毛白杨基因库优树倍性检测及性状对比分析

以山东冠县毛白杨基因库内的优树为对象,采用流式细胞仪对基因库内469个毛白杨无性系的染色体倍性进行检测,并对检测出来的毛白杨天然三倍体和邻近的同种源二倍体对照的生长、形质和叶片气孔大小等性状变异进行研究。结果表明:在基因库内共检测出28个毛白杨天然三倍体无性系,占基因库无性系总数的6.0%,包括24个雌性三倍体无性系、4个雄性三倍体无性系,其中北京2个、河北12个、山东1个、山西2个、陕西11个,分别占基因库无性系总数的0.4%、2.6%、0.2%、0.4%和2.3%;毛白杨天然三倍体在生长、形质和叶片气孔特性等性状上存在共性,与二倍体相比,具有生长量大、侧枝粗、气孔大而稀疏等特点;天然三倍体无性系和二倍体无性系在胸径、材积、侧枝粗、气孔长度、气孔宽度、气孔密度等均存在极显著差异,树高存在显著差异,且不同天然三倍体无性系间的叶片气孔长度、气孔宽度、气孔密度间的差异也达到了极显著性水平;此外,毛白杨天然三倍体群体中也有部分个体表现出类似二倍体的特征,其中存在一些在生长等性状表现较差的无性系,表明天然三倍体无性系并非株株均优,毛白杨天然三倍体应用时同样有必要进行选择。      

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。