橡胶树三倍体的2n配子来源及发生途径鉴定

【目的】明确形成三倍体橡胶树云研77-2和云研77-4的2n配子来源及发生途径,为利用天然2n配子杂交选育多倍体新品种提供参考。【方法】以三倍体橡胶树云研77-2和云研77-4及其亲本为试验材料,通过SSR分子标记鉴定其2n配子来源及发生途径,并分析2n配子传递亲本的杂合性。【结果】分别通过4个位点可判定形成云研77-2和云研77-4的2n配子来源于母本GT1,无位点判定2n配子来源于父本PR107。从8个位点判定形成云研77-2的2n配子发生途径为第一次减数分裂核复原(FDR),从2个位点判定形成云研77-2的2n配子发生途径为第二次减数分裂核复原(SDR),形成云研77-2的2n配子发生途径为FDR的概率为80.00%。从8个位点判定形成云研77-4的2n配子发生途径为FDR,从3个位点判定形成云研77-4的2n配子发生途径为SDR,形成云研77-4的2n配子的发生途径为FDR的概率为72.73%。形成云研77-2和云研77-4的2n配子分别传递亲本60%和70%的杂合性。【结论】形成云研77-2和云研77-4的2n配子均来源于母本GT1,且其发生途径均为FDR。     

诱导大孢子染色体加倍选育白杨杂种三倍体

该文以银腺杨、毛白杨等白杨为材料, 对大孢子染色体加倍选育白杨杂种三倍体技术进行了研究．结果表明: 银腺杨大、小孢子母细胞减数分裂存在着时序性相关．以花粉发育进程为参照,可以相对准确地确定大孢子染色体加倍诱导2n雌配子的有效处理时期．花粉发育到单核中期,即大孢子母细胞减数分裂进入细线末期,是银腺杨大孢子染色体加倍的最佳处理时期,此时施加秋水仙碱处理,三倍体得率最高达167%．银腺杨×毛白杨杂种三倍体在苗期表现出了巨大、速生的特性.      

高温诱导大孢子染色体加倍选育毛白杨杂种三倍体

目的鉴于杨树三倍体具有突出的营养生长优势,针对毛白杨良种选育中母本效应难以充分利用问题,选择毛白杨育性好的雌株诱导大孢子染色体加倍选育白杨杂种三倍体,为毛白杨三倍体育种提供技术支撑。方法本研究以毛白杨无性系MC1和MC2为母本,银腺杨YX1为父本。根据白杨大小孢子发生发育存在相关性的原理,以雄株小孢子发育进程为即时判别大孢子发生进程的参照,当小孢子发育至单核早期、单核靠边期和双核期时,分别施加38、40和42 ℃高温持续处理雌花序4 h。结果两个杂交组合的处理组共得到189株毛白杨杂种三倍体,其中MC1×YX1组合中共获得70株杂种三倍体,平均诱导率为56.45%;MC2×YX1组合中共获得119株杂种三倍体,平均诱导率为47.04%,对照组未获得杂种三倍体。当小孢子发育至单核靠边期,对应大孢子母细胞减数分裂至粗线期至中期Ⅰ,此时施加38和40 ℃高温处理4 h是毛白杨大孢子染色体加倍的最佳处理时期。两个杂交组合的杂种三倍体在平均苗高和地径生长方面均优于二倍体,但组合间存在一定差异,表明三倍体育种同样需要重视亲本选配。结论研究进一步证明高温诱导大孢子染色体加倍是一种高效获得毛白杨杂种三倍体的技术途径,相关技术进步对于推进毛白杨良种选育进程具有重要的意义。      

不同2n雌配子来源的青杨杂种三倍体与其亲本蛋白质组差异研究

目的研究两种2n雌配子来源的青杨杂种三倍体与亲本的蛋白质组表达差异,从蛋白水平探讨异源三倍体杨树在生长、抗性等方面具有优势的分子基础,为杨树多倍体选育和遗传改良提供科学依据。方法采用同位素标记相对和绝对定量(iTRAQ)技术对青杨三倍体与其亲本进行定量蛋白质组学研究,所提取的杨树蛋白质样品经FASP酶解、iTRAQ试剂标记、高pH-RPLC分离、RPLC-MS分离分析,获取的串联质谱数据通过软件Proteome Discoverer 1.3搜库进行蛋白质鉴定,通过蛋白质相对定量的比较寻找差异表达蛋白,再对差异蛋白质进行GO、KEGG代谢通路分析。结果本研究共鉴定出1 472个蛋白质,差异蛋白202个。FDR和SDR青杨杂种三倍体与母本‘哲引3号杨’、父本‘北京杨’的差异蛋白比率在2.0%~10.1%之间。两种不同2n配子来源三倍体中FDR与亲本差异蛋白比率最高,且两种三倍体与父本的差异蛋白比率均比母本高。通路注释分析显示,差异蛋白显著富集于代谢相关、核糖体组装、光合作用和胁迫响应等通路。结论杂交和加倍后促进了蛋白质的合成以及光合作用的增强,并提高了多倍体的抗逆性和适应性,这些变化促进了杨树异源多倍体营养生长优势的形成。      

秋水仙碱处理诱导银灰杨2n花粉与杂种三倍体创制

目的为创制银灰杨杂种三倍体新种质，研究完善银灰杨三倍体育种技术体系，筛选生长迅速、抗逆性强的银灰杨新品种。方法本研究以银灰杨、河北杨以及银腺杨为试验材料，在优化秋水仙碱诱导银灰杨花粉染色体加倍技术条件的基础上，开展了秋水仙碱注射处理对2n花粉粒表面结构的影响以及杂交创制杂种三倍体的研究。结果减数分裂时期、注射次数、减数分裂时期与注射次数的交互效应均对2n花粉诱导率具有极显著影响。利用0.5%的秋水仙碱溶液对发育至粗线期的花粉母细胞进行11次注射处理是秋水仙碱诱导银灰杨花粉染色体加倍的最佳处理组合，2n花粉平均诱导率最高可达（30.27 ± 8.69）%。与天然2n花粉粒相比，秋水仙碱诱导型2n花粉粒表面结构出现了明显的裂沟，说明秋水仙碱注射处理对2n花粉花粉壁形成具有一定的影响。选取含有一定2n花粉比例的花粉，分别与河北杨、银腺杨雌配子进行授粉杂交，共收获杂种苗木4 955株，检测出三倍体5株，其中，2株三倍体来源于河北杨 × 银灰杨的杂交组合；另3株三倍体来源于银腺杨 × 银灰杨的杂交组合。结论秋水仙碱能高效诱导银灰杨花粉染色体加倍并获得2n花粉，但是注射会影响2n花粉花粉壁的形成，使得2n花粉粒表面结构产生裂沟。秋水仙碱诱导的2n花粉可以用于授粉杂交，成功获得杂种多倍体植株。      

高温诱导胚囊染色体加倍获得毛白杨杂种三倍体

鉴于多倍体育种在杨树良种选育方面的优势,针对配子败育严重的毛白杨作母本杂交困难等问题,根据多年实地观察,选择结实率较高的毛白杨无性系3119、3532、8212为母本,银腺杨雄株YX1为父本,尽可能在雌蕊发育接近可授期时进行雌花枝水培,防止因营养不足而导致杂种胚败育的影响,在此基础上,选用39和42 ℃高温分别对授粉后4、16、28和52 h的雌花序持续处理2和4 h,并设置未施加高温处理的对照组合,同时同步固定与处理花序状态相同的毛白杨无性系3119的雌花序,组织切片观察统计胚囊发育过程各时期所占比例,以确定毛白杨胚囊染色体加倍与胚囊发育的相关关系。结果表明:3个杂交组合的各处理共获得458株毛白杨杂种三倍体,其中毛白杨3119×银腺杨组合共获得211株杂种三倍体,平均三倍体得率为57.97%;毛白杨3532×银腺杨组合共获得230株杂种三倍体,平均三倍体得率为65.71%;毛白杨8212×银腺杨组合共获得17株杂种三倍体,平均三倍体得率为70.83%,对照组合未获得杂种三倍体。从染色体加倍有效处理时期看,毛白杨3119雌花序在授粉后4~64 h均处于胚囊发育的3次有丝分裂内,不同花序间以及同一花序不同胚珠间表现出一定程度的不同步性,证明高温加倍获得的毛白杨×银腺杨杂种三倍体来源于胚囊染色体加倍;而从染色体加倍的处理温度和持续处理时间看,39、42 ℃的处理温度和2、4 h的处理持续时间均适宜于毛白杨胚囊染色体加倍,不同处理温度和不同持续处理时间之间并无太大差异。对杂种后代生长性状观察结果表明,各杂交组合的三倍体株高和地径平均值普遍高于二倍体。有关研究结果表明,高温诱导胚囊染色体加倍是一种高效获得杨树杂种三倍体的方法,对于毛白杨遗传改良具有重要价值。      

青黑杨杂种三倍体花粉母细胞减数分裂染色体行为及其花粉变异研究

目的本研究通过分析青黑杨杂种三倍体的花粉母细胞减数分裂特征和配子变异规律,为进一步利用三倍体种质作为中介材料进行杨树染色体工程育种奠定基础。方法本研究以雌配子染色体加倍来源的‘哲引3号杨’ × ‘北京杨’杂种三倍体WT-21及杂种二倍体WD-2雄株为材料,基于醋酸洋红染色压片观察,比较分析了两者花粉母细胞减数分裂染色体行为及花粉形态变异。结果（1）无论是三倍体杂种WT-21还是二倍体杂种WD-2,其花粉母细胞减数分裂染色体行为均非常丰富,存在高频率的染色体提前分离、落后染色体、微核等异常现象,反映了亲本基因组间较强的异质性。（2）WT-21和WD-2花粉母细胞减数第二次分裂过程均存在平行纺锤体、融合纺锤体、三极纺锤体等异常定向,而且在WT-21中还发生胞质提前分裂,共同导致减数分裂产物中二分体、三分体等的产生。（3）三倍体WT-21的花粉空瘪率达44.55%,高于二倍体WD-2;WT-21饱满花粉的直径显著大于WD-2,从花粉直径分布可推测出WT-21能产生少量未减数花粉;WT-21的花粉生活力为（1.08 ± 0.44）%,显著低于二倍体WD-2（28.67% ± 2.04%）。结论由于倍性效应和杂合性的双重影响,青黑杨杂种三倍体的花粉母细胞减数分裂存在复杂的染色体行为,并对配子发育造成影响;利用三倍体的花粉进行授粉,可能获得非整倍体和四倍体后代,为杨树染色体操作奠定基础。      

热激或低温诱导辣椒产生2n花粉的细胞遗传学机理

通过检查小孢子母细胞减数分裂染色体行为和四分孢子行为，分析了热激或低温诱导产生2n花粉的细胞遗传学机理。减数分裂细线期——偶线期的母细胞经过热激或低温处理，联会复合体的形成受到抑制，形成FDR重组核，产生未经交换或少交换的FDR2n花粉。热激或低温处理影响联会复合体的稳定性，开始处理时处于减数分裂粗线期——终变期的母细胞中，观察到二价体提前解体，部分母细胞发生第1次分裂核重组，产生已经交换的FDR2n花粉。热激、低温还能使处于减数分裂后期I——中期Ⅱ的母细胞产生异常，一是后期Ⅱ出现落后染色体，造成部分细胞第2次分裂核重组，产生SDR2n花粉；再是减数分裂的细胞质异常分裂，四分体时期产生双核二分体，但不能明确这种二分体发育成的2n花粉属于FDR型还是SDR型。     

大白菜2n配子发生的细胞学机制研究

研究了大白菜(BP058株系等)2n配子发生的细胞学机制。结果表明,由于中期II纺锤体定位方向变异,导致二极体和三极体形成,最终形成2n雄配子。其中三极体为2n雄配子形成的主要途径,比率高达86·5%。2n雌配子遗传传递率65·18%,远高于2n雄配子的传递率(23·29%)。二、四倍体杂交2n卵(2x=20)×n花粉(2x=20),其杂交胚乳和杂种胚能正常发育;而二倍体n配子与四倍体n配子杂交,虽能受精形成三倍体杂种合子,但授粉后15d胚乳完全解体,致使胚乳败育不能形成种子。     

甘蓝型油菜与黑芥种间杂种的细胞遗传学特征

为将黑芥（Brassica nigra ）抗病基因引入甘蓝型油菜（B ．napus ）,通过有性杂交合成甘蓝型油菜与黑芥的三倍体杂种,经基因组加倍获得相应的六倍体,并观察三倍体和六倍体花粉母细胞减数分裂行为。结果表明：三倍体表现为花粉完全不育,而六倍体雌配子育性得到较好恢复,雄配子育性较低（10％～20％）。三倍体减数分裂终变期染色体主要以单价体形式存在,每个细胞平均形成3．8～5．9个二价体,也有极少数三价体出现。六倍体减数分裂染色体主要形成二价体,并以较低频率形成单价体和四价体。六倍体减数分裂后期 I 均等分离的细胞仅占65％～85％。落后染色体、非四分孢子等异常减数分裂行为也有发生。     

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。     

以本地早橘和槾橘为母本倍性杂交创制柑橘三倍体

【目的】基于二倍体与四倍体倍性杂交策略创制柑橘三倍体新种质。【方法】以二倍体为母本,四倍体为父本进行人工授粉,授粉后85 d采摘幼果并对未成熟种子实施幼胚离体挽救培养;再生植株后,用流式细胞仪和根尖染色体计数法对再生植株进行倍性鉴定;并用SSR标记对三倍体后代进行分子鉴定。【结果】以本地早橘和槾橘为母本,8个异源四倍体体细胞杂种和1个双二倍体为父本,配置9个倍性杂交组合,共授粉2 749朵花,坐果489个,平均坐果率17.8%;培养幼嫩种子2 239粒,经幼胚离体挽救培养,共再生植株260株;用流式细胞仪和根尖染色体计数检测再生植株倍性,获得三倍体141株;SSR分子鉴定表明从槾橘×NS组合随机选取的50株三倍体后代全部为双亲的有性后代;三倍体后代在温室生长一年后,采用嫁接（枳砧）将这些三倍体定植于田间。【结论】这些三倍体新种质为本地早橘和槾橘无核新品种培育奠定了宝贵的材料基础。     

秋水仙碱诱导白杨三倍体新途径的发现

以银腺杨等为母本 ,毛白杨为父本 ,授粉后一定时间采用秋水仙碱溶液处理花序 ,共获得 40 2粒种子 ,成苗10 7株 ,从中检出 2 1株银腺杨×毛白杨三倍体 .证明授粉后 2 4～ 3 6h是施加秋水仙碱诱导白杨三倍体的有效时期 ,三倍体得率最高达 57 1% .通过这一途径获得的白杨三倍体同样具有十分明显的生长优势 ,2年生实生苗的平均苗高、地径超出全部后代群体总平均值的 2 9%和 65% ,其中以BY3 2 0等表现最佳 ,分别超出群体平均数的 55%和119% .该研究为高效诱导白杨三倍体找到了一条新的途径     

现代月季品种‘赞歌’和粉团蔷薇杂交后代鉴定与评价

目的本研究通过对现代月季品种‘赞歌’（2n = 4x = 28）和野蔷薇变种粉团蔷薇（2n = 2x = 14）的杂交后代群体进行杂种鉴定和评价,为利用野蔷薇改良现代月季品种提供重要的理论依据和材料基础。方法以现代月季品种‘赞歌’ × 粉团蔷薇的91株杂交后代为材料,综合利用形态学观察、流式细胞仪倍性检测、核型分析和SSR标记对杂交后代进行杂种鉴定和评价,并分析了不同方法对蔷薇属杂交后代鉴定的效率。结果杂交后代的表型参数多介于两亲本之间,变异系数为19.71% ~ 67.13%,变异广泛;流式细胞仪检测结果显示91个杂交后代中有70个三倍体（2n = 3x = 21）,18个四倍体,1个六倍体（2n = 6x = 42）,2个不能确定倍性;对21个流式细胞仪检测为非三倍体的后代和3个连续开花的三倍体后代进行染色体核型分析,发现18个后代的分析结果与细胞流式仪倍性检测结果一致,确定流式细胞仪测定倍性的准确率为93.41%;从26对SSR引物中筛选出7对多态性引物对2个四倍体和1个六倍体后代进行扩增,结果显示2个四倍体的杂交后代为假杂种,六倍体后代为真杂种。结论在鉴定不同倍性蔷薇属植物杂交后代时,核型分析和SSR标记法比形态学观察和流式细胞术更准确。本研究获得的三倍体杂交后代为利用野蔷薇改良现代月季品种提供了新的种质材料。      

东方百合2n雌配子诱导及三倍体多样性研究

 以东方百合为材料，在株高为20～30cm时，用0.1％～0.4%的秋水仙素处理二倍体品种的花蕾成功获得了2n配子。然后将2n雌配子与1n雄配子杂交形成了三倍体胚，再通过胚拯救技术获得了三倍体植株。细胞学鉴定表明三倍体气孔比二倍体大，但比四倍体小。三倍体染色体数为36（2n＝2x＝36），二倍体染色体数为24（2n＝2x＝24）。而且，2n配子杂种后代存在染色体数目的多样性。此外，还对百合三倍体种球的繁育也进行了探索。     

现代月季和玫瑰杂交后代的鉴定与评价

以现代月季品种(2n =4x =28)为母本,玫瑰品种(2n =2x =14)为父本设4 个组合进行杂交,获得杂交后代13 个。综合利用形态学观察、流式细胞仪倍性检测、核型分析以及SSR 分子标记对其中的7 个杂交后代进行了杂种 鉴定。结果表明:杂交后代多具备父母本的中间形态学特征;流式细胞仪检测结果和核型分析均表明7 个杂交后 代为三倍体(2n =3x =21),核型特征多介于父母本之间,以1A 型为主;11 对SSR 引物扩增结果发现7 个杂交后代 均含有父母本的特异性条带。从形态学、细胞学和分子标记数据证明杂交后代整合了现代月季和玫瑰的遗传物质 和表型特征,确定为真杂种,为利用玫瑰改良现代月季品种提供了新的种质材料。本研究结果也证明,流式细胞术 可以作为不同倍性蔷薇属植物杂交后代的快速鉴定方法。