无花粉污染百合的杂交育种研究

[目的]本文旨在研究影响无花粉污染百合杂交亲和性的相关因素,为选育无花粉污染百合新品种奠定基础。[方法]选取无花粉亚洲百合品种‘小小的吻’和‘平凡生活’,不散粉品种‘简单华尔兹’以及花粉团聚状OT百合品种‘耶罗琳’作为母本,以11份百合种质资源为父本,进行常规杂交,研究各个组合的杂交亲和性。通过花粉管荧光显微观察与石蜡切片重点研究了‘小小的吻’为母本的杂交组合杂交亲和性差异的原因。[结果]父本中,东方百合‘索邦’的花粉萌发率最高(95.30%),LA百合‘莫泽尔’的花粉萌发率最低(6.79%)。33个杂交组合中,以‘小小的吻’作母本的10个杂交组合的平均杂交亲和指数最高,为3.61%,其中‘小小的吻’ב小飞碟’杂交亲和指数最高;以‘平凡的生活’为母本的9个杂交组合的平均杂交亲和指数为0.90%,其中‘平凡生活’ב正直’的杂交亲和指数最高;以‘简单华尔兹’为母本的8个杂交组合的平均杂交亲和指数为0.57%;以‘耶罗琳’为母本的6个杂交组合的杂交亲和指数均为0。所有杂交亲和的杂交组合中,其父本除LA百合‘正直’与川百合外,均为亚洲百合;亚洲百合与亚洲百合之间杂交有亲和性,而亚洲百合与东方百合、OT百合杂交均不亲和。‘小小的吻’部分杂交组合不亲和原因主要是花粉管未到达花柱底端所致;而以‘小小的吻’为母本的杂交亲和的组合中,花粉管均能到达子房,但其胚胎发育存在正常和异常2种情况。[结论]百合杂交亲和性与父本花粉活力无关,主要与父母本亲缘关系有关,来自同一杂种系列的父母本杂交亲和性较高,亚洲百合‘小小的吻’最适合作为选育无花粉污染百合的母本。受精前生殖障碍是无花粉百合杂交不结实的主要原因。     

百合杂交亲和试验

以东方百合(O)品种卡瓦娜(Corvara)、索邦(Sorbonne)、星球战士(Starfighter)作为父本材料,以OT百合品种(东方百合与喇叭型百合杂交后代)黄精灵(Yelloween)、罗宾娜(Robina)作为母本材料进行杂交试验,分别统计授粉后的子房膨大率与胚培养的萌发率来判断杂交组合的亲和情况。结果显示：东方百合内部杂交亲和性好,杂交容易得到后代;东方百合与OT百合的罗宾娜杂交亲和性较好,子房膨大率为100%,胚培养萌发率为3.3%;东方百合难以与OT百合的黄精灵得到杂交后代。     

不同百合品种杂交亲和性试验

以O百合(东方百合)和OT百合(东方百合与喇叭型百合杂交后代)为材料进行杂交试验,分别统计授粉后的子房膨大率与胚培养的萌发率,判断杂交组合的亲和情况。结果表明,O百合内部杂交亲和性好,杂交易得到后代;O百合与OT百合的罗宾娜杂交亲和性较好,子房膨大率为100%,胚培养萌发率为3.3%;O百合难以与OT百合的黄精灵得到杂交后代。     

紫斑百合远缘杂交亲和性分析及杂交障碍克服

[目的]探究野生紫斑百合远缘杂交亲和性及克服杂交障碍的措施,为野生紫斑百合资源开发利用及具有绿色、清香、抗性等优良性状的百合新品种选育提供理论参考.[方法]以云南地区野生紫斑百合及栽培品系东方百合(7个品种)和OT百合(5个品种)为材料,采用切割花柱(CS)和常规授粉(NP)两种方法进行远缘杂交,分析紫斑百合与东方百合和OT百合的远缘杂交亲和性,通过荧光显微技术观察花粉萌发及花粉管生长动态,并通过染色体法鉴定F1代的倍性.[结果]常规授粉方式下,紫斑百合作母本的12个杂交组合中仅紫斑百合×索邦(NP)、紫斑百合×西诺红(NP)和紫斑百合×布卡迪(NP)3个杂交组合的亲和性相对较好,其他9个组合(NP)均杂交不亲和,存在受精前障碍,但切割花柱授粉方式下,紫斑百合作母本的12个杂交组合均具有不同程度亲和性,其中,紫斑百合×罗宾娜(CS)杂交亲和性最佳,其子房膨大率、有胚率、杂种胚萌发率和亲和指数分别为40.00%、15.12%、43.08%和6.05.以紫斑百合为父本的6个杂交组合在两种授粉方式下的杂交亲和性整体较差,仅切割花柱授粉方式下的罗宾娜×紫斑百合(CS)的子房膨大率和有胚率分别为20.00%和10.71%,其他5个杂交组合的子房假膨大或授粉后不久枯萎衰败.紫斑百合×索邦(CS)授粉后其花粉管到达子房胚珠的时间比紫斑百合×索邦(NP)提前4 d,有利于减少花粉管伸长过程中的营养消耗及杂交障碍的克服.西诺红×紫斑百合(NP)和黄天霸×紫斑百合(NP)2个杂交组合授粉8 h后花粉均在雌蕊柱头上萌发,花粉管沿着花柱向下延伸,黄天霸×紫斑百合(NP)的花粉萌发量较西诺红×紫斑百合(NP)少,但二者均在花柱和胚囊两端出现不同程度的胼胝反应,花粉管扭曲缠绕,阻碍花粉管伸长及伸向胚珠完成受精.紫斑百合×白色眼睛(CS)的杂交后代组培苗染色体数为24条,属二倍体;但紫斑百合×斯特腾(CS)和紫斑百合×维拉布兰斯(CS)的杂交后代组培苗染色体数分别为26和28条,为非整倍体植株.[结论]切割花柱授粉法可较好地克服紫斑百合与东方百合和OT百合远缘杂交受精前杂障碍,提高各杂交组合的子房膨大率、有胚率和杂种胚萌发率,且紫斑百合正反交组合的杂交亲和性差异明显,紫斑百合作母本的杂交组合较其作父本的杂交组合亲和性好,说明其杂交亲和性具有单向性.     

短生育期‘骄阳’百合的育性分析及2n配子诱导

  目的  探究百合远缘杂种‘骄阳’百合的花粉与雌配子的育性，通过诱导提高、恢复配子的育性，在多倍体优秀种质渗入育种中加以应用。  方法  以‘骄阳’百合为试验材料，通过醋酸洋红染色法观测花粉育性，观察其花粉母细胞减数分裂进程，采用秋水仙素注射法诱导2n配子，通过与兰州百合杂交以验证2n花粉育性；为探究雌配子的育性，以‘骄阳’百合为母本与兰州百合杂交，通过直接授粉法与切割柱头授粉法，以子房膨大率、有胚种子数、发芽率加以衡量雌配子的育性。  结果  ‘骄阳’百合在花粉母细胞减数分裂过程中存在染色体与细胞质不均等分离的现象，产生大量非整倍体小孢子，不能发育成可育的花粉，雄配子没有育性。通过秋水仙素处理后，产生部分有活力的2n花粉，适宜的秋水仙素诱导浓度为0.10%，最高诱导率为86.00%，与兰州百合杂交时未能结实。当‘骄阳’百合作母本与兰州百合杂交时可以结实，雌配子具有育性并产生非整倍配子，通过切割柱头法授粉，子房膨大率由11.91%提高至65.02%。  结论  ‘骄阳’百合的花粉不育，利用秋水仙素可以诱导2n花粉的产生并恢复一定的育性；而雌配子可育，作为母本杂交能获得有胚种子并发芽。研究‘骄阳’百合的育性有助于进一步对不同杂种系间百合进行种质渗入，对培育综合性状优良的百合新品种具有重要价值。      

不同授粉方法对克服百合杂交受精前障碍的作用

为克服由受精前障碍造成的百合杂交不亲和,以3个杂种系的品种和2个野生种为试材,探讨了切割花柱授粉对百合品种自交、近缘杂交和切割花柱授粉、柱头涂抹1 g/L BA或1 g/L NAA或柱头涂抹花粉培养液4种授粉方法对百合远缘杂交,以及花柱长度对百合近缘杂交结实的影响。结果表明:切割花柱授粉法促进百合‘Sor-bonne’的自交结实,获得30个自交胚,与对照比差异极显著(P<0.01)。11个近缘杂交组合中,切割花柱授粉法使本来亲和的6个近缘杂交组合所形成的杂种胚数从30个以上减少至10个以下,有的组合甚至1个杂种胚都没有得到。应用在远缘杂交组合上的授粉方法,只有柱头涂抹花粉培养液得到了8个果,比作为对照的柱头授粉法多6个果,但最终均未得到杂种胚。正反交的4个组合,以花柱较长的亲本为母本时成胚数较多;母本相同的2个近缘杂交组合,父本花柱较短的组合成胚数较多。可见,切割花柱授粉法能克服‘Sorbonne’的自交不亲和性,但对本试验的近缘杂交组合没有促进作用。对于东方百合品种‘Casa Blanca’与‘Sorbonne’正反交,以及‘Casa Blanca’与‘Siberia’正反交这2个近缘杂交组合,母本花柱比父本花柱长,并不阻碍杂交结实。     

金樱子与2个现代月季品种杂交结实率差异的原因

以现代月季品种‘东方欲晓’和‘火焰舞’为母本,蔷薇属野生种二倍体金樱子(Rosa laevigata Michx.)为父本进行杂交,在人工杂交前,利用花粉离体培养法测定父本花粉活力,杂交后分别利用苯胺蓝染色法和常规石蜡切片技术研究授粉后花粉在柱头上萌发的形态特征以及胚胎发育情况。结果表明:杂交时金樱子花粉活力为39.8%;‘东方欲晓’与‘火焰舞’人工授粉后每个柱头上的花粉萌发数及萌发率均先升后降,在12 h达到最高值;但随后萌发数量急剧下降,并且大部分花粉管细短、弯曲且停留在柱头表面,到48 h时柱头萌发花粉数几乎为0。‘东方欲晓’在授粉后10 d可观察到其子房中幼胚异常降解,最终未收获到种子;‘火焰舞’的杂交胚胎中可观察到心形胚、鱼雷形胚及子叶形胚,但后期出现胚胎异常降解,结实率仅为6.3%。表明,父本花粉活力不影响杂交结实率,但授粉后24 h的花粉管出现异常以及受精后幼胚败育可能是导致‘东方欲晓’杂交失败的主要因素;胚胎后期败育是‘火焰舞’杂交结实率低的主要原因。     

百合系间杂交以铁炮百合为父本的亲和性

以亚洲百合、东方百合、LA杂交种百合、OT杂交种百合的31个品种为母本,采取常规杂交与切割柱头2种方式,与铁炮百合中的白天堂品种杂交,研究铁炮百合与其他百合的杂交亲和性。结果表明,东方百合、亚洲百合与白天堂杂交获得的膨大蒴果及有胚种子率较高,OT杂交种次之,LA杂交种未得到膨大蒴果及有胚种子。切割柱头法在东方百合、OT杂交种百合与白天堂的杂交中起到了促进作用,而在亚洲百合与白天堂的杂交中则表现出抑制作用。     

有斑百合和亚洲百合杂交亲和性的研究

为使我国野生百合资源用于新品种培育中,将有斑百合与亚洲百合进行杂交,评价其杂交亲和性.以有斑百合和8个亚洲百合品种为试验试材,采用常规柱头授粉,切割花柱授粉和柱头KCl处理3种不同授粉方法进行杂交.1)切割花柱的授粉方法能有效克服有斑百合为父本的组合的杂交障碍,其中‘Navona’×有斑百合、‘Lollypop’×有斑百合、‘Apricot pixels’×有斑百合和‘Pollyanna’×有斑百合的坐果率高达100％,‘Loroto’×有斑百合和‘ Prato,×有斑百合的有胚率也分别提高到15.9％和14.8％.2)柱头KCl处理未能克服有斑百合和亚洲百合之间的杂交障碍.3)有斑百合与亚洲百合杂交存在单向不亲和,有斑百合适合作父本.当父本花柱粗短(如有斑百合),母本花柱细长(如亚洲百合)时,用切割花柱的方法可以克服杂交障碍,提高蒴果膨大度.     

95份百合种质资源花粉量的测定与散粉特性分析

[目的]本文旨在研究影响百合散粉的相关因素,为培育无花粉污染百合品种奠定基础。[方法]以95份百合种质资源为试材,调查其花粉量和与散粉特性相关的花器性状。[结果]95份百合种质资源中,3份没有花药,其余92份均含有花药,花粉量变幅为0～192.5万粒,其中喇叭百合平均花粉量最高,分别是亚洲百合、铁亚百合杂种系(LA百合)、铁东百合杂种系(LO百合)、东喇百合杂种系(OT百合)、东方百合和野百合的4.34、3.35、3.32、1.52、1.60和1.59倍。花药体积变幅为0～609 mm3,其中喇叭百合花药平均体积最大为494 mm3,分别是上述其他6个系列的4.66、3.41、2.51、1.21、1.57和1.64倍。野百合花药中花粉密度最大,平均为644粒·mm-3,分别为亚洲百合、LA百合、LO百合、OT百合、东方百合和喇叭百合的1.27、1.10、1.52、1.38、1.12和1.14倍。4份百合种质资源未散粉,其中3份没有花药而不散粉。‘不锈钢’因花药不开裂而不散粉;‘耶罗琳’等花粉中含有大量油滴,花粉彼此黏着力较大,散粉时形成较大的花粉团,尽管花粉量较多,但花粉污染较轻;而‘德利安娜’等花粉含有油滴较少,花粉彼此黏着力较小,散粉时不易形团状,花粉污染较重。[结论]大部分百合种质资源花粉量较多,花粉污染严重;百合花粉量主要由花药大小决定,受花药中花粉密度影响较小;表观花粉量或花粉污染程度与花粉量成正相关,而与花粉粒之间黏着力度成负相关。