棉属种间杂交不亲和性的克服及杂种后代育性的研究

当前在棉花育种工作中,要选育出品质、产量以及抗病、抗逆性能比现有当家品种有较大突破的新品种,必须冲破陆地棉种内遗传规范的局限性,运用远缘杂交及其他新的育种手段,扩大和丰富陆地棉的遗传基础,创造新的遗传类型和开展杂种优势利用。然而棉属种间远缘杂交的不亲和性及后代雌雄性的不育性,是进行棉花远缘杂交育种经常     

远缘杂交创造棉花优异种质的研究初报

远缘杂交主要是指棉属内四大栽培种[草棉(G.herbaceum L.)、陆地棉(G.hirsutum)、海岛棉(G.barbadense)、亚洲棉(G.arboreum))之间以及与野生棉(G.herbaceum)之间的杂交。生产上栽培的主要是陆地棉品种。现有的栽培棉品种亲缘关系过近,遗传基础贫乏,已难以从中选出突破性品种,特别是生产上急需的多抗性品种。利用远缘杂交将野生棉、海岛棉等棉种有益性状转育到陆地棉栽培品种中,使不同棉种的优异性状进行组合,是丰富棉花种质基础、选育突破性品种的有效途径。     

棉花远缘核质杂种的培育与育种应用

综述了作者所在课题组近 30年的远缘杂交工作。通过染色体加倍、胚珠离体培养等技术 ,克服远缘杂交不亲和性及杂种后代不孕性 ,成功获得了多个种间杂种和异源细胞质的质核杂种。通过进一步回交选育 ,获得了异源细胞质的抗虫种质T458、Q1 0 38及纤维品质优良的陆地棉种质J80 80、H80 8、H82 8等。育成了棉属 9个种 (种系 )细胞质同核系 ,为棉属细胞质的遗传分类及演化研究提供了基础材料 ,研究了同一细胞核背景下异源细胞质的遗传效应。中棉和异常棉胞质能显著提高陆地棉抗性。实现了陆地棉胞质的陆地棉雄性不育“三系”配套。在实现了哈克尼西棉胞质陆地棉雄性不育“三系”配套的基础上 ,进一步与海岛棉 71 - 74杂交 ,改良了恢复系。从陆地棉与异常棉的远缘杂交后代中 ,选育出哈克尼西棉基因组以外的、来自异常棉基因组的新恢复源。展望了棉花远缘质核杂种的应用前景 ,提出种间质核杂种的应用是棉花育种的新途径     

抗蚜棉花新品种晋棉51号的选育及高产栽培技术

蚜虫是棉花生产的主要害虫之一,采用化学防治为主的措施会导致棉蚜天敌数量减少及害虫产生抗药性,而将野生棉种的多茸毛性状导入栽培种陆地棉可使其产生形态抗蚜特性。在克服棉花远缘杂交不亲和性、杂交后代不育两大障碍后,成功培育出具有形态抗蚜性状的远缘杂交低代材料。为克服远缘杂交后代疯狂分离的难题,又运用棉花半配合育种技术将培育出的抗蚜远缘杂交低代材料快速稳定,通过定向选择与鉴定培育出了抗蚜棉花新品种晋棉51号。结合配套的高产栽培技术,可以有效地降低栽培成本、提高生产效益。     

棉属三元杂种的合成及细胞遗传学鉴定

棉属有丰富的种质资源,野生棉具有栽培棉种所缺乏的许多优良性状,为了将野生澳洲棉和达尔文棉的优良性状导入陆地棉,以期改良栽培种陆地棉。本研究通过陆地棉和C组野生澳洲棉远缘杂交获得杂种F1,并对其进行染色体加倍,将加倍成的异源六倍体与野生四倍体达尔文棉杂交,获得陆地棉、澳洲棉、达尔文棉的三元杂种,并对该杂种进行形态学和细胞遗传学鉴定。形态学观察结果表明:三元杂种有三个亲本的遗传特性。花粉母细胞减数分裂结果表明后期存在异常行为,主要表现在65%的花粉母细胞减数分裂后期染色体不能均等分离,使得末期形成大量的多分体,这些多分体会进一步发育为败育花粉粒,统计结果表明正常花粉粒只占18.3%,导致该杂种高度不育。本研究不仅合成了综合三个亲本特性的三元杂种,也为该杂种不育提供了细胞遗传学证据,并为棉花新种质的创制提供了理论依据和中间材料。     

激素对陆地棉和海岛棉茎尖培养的影响

1AA,IBA,NAA,2,4-D对陆地棉和海岛棉茎尖培养有一定的促进作用,BA,KT,ZT则抑制棉花茎尖培养,在一定激素浓度范围内,随着激素浓度的升高,对棉花茎尖培养过程中地上部和地下部的生长均有促进作用,但继续增加激素浓度,虽对棉花茎尖培养不定根的形成仍有促进作用,但却抑制了地上部的生长.适合棉花茎尖培养的最佳激素和浓度为0.01～0.1 mg/L IBA.其中,在含有0.1 mg/LIBA的培养基中,陆地棉和海岛棉基因型间茎尖培养的效果存在着显著差异.以海岛棉不定根的形成能力较陆地棉容易,而地上部的长势则陆地棉优于海岛棉.其中,在陆地棉中又以浙506茎尖培养效果较好;泗棉3号相对较差.在海岛棉中,比马3-33茎尖培养效果较好,而米奴非10的茎尖培养效果较差.     

RAPD标记在棉属种间杂种后代检测中的应用

 以 [4x(亚洲棉×异常棉 ) ]×陆地棉的杂交后代培育的 5个种质系和 3个亲本为材料 ,用 2 2个随机引物进行了 RAPD分析。结果表明 :3个棉种具有明显的多态性差异。5个种质系均检测到来自不同棉种的 DNA特异片断 ;3个棉种间的遗传相似系数在 50 %以下。陆地棉亲本与种质系间和种质系与种质系间的相似系数在 0 .71 0～ 0 .933之间 ,平均为 0 .80 8。这些差异与回交亲本、单株选择的定向培育有关。研究结果对棉属远缘杂交育种具有一定的参考价值。     

Bt基因导入形态抗蚜棉研究

野生棉种多茸毛是一种形态抗蚜性状,其抗虫机理在于阻碍害虫特别是刺吸式害虫的取食,对幼虫的移动产生机械障碍作用,对棉蚜、棉叶螨、棉叶蝉、红铃虫等棉花害虫具有抗性。通过远缘杂交方式将野生棉种的多茸毛性状转育到栽培种陆地棉上,采用花粉管通道法将Bt基因导入形态抗蚜棉,获得转Bt基因形态抗虫棉纯合系;对纯合系2种害虫的抗性检测表明,通过转基因技术可以将高抗棉铃虫特性导入到形态抗蚜棉,但转化株系仍然保留了受体材料的抗蚜性状。表明通过远缘杂交与转基因技术可以实现多茸毛抗蚜性状与转基因抗棉铃虫性状的融合,并可有效解决棉花生产上的主要虫害。     

海岛棉与陆地棉不同纤维发育时期苯丙烷代谢相关基因表达差异比较

【目的】比较研究在海岛棉与陆地棉纤维发育过程中苯丙烷代谢相关基因(PAL和4CL)表达模式的差异。【方法】利用荧光定量PCR,检测不同品种来源纤维在不同发育时期目的基因表达量。【结果】发现PAL1及4CL1基因的表达量随纤维发育天数的增加而增加,在陆地棉军棉1号中,基因表达量在15 DPA达到最高,而在海岛棉新海20号中PAL1及4CL1基因的表达高峰期则为20 DPA。【结论】发现PAL1基因与4CL1基因的表达模式在海岛棉与陆地棉纤维发育过程中出现差异,海岛棉中两个基因的表达高峰期均晚于陆地棉,为逐步揭示海岛棉和陆地棉纤维品质差异的分子机理奠定了一定实验基础。     

秋水仙碱诱变棉花多倍体的效果初报

为了通过远缘杂交培育棉花雄性不育系,我们将棉花二倍体种(中棉、草棉及中草棉杂种)与四倍体种(陆地棉)杂交,进行远缘杂交前,先用秋水仙碱处理棉花二倍体种,使其染色体加倍。现将1973年及1974年诱变棉花多倍体工作情况汇报如下。