采用胚挽救获得Ogura CMS甘蓝与甘蓝型油菜的种间杂种

为将甘蓝型油菜细胞质雄性不育系(Ogura CMS)的恢复基因转至甘蓝Ogura CMS材料上,以6份甘蓝Ogura CMS材料为母本,以含恢复基因的甘蓝型油菜为父本,人工杂交结合胚挽救培养,研究取材时期、培养基成分和杂交组合对胚珠成苗的影响,同时对胚挽救培养获得的植株是否为真实F1杂种进行鉴定。结果发现,胚珠培养以剥蕾授粉后16d取材时胚珠成苗数最多,成苗率为4.56%;培养基以MS+GA 0.1 mg·L~(-1)+NAA 0.1 mg·L~(-1)+0.5%水解酪蛋白(CH)+0.5%活性炭(AC)成苗效果最好,成苗率高达6.24%;M09CMS×RFO-46组合成苗数最多,成苗率为5.96%。67株胚挽救培养得到的植株经流式细胞仪、SSR分子标记和形态学鉴定,得出65株为真杂种,真杂种率高达97%。     

不同化学试剂和处理方式加倍小麦单倍体植株的效果

【目的】长期以来,小麦单倍体植株染色体加倍主要采用移栽前秋水仙素溶液通气浸泡分蘖节方法,该方法存在操作复杂、污染环境等问题,而且秋水仙素毒性较强、用量较大、价格较高。本研究的目的是建立小麦单倍体植株简便、安全、高效的加倍方法,寻找可以替代秋水仙素用于小麦单倍体植株加倍的化学试剂。【方法】通过小麦品系Fielder花药培养,小麦品种科农199、新春9号和小麦品系CB037、中国春(CS)与玉米自交系郑58杂交获得小麦单倍体植株,小麦品系中国春与甘肃黑麦杂交获得小麦-黑麦双单倍体植株,利用0、5、10和20mmol·L~(-1)秋水仙素溶液分别采取分蘖节加注、叶片涂抹和培养基表面添加方式对不同来源小麦单倍体植株进行加倍,并采用培养基表面添加0、30、60和120μmol·L~(-1)甲基胺草磷、炔苯酰草胺和氟乐灵溶液对小麦单倍体植株及小麦-黑麦双单倍体植株加倍,比较不同加倍方法和3种除草剂的加倍效果,确定各个加倍试剂的适宜浓度。【结果】不同浓度秋水仙素溶液(0、5、10和20 mmol·L~(-1))加注小麦与玉米杂交单倍体植株分蘖节部位对小麦单倍体植株不具有加倍效果,不宜在小麦单倍体植株加倍中采用。10 mmol·L~(-1)秋水仙素溶液涂抹拔节期小麦单倍体植株叶片的加倍率为7.7%,其他3个秋水仙素溶液浓度没有加倍成功,也不适合小麦单倍体植株加倍。培养基表面添加4个浓度秋水仙素溶液处理小麦花药培养单倍体植株的加倍率分别为26.7%、42.9%、73.3%和85.7%。表明培养基表面添加秋水仙素溶液对小麦单倍体植株的加倍效果最好,适宜浓度至少为20 mmol·L~(-1)。培养基表面添加0、30、60和120μmol·L~(-1)炔苯酰草胺溶液处理小麦与玉米杂交单倍体植株的加倍率分别为0、0—57.1%、28.6%—75.0%和0—100%,其他2种除草剂处理小麦与玉米杂交单倍体植株没有成功;培养基表面添加120μmol·L~(-1)炔苯酰草胺溶液处理小麦与黑麦杂交双单倍体植株的加倍率为9.0%,添加其他3个浓度炔苯酰草胺溶液和其他3种加倍试剂均没有结实。【结论】60—120μmol·L~(-1)浓度炔苯酰草胺溶液对小麦单倍体植株加倍具有较好效果,培养基表面添加适宜浓度秋水仙素和炔苯酰草胺溶液对小麦单倍体植株加倍有效,而且简单易行。     

长果桑与桑树栽培品种远缘杂交F1代的植物学性状表现分析

[目的]分析长果桑与桑树栽培品种远缘杂交F_1代的植物学性状表现,为桑树远缘杂交的亲本选择提供参考。[方法]按照长果桑×桑树栽培品种和桑树栽培品种×长果桑2种远缘杂交类型配置杂交组合,每种杂交类型配置5个杂交组合,授粉、采种、育苗后栽植,调查叶片、枝条的主要植物学性状表现。[结果]在长果桑×桑树栽培品种和桑树栽培品种×长果桑2种远缘杂交类型中,各组合亲本均无椭圆形叶,F_1代均有椭圆形叶植株,平均比例分别为13.28%和10.48%;亲本无短尾叶尖的杂交组合,F_1代出现短尾叶尖植株的平均比例分别为29.88%和24.94%;亲本无钝头叶尖的杂交组合,F_1代出现钝头叶尖植株的平均比例分别为14.16%和11.86%。亲本无弯曲枝条的杂交组合,F_1代出现弯曲枝条植株的平均比例分别为26.83%和32.66%;亲本无折曲节间的杂交组合,F_1代出现折曲节间植株的平均比例分别为23.72%和18.28%。[结论]长果桑与桑树栽培品种远缘杂交F_1代的植物学性状表现丰富,出现了很多亲本中没有的性状,可以从中选择符合需要的植株开展材料创新和品种选育。     

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。     

抗根肿病种质资源的筛选及油菜抗根肿病种质的合成

为了筛选十字花科抗根肿病种质,将抗性基因转育到甘蓝型油菜中,利用四川成都根肿菌4号生理小种对西北农林科技大学油菜课题组搜集提供的30份十字花科种质进行接种筛选,并对病情指数进行显著性差异分析、欧式聚类分析及发病率与病情指数的相关性分析。最终获得7份高抗(HR)材料,包括3份白菜、3份芜菁和1份甘蓝,2份中感(MS)材料,2份感病(S)材料和19份高感(HS)材料,其中高感材料均为油菜;这30份材料的平均发病率为69. 13%,平均发病指数为51. 45;抗、感材料病情指数之间存在极显著差异,欧式聚类分析与病情指数分析结果相一致,发病率与病情指数之间存在线性相关。将筛选获得的抗病芜菁德白瑞与感病甘蓝型油菜育种骨干亲本徐09进行远缘杂交,利用形态学、抗性鉴定、SSR分子标记等方法对远缘杂交的F1进行了真假杂种鉴定。结果发现,获得的3株F1杂种叶色浓绿,叶片肥厚,叶缘刺毛较少,叶型修长呈椭圆形,整体性状表现介于两亲本之间且偏向于母本,接菌后无发病症状,并用筛选得到的15对具有较好扩增多态性的SSR引物扫描3株杂种及双亲,带型均同时表现父母本带型,最终确定这3份F1杂种均为真杂种。筛选的7份高抗材料和3份真杂种材料可以为根肿病抗性机理研究及油菜抗根肿病新品种的选育提供材料基础。     

花生远缘杂交后代的氨基酸含量变异分析

本实验室利用野生花生(A.monticola)与栽培品种(黑花生、桂花红)杂交,获得了一些具有高产性状的花生新材料。通过对这些远缘杂种后代种子的氨基酸含量进行检测,共能检测到17种水解氨基酸和20种游离氨基酸。其中含量最高的是谷氨酸,其次是天冬氨酸和精氨酸,三者的总和占总氨基酸含量的46.1%～47.3%。不同株系间氨基酸含量的变异系数有较大差异。本研究可为利用远缘杂交获得高产优质的花生新材料提供一定的理论依据。     

青海省引种俄罗斯沙棘的可行性分析

根据我国经济林发展高产优质的目标，应用生境因子分析法的理论，分析了青海海东地区引种俄罗斯沙棘的可行性，指出了引种中可能出现的问题和解决办法，提出在驯化的基础上，开展中国沙棘优良类型和俄罗斯沙棘的杂交种，才能选育出适合青海省区域化栽培的优良品种。     

栽培茄与水茄远缘杂交F_1植物学性状及不育性分析

以栽培茄116、117与野生水茄的杂交后代F1为材料,对其进行形态学分析和不育性研究。结果表明:F1多数形态特征偏向野生亲本水茄,并且表现为不育。通过对F1花粉形态、数量以及活性分析得出,其败育主要表现在花粉畸形且活力为零,花瓣不能正常开放。同时试验通过对水茄和栽培茄与杂交后代F1进行回交,然后对授粉后1~6d柱头进行荧光染色分析,发现父母本花粉与杂交后代F1柱头不亲和,不能完成正常的授粉受精。     

利用iTRAQ技术和转录组筛选芍药属远缘杂交不亲和基因

【目的】远缘杂交育种是目前牡丹、芍药品种改良和育种的主要方法,而远缘杂交不亲和一直是制约其快速发展的主要因素。本研究从牡丹、芍药远缘杂交授粉后不亲和应答相关的柱头差异蛋白与转录组方面深入研究,揭示牡丹、芍药远缘杂交不亲和的分子机理,为杂交育种提供理论依据。【方法】以芍药‘粉玉奴’自交、芍药‘粉玉奴’与牡丹‘凤丹白’杂交为供试材料,在授粉后24 h采取柱头,分别进行同位素标记相对定量（iTRAQ）和转录组技术分析。对所获得的蛋白和转录组数据进行生物信息学分析,并对其中可能与远缘杂交不亲和相关的基因进行定量PCR验证。【结果】利用iTRAQ技术分析牡丹、芍药远缘杂交后柱头中蛋白质的表达差异,共鉴定到685个差异蛋白,富集到了188条通路,其中显著富集的Pathway有18条。与不亲和授粉相关代谢通路有RNA降解、钙信号途径、丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase signaling pathway,MAPK）信号途径、磷脂酰肌醇信号系统。在RNA降解代谢通路中,烯醇酶（Enolase）、热休克蛋白DnaK（HSP70）及病菌抗原（GroEL）均表达下调。在钙信号途径中,钙调蛋白（CALM）表达下调,腺苷酸转运酶（adenine nucleotide translocase,ANT）表达量增加,表达上调。MAPK信号途径中,乙二醛酶Ⅰ（GloI）表达下调。磷脂酰肌醇信号系统中的钙调蛋白（CALM）表达下调。随机选取与差异蛋白相关的6个基因进行qRT-PCR验证,结果显示,6个基因的表达与蛋白质水平趋势相一致,均表达下调。通过转录组测序,共获得了52 998个有注释信息的Unigene,占所有Unigene的40.37%。基于6组样品的RPKM（Reads Per Kilobase per Million）值,共筛选到16 224个差异基因。其中上调基因13 361,下调基因2 863个。对差异基因进行Pathway显著富集分析,杂交与自交相比,不亲和差异表达的基因主要富集在氧化磷酸化代谢、ABC转运蛋白、次级代谢产物等通路。与远缘杂交不亲和相关且发生显著变化的基因有CalS-5、CalS-12（胼胝质酶）和SPL（squamosa promoter binding protein-like）表达上调,ABCF（ABC transporter family protein）表达下调。【结论】在转录组和蛋白数据共注释到6个蛋白、4个基因与植物不亲和性密切相关,这些蛋白与基因可能在远缘杂交不亲和方面发挥着重要作用。     

莜麦新品种晋燕17号的选育与栽培技术

晋燕17号是山西省高寒区作物研究所利用皮、裸燕麦(莜麦)杂种后代高代品系"74039-26"作母本、"8803"作父本杂交,经多年单株选育而成的莜麦新品种。该品种中熟、高产、稳产、优质、适应性广,2014年通过山西省农作物品种审定委员会审定命名。