葡萄种间杂交和自交后代抗寒性分析

利用隶属函数法综合评价了2个欧山杂交组合(玫瑰香×黑龙江实生;红地球×北醇)和2个自交组合(红地球自交和北醇自交)后代68个单株的抗寒性.结果表明:杂交后代抗寒隶属值连续分布,抗寒性表现为多基因控制的数量性状,其杂交后代抗寒性平均值小于中亲值,且不同的杂交后代组合偏离程度不同,杂交F1代(玫瑰香×黑龙江实生)偏离程度小于杂交F2代(红地球×北醇).自交组合中抗性强的亲本北醇自交后代抗性有所增强,抗性弱的亲本红地球自交后代平均隶属度明显弱于亲本.     

胚挽救无核葡萄新品种取样时期的研究

试验分别对4个无核杂交组合进行了不同时期接种的研究。结果表明,不同杂交组合胚挽救的最佳取材时期不同:自然授粉的底来特与底来特×爱莫无核两组合最适宜的接种时期为授粉后50d,自然授粉的无核白为授粉后37d,爱莫无核×黑龙江实生为授粉后30d。     

利用胚挽救技术创制无核抗寒葡萄新种质

【目的】获得无核抗寒葡萄新种质并提高抗寒无核葡萄胚挽救育种效率。【方法】以7个杂交组合的胚珠作为试验材料,研究不同亲本基因型、基本培养基类型(MM3和ER)、不同氨基酸(MM3+2.5 mmol·L~(-1)半胱氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸)对无核葡萄胚发育率和成苗率的影响。从杂交亲本中分别利用无核探针GSLP1-569、SCC8-1018和抗寒的分子标记S241-717,确定能扩增出特异带的亲本,再用相应的分子标记对其杂种后代进行无核和抗寒性状的鉴定。【结果】7个杂交组合接种至MM3培养基的胚珠为1 168个,获得发育胚331个和杂种后代97株,杂交组合‘红宝石无核’ב北醇’的胚发育率和成苗率最高,分别为46.00%和17.33%。通过比较母本基因型,以‘双优’为父本,‘红脸无核’‘无核白’‘昆香无核’为母本,杂交组合‘昆香无核’ב双优’获得胚发育率和成苗率最高,分别为45.39%和16.31%;以‘北冰红’为父本,‘红脸无核’‘美丽无核’‘无核白’为母本,杂交组合‘红脸无核’ב北冰红’获得胚发育率和成苗率最高,分别为33.52%和6.59%。父本基因型对胚挽救成苗有一定影响,‘红脸无核’ב北冰红’和‘红脸无核’ב双优’,胚发育率分别为33.52%、39.00%,成苗率为6.59%、9.50%;‘无核白’ב北冰红’和‘无核白’ב双优’的胚发育率分别为7.64%、19.26%,成苗率为1.91%、8.15%。接种至MM3培养基的胚珠,获得的胚发育率和成苗率均高于ER培养基。杂交组合‘昆香无核’ב双优’的胚珠接种至添加2.5 mmol·L~(-1)谷氨酰胺的MM3培养基,获得胚发育率最高,为59.69%;添加天冬酰胺、谷氨酰胺培养的杂种胚珠获得的成苗率分别为21.43%、20.93%,对成苗促进作用显著;对于杂交组合‘红宝石无核’ב北醇’,添加2.5 mmol·L~(-1)天冬酰胺的胚发育率最高,为55.71%;添加天冬酰胺、谷氨酰胺培养的杂种胚珠的成苗率分别为21.43%、22.22%,对成苗促进作用显著。利用无核标记GSLP-569、SCC8-1018和抗寒分子标记S241-717,共检测了6个杂交组合的83个杂种株系,其中携带无核分子标记的杂种株系49个,抗寒分子标记的杂种株系55个,同时携带无核和抗寒标记的杂种株系36个。【结论】‘昆香无核’和‘红脸无核’适宜作为胚挽救育种的母本材料。‘双优’作为父本比‘北冰红’的胚挽救效率更高。MM3适宜作为胚发育培养基。MM3培养基中添加酰胺类氨基酸可以促进胚挽救成苗。分子标记检测的83个杂种株系中,36个杂种株系携带无核抗寒分子标记。     

无核葡萄胚挽救杂交F_1倍性鉴定

为鉴定无核葡萄胚挽救杂交F_1早期幼苗倍性,试验以早黑宝×河津-1、丽红宝×山河1号、红宝石无核×北冰红、户太8号×山河3号的4个杂交组合胚挽救F_1的早期幼苗为试材,通过无核分子标记进行早期鉴定,采用根尖染色体计数法和组织形态学观察法进行葡萄胚挽救杂交F_1的倍性鉴定。结果表明,使用无核分子标记SCC8-1018结合根尖染色体观察对3个杂交组合(早黑宝×河津-1、丽红宝×山河1号和红宝石无核×北冰红)的16个杂交F_1进行鉴定,初步确定4个无核株系,1个三倍体株系。     

利用SSR分子标记鉴定葡萄F_1代杂种

葡萄是遗传上高度杂合的木本果树,获得真实性杂种是有效开展杂交育种及其他遗传学研究的重要基础。以玫瑰香×红地球杂交组合后代株系为材料,采用SSR分子标记对杂交后代单株进行杂种真实性鉴定,筛选出在双亲间有特异位点的SSR引物,对210株杂交后代进行了鉴定,结果表明:210株杂交后代中有183个单株具有父本和母本的特异性条带,并结合田间形态学分析,确定为真实性杂种。SSR分子标记能够简单、高效的对葡萄杂交后代进行真实性鉴定。     

葡萄胚挽救技术优化及无核和玫瑰香味新种质创制

【目的】研究葡萄玫瑰香味性状,为无核香味葡萄育种提供重要的材料基础,探究亲本基因型、胚发育形态以及生长调节剂对胚萌发的影响,进一步优化无核×玫瑰香味组合胚挽救体系,并结合分子标记技术初步对杂交后代进行无核性状鉴定。【方法】利用顶空固相微萃取结合气质联用方法,对10个玫瑰香味和无玫瑰香味葡萄品种的果实香味物质含量进行测定,从中筛选出浓香型品种作为亲本;结合课题组前期研究结果,以6个玫瑰香味品种为父本,5个欧洲无核品种为母本,配置13个杂交组合;无菌条件下,从幼果中剥离杂种胚珠,离体黑暗培养8周,随后将发育的杂种幼胚接种于添加不同激素浓度和比例的胚萌发培养基中,通过优化胚萌发培养基配方,提高幼胚萌发率和成苗率。幼苗经温室炼苗后,将成活的F1代移栽至大田。利用分子标记早期辅助选择具有无核性状的F1代杂种株系。【结果】萜烯类物质是玫瑰香味的主要呈香物质,8个玫瑰香味品种均能检测到萜烯类物质,其总含量为0.0246—1.3824。筛选出‘亚历山大’‘阳光玫瑰’‘玫瑰香’等玫瑰香味物质含量相对较高的品种,可作为杂交亲本,用于创制兼具无核和玫瑰香味新种质;利用胚挽救技术从13个杂交组合获得杂种株系1 284个,移栽成活697株;以‘红宝石无核’和‘火焰无核’作为母本的后代成苗率较高,以‘阳光玫瑰’‘爱神玫瑰’‘红亚历山大’为父本的胚挽救成苗较好,其中‘红宝石无核’ב爱神玫瑰’杂交后代胚发育率和成苗率相对较高,分别为48.59%和51.71%;幼胚萌发率以WPM为基础培养基,添加1.0 mg·L-1 KT+0.5 mg·L-1NAA+1.0 mg·L-1 ZT的生长调节剂时较高,达11.33%,高于对照的7.41%;分别利用3种无核相关分子标记GLSP1-569、SCF27-2000和SCC8-1018,对101个株系进行无核性状检测,表明使用不同的标记在27个株系均检测到特异性条带,初步确定以上携带无核特异条带的株系为无核株系。【结论】‘亚历山大’和‘阳光玫瑰’的香味物质含量高,并且与欧洲葡萄杂交后其胚挽救效率高,是合适的香味父本材料;而‘红宝石无核’‘火焰无核’适合作为母本。胚萌发培养时,以WPM培养基添加适当浓度的KT及ZT有较好的促生根效果。通过分子标记对杂交F1代无核性状检测率为26.73%。目前开发的玫瑰香味标记较少,本研究获得的杂种后代可为研究玫瑰香味基因标记提供重要的试材。     

山葡萄与欧亚种杂交后代霜霉病抗性的遗传分析

以欧亚种红地球与山葡萄双优杂交组合149株后代群体及欧亚种霞多丽与山欧杂种北冰红杂交组合130株后代群体为试材,采用室内离体叶盘接种鉴定的方法,研究杂交群体各单株对霜霉病的抗性并分析其遗传特征。结果表明:群体后代表型表现出免疫、高抗、中抗、感病和高感共5个级别。其中红地球×双优组合亲本的病情指数分别为84.44和2.96,红地球表现出高感,双优出表现高抗,杂交后代高抗级别以上的单株占60.41%,感病和高感级别的单株占23.49%,后代群体中产生了较多的抗霜霉病单株;霞多丽×北冰红组合亲本的病情指数分别为68.89和0.37,霞多丽表现出高感,北冰红表现出高抗,杂交后代高抗级别以上单株占18.46%,感病和高感级别单株占33.84%,总体表现正态分布。在欧亚种葡萄与山葡萄杂交后代中出现了较大比例的抗病单株,子代平均抗病能力高于亲中值,说明山葡萄与欧亚种远缘杂交组合中可能存在一定的杂种优势。这两个杂交群体后代的抗病性均发生显著分离,呈连续性分布,表现出数量性状遗传的特征,抗霜霉病的程度主要由亲本所决定,本试验中2个杂交群体后代都发现了一定比例抗霜霉病单株,为选育出优质抗霜霉病品种奠定了基础。     

红宝石无核×红旗特早葡萄杂交后代核性状遗传分析

【目的】研究红宝石无核×红旗特早葡萄杂交后代核性状遗传规律。【方法】以红宝石无核×红旗特早杂交群体135个F₁代植株为试材,鉴定核状态,测定果实单粒重、单核重、单粒核数量、单核纵横径积等核相关指标,分析群体核性状遗传倾向。【结果】红宝石无核×红旗特早杂交群体胚败育率为59.26%;果实单粒重表现为连续分布,遗传力低,呈现变小趋势;果实单核重在有核和无核单株群体之间存在两极分化,但没有明显界限,遗传力低,呈现变小趋势;果实单粒核数量遗传力低,呈现变少趋势,整个组合91.85%的单株具有败育残核;单核纵横径积在有核和无核单株群体之间存在两极分化,且有明显界限,遗传力低,呈现变小趋势,但在有核单株中表现增大趋势。【结论】红宝石无核与具有无核倾向的有核品种红旗特早杂交,可以获得较高比例的无核后代,群体在果粒质量、核质量、数量及纵横径积等指标上均表现为退化趋势,但在无核单株与有核单株群体之间存在一定差异,果粒质量、核质量、数量及纵横径积与核性状正相关联。     

无核葡萄胚挽救苗的抗病性鉴定

【目的】对无核葡萄胚挽救苗进行抗白粉病、黑痘病和霜霉病鉴定,筛选抗病无核葡萄杂种单株。【方法】2008-2009年,采用田间自然鉴定方法,对欧洲葡萄无核品种×中国野生葡萄、无核品种×有核品种、无核品种×无核品种、无核品种自交共10个组合获得的219株胚挽救苗进行抗病性鉴定。【结果】在219株无核葡萄胚挽救苗中,筛选出抗白粉病且抗黑痘病和霜霉病的杂种4株[05-1-2(爱莫无核×北醇),03-2-14、03-2-19、03-2-24(火焰无核×黑龙江实生)],抗白粉病且抗黑痘病的杂种2株,抗白粉病且抗霜霉病的杂种9株,抗黑痘病且抗霜霉病的杂种73株,仅抗白粉病的杂种3株,仅抗黑痘病的杂种32株,仅抗霜霉病的杂种29株。【结论】获得的抗病无核葡萄杂种单株可为进一步选育新品系奠定基础。     

葡萄胚挽救技术优化及无核和玫瑰香味新种质创制

【目的】研究葡萄玫瑰香味性状,为无核香味葡萄育种提供重要的材料基础,探究亲本基因型、胚发育形态以及生长调节剂对胚萌发的影响,进一步优化无核×玫瑰香味组合胚挽救体系,并结合分子标记技术初步对杂交后代进行无核性状鉴定。【方法】利用顶空固相微萃取结合气质联用方法,对10个玫瑰香味和无玫瑰香味葡萄品种的果实香味物质含量进行测定,从中筛选出浓香型品种作为亲本;结合课题组前期研究结果,以6个玫瑰香味品种为父本,5个欧洲无核品种为母本,配置13个杂交组合;无菌条件下,从幼果中剥离杂种胚珠,离体黑暗培养8周,随后将发育的杂种幼胚接种于添加不同激素浓度和比例的胚萌发培养基中,通过优化胚萌发培养基配方,提高幼胚萌发率和成苗率。幼苗经温室炼苗后,将成活的F₁代移栽至大田。利用分子标记早期辅助选择具有无核性状的F₁代杂种株系。【结果】萜烯类物质是玫瑰香味的主要呈香物质,8个玫瑰香味品种均能检测到萜烯类物质,其总含量为0.0246—1.3824。筛选出‘亚历山大’‘阳光玫瑰’‘玫瑰香’等玫瑰香味物质含量相对较高的品种,可作为杂交亲本,用于创制兼具无核和玫瑰香味新种质;利用胚挽救技术从13个杂交组合获得杂种株系1 284个,移栽成活697株;以‘红宝石无核’和‘火焰无核’作为母本的后代成苗率较高,以‘阳光玫瑰’‘爱神玫瑰’‘红亚历山大’为父本的胚挽救成苗较好,其中‘红宝石无核’ב爱神玫瑰’杂交后代胚发育率和成苗率相对较高,分别为48.59%和51.71%;幼胚萌发率以WPM为基础培养基,添加1.0 mg·L^-1 KT+0.5 mg·L^-1 NAA+1.0 mg·L^-1 ZT的生长调节剂时较高,达11.33%,高于对照的7.41%;分别利用3种无核相关分子标记GLSP1-569、SCF27-2000和SCC8-1018,对101个株系进行无核性状检测,表明使用不同的标记在27个株系均检测到特异性条带,初步确定以上携带无核特异条带的株系为无核株系。【结论】'亚历山大'和'阳光玫瑰' 的香味物质含量高,并且与欧洲葡萄杂交后其胚挽救效率高,是合适的香味父本材料;而‘红宝石无核’‘火焰无核’适合作为母本。胚萌发培养时,以WPM培养基添加适当浓度的KT及ZT有较好的促生根效果。通过分子标记对杂交F₁代无核性状检测率为26.73%。目前开发的玫瑰香味标记较少,本研究获得的杂种后代可为研究玫瑰香味基因标记提供重要的试材。     

梅花远缘杂交与抗寒性育种 (Ⅱ)梅花远缘杂种及其亲本抗冻性研究

对梅花远缘杂种及其亲本的抗冻性进行了连续4年的露地越冬实验,同时用组织变褐法,原生质膜透性测定法对梅花杂种及亲本的抗冻性潜力进行了测定。结果表明:‘粉红梅’×杏、杏ב粉红梅’等梅与杏杂交种抗冻性最强,幼苗在北京地区露地越冬完全无冻害或基本无冻害;梅与山桃杂交种抗寒性高于梅但比山桃弱;而梅花对照苗,地上部分全部冻死。文中对在不同低温及低温持续不同时间处理条件下梅亲本与杂种的抗寒性进行了回归分析。文末比较了几种测定植物抗冻性方法的可行性。     

小麦黄矮病抗性遗传研究

采用 3× 4不完全双列杂交 ,对抗黄矮病性母本和丰产性父本的组合效应进行了黄矮病抗性遗传研究。结果表明 :①亲本的一般配合力效应与特殊配合力效应正向相关 ,而一般配合力效应更具重要性 ;②黄矮病抗性遗传符合加性—显性遗传模型 ,以加性基因效应占绝对优势 ,遗传决定度高达 97 6 8% ,狭义遗传力为 90 3%。     

特用玉米品种抗大斑病鉴定与评价

[目的]评价特用玉米杂交种对大斑病的抗性。[方法]采用人工接种鉴定方法评价了238份青贮玉米、糯玉米、甜玉米、高油玉米4个类型的特用玉米杂交种对大斑病的抗性。[结果]鉴定的238份材料中,高抗型占0.8%,抗型占20.6%,中抗型占44.1%,感型占24.8%,高感型占9.7%。不同类型品种中,抗性差异较明显,其中表现中抗及以上的品种中青贮玉米较多,占87.8%;高油玉米和糯玉米分别占73.3%和61.3%;甜玉米较少,占44.2%。通过审定的30个品种中有16个品种表现抗性,占审定总数的53.3%。[结论]为选育和种植抗大斑病玉米品种提供了理论依据。     

普通野生稻褐飞虱抗性遗传纯合研究

[目的]研究普通野生稻褐飞虱抗性遗传的稳定性,筛选出抗性稳定的野生稻种质,为水稻抗褐飞虱育种提供抗源.[方法]对从46个原生地采集获得的1591份野生稻植株进行褐飞虱抗性分析,并选择具有抗性的野生稻材料通过套袋自交或花药培养分析其后代抗性遗传纯合表现.[结果]收集的野生稻材料主要为杂合体,其自交一代的生长习性和芒性等发生明显分离.在1591份普通野生稻中,仅有30份材料对褐飞虱具有抗性,其抗性等级为3~5级,大部分为5级.在11份抗性材料的自交后代中,Z1~Z3均存在褐飞虱抗性分离,部分材料在Z4抗性表现稳定;有5份材料抗性从3级提高到1~3级,有4份材料抗性从5级提高到1~3级,有两份材料抗性从5级提高到3级.普通野生稻材料2174花药培养结果表明,6000枚花药经离体培养、诱导,可获得125块独立起源的愈伤组织,分化出8丛双倍体绿苗和两丛单倍体绿苗,愈伤组织诱导率仅为2.0%,绿苗分化率为6.4%.8个独立起源的花培后代中有6个株系抗性等级为5级,有两个抗性等级达到抗的水平(3级),未发现具有1级高抗水平的植株.[结论]普通野生稻通过套袋自交和多代抗虫鉴定,可以获得稳定的高抗抗源,可以明显提高普通野生稻的褐飞虱抗性水平.花药培养有利于加速野生稻抗性遗传纯合,缩短后代筛选时间.     

高粱抗炭疽病资源筛选及病情与产量损失的关系

【目的】针对高粱炭疽病（Colletotrichum sublineolum）在生产上突发流行问题,以利用寄主抗病性控制病害为目的,在人工接种条件下筛选高粱抗炭疽病资源,明确病害严重度与产量损失关系,为高粱抗炭疽病育种和田间病害产量损失评估提供科学依据和指导。【方法】 2016—2017年连续2年以高粱炭疽病菌（C. sublineolum）菌株SY-1为供试菌株,采用人工接种方法对74份国内外高粱种质资源抗高粱炭疽病特性进行测定和评价;利用已知对高粱炭疽病抗性不同的20份高粱资源作为供试材料,在人工接种条件下测定病害不同程度所造成的产量损失,并采用相关分析的方法分析高粱主要产量性状与炭疽病为害程度之间的关系。【结果】 从供试的74份资源中,筛选出表现高度抗病（highly resistant,HR）资源21份,占鉴定资源总数的28.38%;抗病（resistant,R）资源12份,占鉴定资源总数的16.22%;中度抗病（moderately resistant,MR）资源26份,占鉴定资源总数的35.14%;感病（susceptible,S）资源8份,占鉴定资源总数的10.81%;高度感病（highly susceptible,HS）资源7份,占鉴定资源总数的9.46%。病害严重程度与产量损失关系研究结果表明,高粱炭疽病对高粱单穗粒重和千粒重影响显著,不同病情级别间的穗粒重及千粒重损失率差异显著;病害严重程度（1—9级）间的穗粒重损失率幅度为0.37%—78.00%,千粒重损失率为0.03%—44.43%。相关分析表明,高粱穗粒重及千粒重损失率与病害级别均呈指数相关,随着病害级别的升高,高粱穗粒重及千粒重损失率逐渐升高,且穗粒重损失率比千粒重损失率升高更快。病害严重度与症状表现关系密切,高度抗病（1级）资源的病株叶片上有不规则圆形小斑点,无分生孢子盘产生;抗病（3级）资源的病株叶片上有不规则圆形及椭圆形小型病斑,有零星分生孢子盘;中抗（5级）资源植株叶片上有大量不规则圆形、椭圆形斑点,有黑色分生孢子盘和孢子形成,穗枝梗亦有椭圆形斑点;感病（7级）资源植株叶片上有不规则圆形、椭圆形、长条形病斑,有大量黑色分生孢子盘和孢子形成,穗部枝梗病斑明显,部分叶片枯死,个别植株近于死亡。高度感病（9级）资源植株叶片上病斑连片,有大量黑色分生孢子盘和孢子,穗部枝梗病斑较多,大部分叶片枯死,植株近于死亡。【结论】 筛选出21份高抗资源,明确了高粱炭疽病病情级别与高粱产量损失呈指数相关,随着病害级别的增高,高粱穗粒重及千粒重损失率相应升高。此外,高粱炭疽病不同病情级别相对应病害症状明显不同。     

粳稻不同生态型间杂交后代品质性状的初步分析

利用9个不同生态类型的59份粳稻亲本材料,以生态型为单位进行双列杂交,配制303个组合,研究各生态类型和杂种主要品质特性。双亲中值和对照值的分析表明,各类型中华北粳、日本粳和韩国粳为亲本的生态组合不仅表现出较高的整精米率,而且高整精米率出现的比例大,高整精米率组配模式为西北粳×日本粳、华北粳×台湾粳、东北粳×韩国粳和华北粳×韩国粳。     

棉花种间杂交新品种秦远4号的选育

采用棉属种间杂交新方案,获得陆地棉×斯特提棉可育杂种.经2次回交后,在枯黄萎病圃稳定性状,定向培育,人工选择,首次育成了丰产、优质、抗病、抗旱、抗盐碱的棉花种间杂交新品种秦远4号和一批新种质.秦远4号创皮棉3 897 kg/hm2的世界最高单产纪录.     

白芥抗黑腐病基因导入白菜的研究

以免疫白菜黑腐病的白芥品种和5个白菜品种为试村,通过子房和胚珠培养技术挽救了白菜×白芥属间杂种胚,得到一批白菜×白芥杂种植株。利用离体培养叶接种法对杂种幼苗黑腐病抗性进行鉴定,获得一批对白菜黑腐病高抗或免疫的杂种株系。     

82 份水稻种质资源的稻瘟病抗性评价与抗性基因鉴定

为了合理利用水稻抗稻瘟病种质资源,通过稻瘟病菌株接种鉴定并结合9个主效抗性基因的特异性分子标记检测,分析了82份地方稻种资源的稻瘟病抗性水平和携带的抗性基因.结果表明:在82份水稻材料中,宽抗谱和中等抗谱的材料分别有11份(13.4％)和55份(67.1％).携带Pia、Pita-2/Pita、Pita、Piz、Piz-t和Pik-h基因的材料分别占78.0％、76.8％、54.9％、50.0％、39.0％和35.4％;各有3个材料携带Pik基因和Pib基因,未发现携带Pik-m基因的材料.大部分供试材料含有2～5个抗性基因,随着抗性基因数量的增加,供试材料的抗病性呈上升趋势.     

郁金香杂交F1代对灰霉病的抗性和遗传分析

通过田间和大棚接种鉴定,研究了20个郁金香杂交F1代的644个植株对郁金香灰霉病的抗性及其遗传关系,并以病情指数评价了郁金香杂交F1代的抗病性。结果表明,在供试的杂交F1代中,Bellona×Flair Mutant分离出了10％的高抗植株,Bellow×(M．Miles×LW 76313—3k)分离出了41．7％的抗病植株,这为杂交选育抗病新品种提供了依据;杂交F1代群体的抗病性以Bellona×(LW×White Sail 75308—4k)较好,且其病情指数最低,为55;郁金香杂交F1代群体的抗病性存在差异,呈连续性分布,表现出数量性状遗传的特征,初步推断这可能受微效抗病多基因控制。