芍药属组间杂交种皮开裂种子的解剖观察与胚培养

【目的】探究芍药属组间杂交种皮开裂种子的内部状态和胚培养成苗表现,为揭示种皮开裂种子的成苗潜力、提高组间远缘杂交育种效率提供参考。【方法】以24个芍药属组间杂交组合种皮开裂的种子为试验材料,解剖后观察并统计胚和胚乳的发育情况,通过离体培养观察胚的萌发和生长规律,分析不同组合种皮开裂种子发育和成苗差异。【结果】芍药属24个组间杂交组合中均出现了种皮开裂的杂交种子,平均种皮开裂率高达61.08%;1 767粒种皮开裂种子中,有11.09%的胚乳已腐烂;胚乳未腐烂种子中,约90%以上种子的胚乳存在不同程度的损伤或病变,24.18%的种子内部未观察到可见胚。对解剖得到的1 185个组间杂种胚进行离体培养发现,有24.73%的胚不萌发,63.47%的胚生长异常,仅有4.47%的胚能正常生长,得到完整植株。胚培养得到的完整植株具备良好的活力,移栽成活率达到86.79%。24个杂交组合种皮开裂种子通过离体胚培养共得到46株移栽成活的组间杂种苗,平均成苗率为2.60%,接近正常组间杂交种子的播种成苗率（2.75%）。【结论】种皮开裂现象在芍药属组间杂交种子中普遍存在,是组间远缘杂交障碍的重要表现之一,用离体胚培养技术能有效克服这类障碍,提高成苗率。     

牡丹异源四倍体核型和育性分析

通过核型分析首次发现3个牡丹异源四倍体，并通过杂交试验分析其育性特点与育种潜力。分析表明，3个材料均具有20条染色体。核型公式，材料07-LB-30为2n=4x=20=16m(1SAT)+4st(1SAT),07-LB-22为2n=4x=20=15m(1SAT)+1sm(1SAT)+4st(3SAT),07-LB-56为2n=4x=20=16m(3SAT)+4st。杂交试验表明，07-LB-30分别作父、母本均具良好育性，是优良亲本材料；07-LB-22是雄性不育的优良母本，具有重要育种价值；07-LB-56虽然作母本不育，但作父本有一定育性，是培育重瓣多倍体牡丹的重要材料。     

‘正午’牡丹染色体预处理方法优化和在核型分析中的应用

  目的   染色体核型信息是植物遗传育种研究的重要基础。亚组间远缘杂交育种是现代牡丹育种的重要方向。牡丹组植物染色体形态相似度高,远缘杂种的核型分析需要大量高质量的染色体制片。预处理是影响染色体制片质量的关键环节,通过改良预处理方法,提高染色体制片质量和效率,对获得牡丹远缘杂种准确的核型数据、研究牡丹远缘杂交育种的遗传规律具有重要意义。   方法   本研究以‘正午’牡丹幼嫩花蕾中的雌蕊为材料,量化分析了4 ℃条件下不同预处理液和预处理时间对染色体收缩程度和分散程度的影响,统计了不同预处理效果下核型数据的差异。   结果   用对二氯苯饱和水溶液或对二氯苯-α-溴萘混合液进行预处理,均能取得良好的效果。在4 ℃下用对二氯苯饱和水溶液预处理36 ~ 72 h,或对二氯苯-α-溴萘混合液预处理24 ~ 48 h,可稳定获得大量收缩适度、分散良好的染色体制片。利用大量高质量的染色体制片获得了‘正午’牡丹更多的核型信息:其核型公式为2n = 2x = 10 = 8m（2SAT） + 2st（2SAT）,随体位于第4、8、9、10号染色体短臂上,其中9、10号染色体上的随体比4、8号染色体上的随体更容易观察到。   结论   通过改进预处理效果能有效提高‘正午’牡丹染色体制片质量和效率,获得更加丰富、准确的核型信息。本研究采用的量化方法能从染色体收缩程度和分散程度两个方面有效评价染色体制片质量,筛选出的预处理方法稳定、高效,为远缘杂种牡丹染色体核型分析和进一步遗传学研究奠定了良好的基础。      

‘正午’牡丹核型分析及减数分裂的染色体行为观察

目的芍药属牡丹组革质花盘亚组与肉质花盘亚组间的远缘杂交是现代牡丹育种的重要方向之一。然而,亚组间杂种普遍高度不育,很难继续用于杂交育种。‘正午’牡丹是一个观赏性好、适应性强的亚组间杂交品种,虽然其通常高度不育,但仍被用作亲本培育出一些优异的杂交后代,表现出一定的育性。研究其减数分裂的染色体行为,可为揭示其极低育性的形成机制提供重要的信息。方法本研究以‘正午’幼嫩花蕾中的雌蕊为材料,进行体细胞染色体核型分析;以花药为材料进行花粉母细胞减数分裂观察。结果‘正午’牡丹为二倍体,核型公式为2n = 2x = 10 = 7m + 1sm + 2st（1SAT）。其花粉母细胞可通过正常的减数分裂形成四分体及小孢子,减数第一次分裂中约有70%的花粉母细胞发生染色体行为异常,包括单价体及多价体、染色体桥、断片、落后染色体、不等分裂等,其中染色体桥出现频率最高;减数第二次分裂中,染色体行为异常率同样高达70%,常见的异常类型包括纺锤体定位异常、不同步分裂、染色体桥、断片、落后染色体等,最后形成二分体、三分体、微核或特小的额外小孢子。结论‘正午’减数分裂存在大量异常可能与其高度杂合的核型有关。普遍存在的单价体及多价体引起的不等分裂和染色体桥及断片造成的染色体片段缺失等染色体行为异常可能是导致‘正午’牡丹高度不育的重要原因。同时,仍有一小部分花粉母细胞能够顺利完成减数分裂,形成小孢子。其中一部分通过二分体或三分体形成未减数小孢子,表明其具有用于培育多倍体牡丹的潜力。