四倍体菊花脑与栽培菊种间杂交及F1杂种的遗传表现#br#

 【目的】通过染色体加倍途径克服栽培菊花与二倍体野生菊种间杂交障碍,实现野生菊的优异性状或基因导入栽培菊花,拓宽菊花基因库,获得菊花新种质。【方法】以菊花脑(Chrysanthemum nankingense,二倍体)及其四倍体为父本,与栽培菊花‘钟山紫星’(Ch. grandiflorum ‘Zhongshanzixing’)杂交,通过细胞学进行杂种鉴定,并对杂种F1代部分性状进行统计分析。【结果】二倍体与四倍体菊花脑的花粉活力均较高,且在母本‘钟山紫星’柱头上能正常萌发,但‘钟山紫星’与二倍体菊花脑杂交不能结实,而与四倍体菊花脑杂交结实率达3.25粒/花序。‘钟山紫星’、四倍体菊花脑及其杂种F1代体细胞染色体数分别为54、36和45,减数分裂中期Ⅰ染色体平均构型均以二价体为主,分别是27Ⅱ、1.70Ⅰ+13.23Ⅱ+0.03Ⅲ+1.90Ⅳ和5.32Ⅰ+13.84Ⅱ+2.79Ⅳ+0.16Ⅵ。杂种F1代株高、叶宽和叶柄长呈正向中亲优势,而节间长、叶形指数、花序直径、花盘直径和小花数目均呈负向中亲优势,均达到极显著水平。【结论】二倍体菊花脑通过染色体加倍途径可以有效克服其与栽培菊花间的远缘杂交障碍。     

四倍体菊花脑与栽培菊种间杂交及F_1杂种的遗传表现

【目的】通过染色体加倍途径克服栽培菊花与二倍体野生菊种间杂交障碍,实现野生菊的优异性状或基因导入栽培菊花,拓宽菊花基因库,获得菊花新种质。【方法】以菊花脑(Chrysanthemum nankingense,二倍体)及其四倍体为父本,与栽培菊花‘钟山紫星’(Ch.grandiflorum‘Zhongshanzixing’)杂交,通过细胞学进行杂种鉴定,并对杂种F1代部分性状进行统计分析。【结果】二倍体与四倍体菊花脑的花粉活力均较高,且在母本‘钟山紫星’柱头上能正常萌发,但‘钟山紫星’与二倍体菊花脑杂交不能结实,而与四倍体菊花脑杂交结实率达3.25粒/花序。‘钟山紫星’、四倍体菊花脑及其杂种F1代体细胞染色体数分别为54、36和45,减数分裂中期Ⅰ染色体平均构型均以二价体为主,分别是27Ⅱ、1.70Ⅰ+13.23Ⅱ+0.03Ⅲ+1.90Ⅳ和5.32Ⅰ+13.84Ⅱ+2.79Ⅳ+0.16Ⅵ。杂种F1代株高、叶宽和叶柄长呈正向中亲优势,而节间长、叶形指数、花序直径、花盘直径和小花数目均呈负向中亲优势,均达到极显著水平。【结论】二倍体菊花脑通过染色体加倍途径可以有效克服其与栽培菊花间的远缘杂交障碍。     

菊属种间杂种的鉴定

利用RAPD技术、细胞学及形态学手段对菊属种间杂种进行鉴定.RAPD标记结果表明:杂种表现出父本特异带或双亲均不具备的新谱带.细胞学鉴定结果表明:杂种染色体数目为亲本平均值.形态学性状观察、统计表明:大多数杂种性状介于双亲之间,但部分性状则较为明显地相似于多倍体;部分杂种表现父本特异性状,或出现双亲所不具备的新性状;二倍体野生种与栽培菊花杂种形态分离广泛,说明多倍体栽培菊花具复杂的遗传背景.     

地被菊杂种1代若干性状的遗传与变异分析

[目的]研究地被菊（Dendranthema grandiflora）杂种1代若干性状的遗传与变异。[方法]以＂旗袍＂＂繁花似锦＂和＂朱海金心＂等8个地被菊品种或种为亲本,配制成9个杂交组合,并对杂种1代的若干性状进行统计分析。[结果]与双亲相比,地被菊杂种1代的株高和冠幅具有一定的遗传优势;花色遗传具有偏母性遗传的特征,但是不同花色遗传能力不同;舌状花数目呈正态分布,同时有超亲个体存在;筒状花数目遗传具有明显的杂种优势;花序直径遗传出现了杂交衰退现象。[结论]该研究对地被菊杂交育种中亲本的选配和提高育种效率具有指导价值。     

菊属种间杂种的鉴定

利用RAPD技术、细胞学及形态学手段对菊属种间杂种进行鉴定。RAPD标记结果表明：杂种表现出父本特异带或双亲均不具备的新谱带。细胞学鉴定结果表明：杂种染色体数目为亲本平均值。形态学性状观察、统计表明：大多数杂种性状介于双亲之间，但部分性状则较为明显地相似于多倍体；部分杂种表现父本特异性状，或出现双亲所不具备的新性状；二倍体野生种与栽培菊花杂种形态分离广泛，说明多倍体栽培菊花具复杂的遗传背景。     

切花菊杂交F_1代若干性状的遗传分析

利用‘神马’、‘优香’等5个切花菊品种组配成6个杂交组合,进行其杂交F1代花序直径、小花数目、株高等若干性状的统计分析,研究切花菊杂交F1代若干性状的遗传与变异特性。结果表明:与双亲相比,切花菊杂种一代的花期分离广泛,多介于双亲之间;父母本各花色遗传潜能的大小为:白色粉色黄色绿色,且白色表现出较强的偏母性遗传特点;杂种总平均花序直径、舌状花数目和筒状花数目分别相当于亲中值的85.3%、83.5%和93.6%,但不同杂交组合的杂交优势不一样,且优势表现程度依组合而异;花瓣长度、花梗粗度、株高、茎粗度表现出一定的减小趋势;各性状间具有显著相关性,可在一定程度上决定根据育种目标所确定的对切花菊性状的选择方向。     

菊花花器性状杂种优势与混合遗传分析

【目的】花器是菊花观赏价值的最直观表现,了解花器性状的杂种优势和遗传基础以指导菊花育种实践。【方法】以单瓣型秋菊品种‘雨花落英’为母本和重瓣性高的夏菊品种‘奥运含笑’为父本配制F1杂种,调查F1世代6个花器性状在2008-2009两个年度的表型资料,运用单个分离世代的主基因+多基因混合遗传模型,对6个花器性状进行遗传分析。【结果】6个花器性状均存在一定的杂种优势,除管状花数外,花径、舌状花数、舌状花长、舌状花宽和心花直径5个花器性状的中亲优势值均达极显著水平,其中亲优势率分别为-3.19%,-25.17%,-4.46%,-12.81%和5.06%。舌状花长和舌状花宽2个性状无主基因控制;花径符合A-1模型,主基因加性效应(0.618)大于显性效应(0.168);舌状花数符合B-2模型,第一对主基因加性效应(24.575)大于第二对(13.120),显性效应均为0;管状花数符合A-4模型,主基因表现为负向完全显性;心花直径符合表现为加性效应的两对主基因控制的B-3模型。花径、舌状花数、管状花数和心花直径4个花器性状的主基因遗传率分别为66.69%,80.99%,58.24%和56.49%,属于高度遗传力。【结论】杂种优势和超亲分离现象普遍存在,其中花径、舌状花数、舌状花长和舌状花宽4个性状的杂种优势存在显性效应;在花径、舌状花数、管状花数和心花直径4个性状上存在主基因控制且多表现为加性遗传效应,这些主基因存在的发现为菊花花器性状的QTL定位分析和分子标记辅助育种的深入研究奠定了理论基础。     

利用亚菊属矶菊获得栽培菊花新种质

 【目的】将矶菊的优异性状或基因导入栽培菊花,进行菊花种质创新,创造既可观花又可观叶的菊花新种质。【方法】利用远缘杂交获得栽培菊花品种‘意大利红’（2n=6x=54）与矶菊正反交杂种F1,并进一步以正反交杂种F1为母本,‘意大利红’为父本进行回交,获得回交后代;利用扦插苗根尖进行杂种F1和回交后代中期染色体计数。【结果】正反交杂种F1染色体数目均介于64～72,以70～72为主;正反交杂种F1回交后代染色体数目介于52～63,以60～63为主。正反交杂种F1回交后代的株高、冠幅、叶形、叶片柔毛、分枝性等性状的遗传表现基本一致,介于原始双亲之间,较杂种F1更接近回交亲本‘意大利红’,说明这些性状为数量性状。舌状花的遗传表现正反交杂种F1回交后代间存在差异,正交（‘意大利红’×矶菊）F1的回交后代舌状花先端不分裂,且不同个体间颜色变化丰富;反交（矶菊ב意大利红’）F1的回交后代舌状花先端1～4裂,以2、3裂为主,颜色较单一,表明可能与细胞质遗传有关。【结论】研究证明远缘杂种生殖过程正常,两属间有很近的亲缘关系。实现了矶菊与栽培菊花属间远缘杂交,并利用栽培菊花品种进行回交获得了一批既可观花又可观叶的新种质。     

菊花AINTEGUMENTA克隆与功能分析

【目的】从菊花中分离克隆AINTEGUMENTA,分析其序列特征和在菊花中的时空表达特性,通过基因沉默研究其对菊花花序发育的影响,分析可能的调控方式和潜在机理,为菊花花序大小的调控奠定理论基础。【方法】使用RACE方法从菊花中克隆AINTEGUMENTA全长,通过DNAMAN等软件对其序列进行分析。采用荧光定量的方式检测其在菊花不同器官和发育时期的表达。构建35S::CmANT-GFP融合蛋白载体进行亚细胞定位,构建TRV2-CmANT沉默表达载体侵染菊花。使用SPSS软件统计分析CmANT沉默系菊花表型变化,通过光学显微镜观察舌状花花瓣表皮细胞变化,使用荧光定量方式检测CmANT相关基因在沉默系中的表达。【结果】从菊花中克隆了CmANT全长,其编码的氨基酸序列长度为540,理论等电点为7.39,蛋白质的理论分子量为60.4 kD,含有两个AP2保守功能区域和VYL修饰位点。在与其他物种的ANT蛋白构建的系统进化树中,CmANT与AtANT聚在一起。荧光定量结果表明：（1）CmANT在花蕾中的表达量最高,其次是根>茎>叶。（2）在花序不同部位的比较中,舌状花中的表达量最高,其次是筒状花,在花萼中的表达量最低。（3）CmANT在舌状花中的表达随着发育时期的延续而降低。（4）CmANT在2,4-D诱导下的3-6 h内表达量持续上升。WoLF PSORT软件预测和35S::CmANT-GFP融合蛋白在洋葱表皮细胞中的定位结果显示,CmANT蛋白定位在植物细胞核中。TRV-CmANT-1和TRV-CmANT-2沉默系的平均花径相比对照分别减小18.93%和27.47%,舌状花的数目分别减少11.39%和14.66%,其中TRV-CmANT-2与对照差异显著（P<0.05）,筒状花数目分别减少14.55%和36.56%。顶端花序的舌状花平均长度分别减少34.17%和54.68%,舌状花的宽度分别比对照减小24.05%和10.13%。叶片平均鲜重分别比对照组减小13.19%和21.98%,叶片鲜重与筒状花数目显著相关（P<0.05）。舌状花花瓣表皮细胞显微观察发现,沉默系舌状花花瓣表皮细胞长度和宽度与对照差异不明显。CmLAX3在两沉默系中的表达明显上升,在小花原基分化期时分别是对照中的1.8和1.78倍,同期CmCYCD3的表达分别下降了32.28%和38.19%,CmXTH4和CmEXPA1的表达量在多个时期也明显降低。【结论】根据沉默系表型与相关基因的表达,推测CmANT的沉默可能解除了对CmLAX3抑制,促进了生长素的转运和过量积累,间接抑制了CmCYCD3的活性,限制了细胞的分裂增殖,引发细胞数目变少,导致沉默系器官变小。     

黄淮小麦农艺性状演变趋势

【目的】通过对黄淮小麦品种农艺性状演变趋势分析,研究黄淮小麦适应气候变化自然选择和人工高产育种选择的规律。【方法】记载二倍体、四倍体、六倍体小麦进化材料和现代小麦品种不同生育期的农艺性状,收获后测定产量性状。【结果】小麦在进化过程中,分蘖和叶片数有减少的趋势。二倍体→四倍体→六倍体野生种,株高有增加的趋势;从六倍体野生小麦到现代小麦,株高和生物学产量又有明显降低的趋势。单株总叶面积在返青—抽穗期是二倍体＜四倍体＜六倍体＜农家种＜现代品种,在开花期—灌浆期是六倍体＞四倍体＞农家种和现代品种＞二倍体,表现相反趋势。小麦单株生物学产量有降低的趋势,籽粒产量和收获指数有增加的趋势。【结论】野生种具有适应低温和生长缓慢的野生生长方式和遗传特性,现代品种适应气候变暖而提早成熟,减少分蘖,避免旺长遭遇冷害,后期叶片将更多的干物质转运到籽粒。     

利用层次分析法初选单头切花菊杂种F1代优良单株的研究

【目的】建立从大量杂种F₁代植株中筛选出符合单头切花菊育种目标优良单株的评价体系。【方法】采用定性与定量相结合的层次分析法,以株型、株高、茎的曲直性、茎粗、节间长度、叶片长、叶片宽、托叶大小、叶的硬度、花径大小、花型、花色、花梗长、花梗粗、舌状花数共15个性状作为评价因子,通过构造两两比较的判断矩阵,确定不同性状对品种选择的权重影响,建立一个较为科学、合理的综合评价系统。【结果】运用建立的综合评价系统对587个单头切花菊杂种F₁代进行综合评价,优选出212个花型饱满,花色纯正,花径较大,综合性状优良的株系。【结论】利用层次分析法初步建立了单头切花菊杂种F₁代初选的评价体系,可以有效地从大量杂种后代中初选出符合育种目标的优良单株。     

桑树二倍体及其人工诱导同源四倍体遗传差异的RAPD分析

【目的】从DNA分子水平分析不同桑树二倍体及其人工诱导同源四倍体的遗传差异,为进一步探讨桑树多倍体诱变遗传规律提供理论依据。【方法】利用RAPD分子标记技术,对8个桑树二倍体品种与经秋水仙碱化学诱变获得的同源四倍体进行RAPD多态性和聚类分析。【结果】不同桑树品系二倍体间及与其人工诱导的同源四倍体间的RAPD多态性均存在明显差异。农桑8号和湖桑199号的二倍体及其同源四倍体间的扩增条带完全一致,诱导未产生变异;湖桑32号的二倍体及其同源四倍体的RAPD多态性最高,达到20.41%,桐乡青、璜桑37号、湖桑197号、国桑20号和育71-1的二倍体及其同源四倍体的RAPD多态性由高到低依次分别为9.09%、6.06%、5.45%、5.17%和3.17%。不同桑树品系间可以分为2大类,其中湖桑32号和桐乡青聚为一大类。【结论】不同桑树品系二倍体经秋水仙碱诱变后产生的遗传差异较大。     

孔雀草杂交组合遗传效应分析

【目的】孔雀草( Tagetes patula )是菊科万寿菊属一年生花卉,具有很高观赏价值和经济价值。优势育种是培育草花新品种的重要途径。本研究探究四倍体孔雀草优势育种后代是否具有杂种优势,并分析其遗传效应,为孔雀草的优势育种提供理论依据。【方法】对孔雀草6个母本（K2、K3、K4、K5、K15、K17）和3个父本（K6、K8、K13）采用NCII不完全双列杂交设计,并测量亲本和18个杂交组合的始花期、盛花期、株高、冠幅、分枝数、花朵数、花葶长、花径、花心径、舌状花数和管状花数等11个园艺性状。利用Excel软件对后代园艺性状进行杂种优势分析;利用DPS软件分析后代园艺性状的配合力和遗传力,选出优良亲本和杂交组合,并进一步分析其遗传表现。【结果】杂种优势分析表明,冠幅、花朵数、花径的超亲优势为正值;盛花期、株高、舌状花数的中亲优势为正值;始花期、分枝数、花葶长、花心径、管状花数的超亲优势和中亲优势均为负值。根据各亲本的一般配合力效应值表明：K6可用作培育低矮、紧凑、多花品种的父本;K13可用作培育早花、大花、复瓣和较长观赏期品种的父本;K3可用作选育株型紧凑、早花、复瓣和较长观赏期品种的母本;K5可用作培育低矮、紧凑、早花、多花和较长观赏期品种的母本;K17可用作培育低矮、大花和复瓣品种的母本。特殊配合力分析表明,同一亲本所配组合之间以及同一组合不同的园艺性状间的特殊配合力效应值差异很大。K2×K6和K3×K8在株高、花心径上特殊配合力表现出较强的负向效应,在花朵数、舌状花数上表现出较强正向效应,符合孔雀草低矮、多花和复瓣的育种目标;K4×K13在始花期、株高、冠幅、分枝数上特殊配合力表现出较强负向效应,在盛花期、花径、舌状花数上表现出较强正向效应,适合培育株型紧凑、早花、大花、复瓣和较长观赏期的品种。遗传力分析表明,始花期、盛花期、分枝数、花径、花心径、管状花数的一般配合力方差占主要因素,且其对应的广义遗传力和狭义遗传力都在中等以上,而株高、花朵数、舌状花数一般配合力方差和特殊配合力方差相差不大,且对应广义遗传力远大于狭义遗传力。【结论】孔雀草园艺性状的杂种优势明显,有利于培育早花、大花、多花、复瓣和较长观赏期的品种。K6、 K13、 K3、K5、K17为综合性状优良的亲本;K2×K6、K3×K8 和K4×K13为符合育种目标的优良组合。始花期、盛花期、分枝数、花径、花心径、管状花数主要受基因加性效应控制,株高、花朵数、舌状花数主要受基因非加性效应控制;除了始花期外,其它园艺性状在杂交育种中易受环境影响。     

标准切花菊花径与其他重要数量性状的相关与通径分析

以27个标准切花菊品种为试材,对标准切花菊花径及11个重要数量性状进行了遗传相关、相关遗传力及通径分析等。结果表明:12个性状的遗传力较高,达到了70%以上;花径大小与最外轮舌瓣长、次外轮舌瓣长存在极显著遗传相关关系,与次外轮舌瓣宽存在显著遗传相关关系;最外轮舌瓣长和次外轮舌瓣长同花径的相关遗传力与花径的遗传力接近,相关选择效率接近对花径的直接选择效率;选择舌瓣花长、舌瓣花多、管瓣花少、植株高度较高的品种是选育优良切花菊的有效途径。     

灰色关联法和层次分析法在盆栽多头小菊株系选择中的应用

【目的】建立盆栽多头小菊株选的综合评价体系,为快速选育新品种提供依据。【方法】以盆栽多头小菊430个株系为试验材料,选取15个性状作为评价因子,采用灰色关联法和层次分析法相结合的方法建立评价系统。【结果】应用层次分析法分析各评价因子的权重值发现,决定盆栽多头菊小菊品质的性状主要为株型、花朵繁密度、株高和花色,所占比重分别为0.2016、0.1560、0.1190、0.0944。在此基础上,依据430个株系的灰色关联度值,将其分为3个等级,优选出43个株型丰满紧凑、花色鲜艳纯正、花朵繁密、综合性状优良的株系。【结论】应用灰色关联法和层次分析法相结合的方法,可以有效地对盆栽多头小菊各株系进行综合评价,并快速优选出符合育种目标的株系,为选择育种提供了一种相对科学严谨的方法。     

单胚性二倍体为母本与异源四倍体杂交大规模创制柑橘三倍体

【目的】以单胚性的二倍体柑橘品种为母本与异源四倍体体细胞杂种杂交培育三倍体植株。【方法】选择亲本配置杂交组合进行人工授粉,授粉后70—100 d采幼果进行胚挽救,以流式细胞仪结合根尖染色体压片对再生植株进行倍性检测,最后进行SSR分子标记鉴定。【结果】2009—2012连续4年,以8个二倍体为母本、以4个异源四倍体体细胞杂种为父本,共配置14个倍性杂交组合,授粉花数3 347朵,坐果数678个,平均坐果率20.26%。实施胚挽救的果实数505个,培养种子12 357粒,经生芽、生根诱导培养共获得1 022个株系。通过对再生植株的倍性检测,共获得三倍体植株755个株系,四倍体19个株系。对华农红柚 × NH组合的三倍体、四倍体后代进行分子鉴定,表明三倍体和四倍体全部为双亲的有性杂种后代。【结论】本研究通过杂交获得的三倍体为我国无籽柑橘品种选育奠定了材料基础;同时获得的四倍体后代也为未来的柑橘三倍体育种提供了优良的亲本材料。