生殖多样性研究

通过对60份野生扁穗牛鞭草资源有性繁殖过程的测定，对有性繁殖花序开始及持续时间，单株直立与匍匐枝形成花序数、小穗数、小花数、花序柄长、花序长、花序宽、花序厚，开花时间及规律进行分析。结果说明：花序开始时间变异范围达25d，持续时间变异范围为32—116d；变异系数由大到小的顺序为直立枝有序比例〉直立枝最大花序数〉直立枝平均花序数〉直立枝产序节数〉匍匐枝平均花序数〉匍匐枝最大花序数〉匍枝有序比例〉匍匐枝产序节数，均在75％以上；花序性状变异程度较大，花序彬枝、小花彬花序、花序柄长、花序轴长、花序宽、花序厚均差异极显著；开花主要集中的07：00—09：00，11：00-13：00，17：00—19：00三个时间段，未发现结实。     

雌雄同株黄檗有性繁殖特性研究

一般认为黄檗为严格的雌雄异株植物,但本研究首次发现自然界存在两性植株。为了研究两性植株的有性繁殖能力,以两性植株为试材,雌株和雄株为对照,对两性植株性器官形态和繁殖能力进行了研究。通过2年对5000余朵花的研究发现：（1）两性植株的花粉和柱头与雄株和雌株在形态和发育上没有差异,花粉的萌发率在23%以上,与雄株花粉基本一致;（2）两性植株花粉授粉至雌株后得果率为86.69%,两性植株雌花在接受雄株花粉后的得果率为91.30%,自然受粉条件下的得果率为95.69%,自交授粉的得果率为88.01%。两性植株雄性和雌性都能正常繁殖,也可以成功自交繁殖。本研究为黄檗性别分化研究提供了新方向,为其生物保护提供了新途径。     

Drought tolerance in sorghum by pollen selection using osmotic stress

A pollen selection study for drought tolerance using Poly Ethylene Glycol (PEG) as a selective agent was conducted in sorghum. Ten genotypes of sorghum suitable for post rainy season were crossed to cytoplasmic male sterile line 104A and three genotypes to 116A producing 13 hybrids. Two sets of 13 hybrids with and without pollen selection were produced. PEG at 36 per cent was applied to stigma and stylar tissue one hour before pollination for pollen selection (selective fertilization) and no treatment for control (nonselective fertilization). Hybrids thus produced through selective and non-selective fertilization were tested in moisture stress environment during post rainy season. The hybrids obtained through selective fertilization produced significantly higher mean grain yield compared to hybrids obtained through non-selective fertilization. The results indicate that selective fertilization through in vivo pollen selection using PEG as selective agent was effective in improving moisture stress tolerance of the progeny in sorghum genotypes studied. Further, the pollen selection also had influence on plant height, panicle length, panicle width, panicle weight and grain mass. Thus,the pollen selection had a significant effect on grain yield through its components and developmentally related traits. Pollen selection for osmoticstress tolerance in sorghum influences the growth and vigour of the plants resulting in superior progeny in moisture stress environment. The analysis of individual crosses indicated that pollen genotype selection was able to favour performance of the progeny. However, the pollen selection had positive effect in majority of the hybrids and the study demonstrates the transmission of the selected trait from pollen generation to progeny. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

培养条件及贮藏方式对郁香忍冬离体花粉萌发的影响

花粉是植物有性生殖遗传物质传递的载体,其活力直接影响遗传物质传递的效率,花粉正常萌发是保证受精作用顺利进行的前提,人工模拟柱头中的花粉萌发环境,是检测花粉活性最可靠的方法。本研究以郁香忍冬离体花粉为试验材料,研究了不同蔗糖浓度(15%~45%)、硼酸浓度(100~300 mg/L)、不同培养温度(9℃,12℃,15℃,18℃)及贮藏方法对花粉萌发率的影响。结果表明:郁香忍冬花粉在30%蔗糖+100 mg/L硼酸溶液中,12℃条件下培养,萌发率最高。花粉短期贮藏的最佳方式为冷冻(-20℃)贮藏,冷藏(5℃)次之,而室温条件不适宜郁香忍冬花粉贮藏。该结果可为忍冬属植物人工杂交育种工作的开展提供参考依据和技术支撑。     

Variation of chromosome numbers and essential oil components of plants derived from anther culture of the diploid and the tetraploid in Pelargonium roseum

Summary Anthers of the diploid (2n=77) and the colchi-tetraploid (2n=154) Pelargonium roseum were cultured in vitro. In both ploidy level anthers containing uninucleate or binucleate microspores were incubated on a modified White's medium. Calli formed were then subcultured on Murashige and Skoog's medium for organoid differentiation. Plants developed from organoids were transferred to filter paper bridges and after that transplanted into pots. Plants derived from anthers of the tetraploid had diploid chromosome number. Wide variation of their essential oil components suggested their genetic heterogeneity. Further, high correlations between different seasons in the rate of essential oil components showed that the wide variation was due to genetic differences. Therefore, these plants probably originated from pollen grains. On the other hand, plants derived from anthers of the diploid had diploid chromosome number. Small variation and low correlations between different seasons in essential oil components indicated their genetic homogeneity. Their origin was ascribable to the somatic tissues of the mother plant. It is concluded that in plant species in which usual sexual reproduction is difficult, anther culture of chromosome-doubled plants will give a useful method for obtaining genetic variation.     

单体附加系甜菜及空中搭载实验材料相关性状的研究

为了探明远缘杂交甜菜单体附加系M14高频传递的遗传学机理,通过胚珠分离切割、花粉败育调查和含糖量单株检测等方法,对单体附加系甜菜及空中搭载实验材料的性状进行了分析研究。研究结果验证了单体附加系甜菜M14高频传递的遗传特性存在兼性无融合生殖现象。无融合生殖体的比例达96.5%,花粉败育程度高达90%以上,大孢子母细胞通过有丝分裂形成胚囊不需要精卵结合繁育后代;有性生殖体的比例占3.5%, 有性生殖体存在致死基因的可能性。单体附加系甜菜及空中搭载的实验样品含糖量均高于普通栽培甜菜。野生白花甜菜染色体携带的高糖、抗病、无融合生殖等基因决定了远缘杂交甜菜和空中搭载实验材料具有专属的遗传学性状。研究结果为进一步开拓野生白花甜菜有益基因进行染色体工程研究奠定了良好的基础。     

减数分裂期高温胁迫对耐热性不同水稻品种产量的影响及其生理原因

以两个耐热性不同的籼稻品种为材料,在减数分裂期进行高温(白天温度>35℃)处理,以同期自然温度(白天温度<33℃)为对照,研究减数分裂期高温对产量的影响及其生理机制。结果表明,高温处理与对照相比,显著降低了热敏感品种双桂1号的花药开裂率及花粉育性,对耐热品种黄华占影响较小;明显降低了每穗颖花数、结实率和粒重,从而使产量显著下降,其中耐热品种下降幅度小于热敏感品种;热敏感品种粒宽显著缩短,长宽比显著增大,而对耐热型品种影响不大;明显降低了水稻的根系活力和幼穗的核糖核酸(RNA)含量,显著增加了叶片丙二醛(MDA)含量和幼穗的乙烯释放速率,热敏感品种变化幅度大于耐热品种;显著增加了耐热品种叶片的抗氧化酶活性,对热敏感品种无显著影响。总之,根系活力和抗氧化保护系统能力强、RNA含量高、MDA含量低及乙烯合成少是耐热性品种在高温胁迫下保持较高产量的重要生理原因。     

植物细胞质雄性不育相关基因及其分子标记研究

植物细胞质雄性不育(plant cytoplasmic male sterility,CMS)在自然界中普遍存在,它是植物在有性繁殖过程中产生非正常花粉、花药或者雄配子体而形成的一种可以遗传给后代的现象,近年来在生产实践中发挥了巨大作用,逐渐成为研究热点。随着分子生物学技术的不断发展,越来越多的技术手段被应用到研究CMS中。前人研究结果已证实CMS和线粒体有关。现今已分离到了与CMS相关的基因或片段,并开发出了与不育性状和恢复基因连锁的分子标记。本文就上述研究的相关进展进行概括论述。     

酯酶在烟草远缘杂种早代中的应用

远缘杂交在一定程度上打破了物种间的界限,人为地促进不同物种的基因渐渗和交流,将紫苏的DNA运用常规杂交手段转入普通烟草中,从而获得新的烟草后代。着重研究了烟草杂种早代酯酶同工酶的差异,结果表明:在子代中具有与父本相同的遗传物质,即父本部分遗传物质在烟草中的整合与表达。     

Seasonal changes in the incidence of apomixis of diploid,triploid, and tetraploid plants of Paspalum cromyorrhizon

Summary Changes in incidence of apomixis were determined at different intervals of the flowering period in a highly sexual diploid cytotype of Paspalum cromyorrhizon Trin., a natural tetraploid cytotype of the same species, and in the triploid and tetraploid intraspecific hybrids that were produced by pollinating the 2x cytotype with pollen of the tetraploid. Reproductive behaviour was determined from observations of embryo sacs in mature ovules. Gametophytic apomixis in this species in characterized by aposporous embryo sacs which differ from normal sacs by their number, orientation inside the ovule, their dimensions and shape, and the absence of antipodal cells.The potential for apomictic reproduction increased in relation to the ploidy level, suggesting a gene dosage effect in the incidence of apomixis. In the three ploidy levels, the highest incidence of apomixis was observed when the plants reached the maximum number of flowering heads. These findings suggest that the same environmental conditions that favour flowering should also be responsible for increasing the incidence of apomixis. An additional experiment under controlled conditions indicated that the light regime should be one of the factors that govern the amount of apomictic reproduction. Thus, polyploidy and apomixis should be of special significance in the dispersion and evolution of this grass species. The 4x facultative apomictic cytotype is far more frequent in nature than the highly sexual 2x. Moreover, most of the seeds produced in a flowering season should arise asexually. So, apomixis rapidly increases the number of plants bearing the successful maternal genotype, and sexual reproduction becomes important in adverse environmental conditions.