毛白杨杂种三倍体的2n雌配子形成途径鉴定

由于受杨树大孢子母细胞减数分裂不同步性影响,通过施加理化处理诱导杨树大孢子染色体加倍授粉杂交获得的三倍体,可能既包括来源于第一次减数分裂核复原形成的2n雌配子(FDR),也有来源于第二次减数分裂核复原形成的2n雌配子(SDR),难以进行表型鉴别,而通过分子标记分析可以实现不同类型2n雌配子的区分。本研究以通过高温诱导毛白杨大孢子染色体加倍所获得的87株三倍体及其亲本为材料,从母本杂合且与父本有差异的SSR多态性引物中,筛选出5对适宜于2n配子诱导途径来源鉴定的重组率较低的SSR分子标记。在此基础上,利用这5对低重组率SSR分子标记,开展毛白杨杂种三倍体的2n雌配子诱导途径来源分析。结果表明,不同毛白杨杂种三倍体的2n雌配子相应简单重复序列区域的等位基因配置不同,利用筛选出的5对低重组率SSR标记可以实现毛白杨杂种三倍体的2n雌配子诱导途径鉴定,其中35株三倍体来源于FDR型2n配子,另52株来源于SDR型2n配子。此外,选用5个位于高重组率位点的SSR引物进行检测分析,结果验证了随机挑选的SSR引物用于鉴别结果是不完全可靠的,只有挑选低重组率的SSR位点才可能准确鉴定2n配子来源。开展毛白杨杂种三倍体的2n配子诱导途径鉴定研究,对于FDR、SDR不同形成途径的2n配子传递亲本杂合性分析,以及毛白杨三倍体育种策略制定等具有重要意义。      

温度对橡胶树GT1的2n雌配子发生频率的影响

【目的】本研究旨在揭示环境温度对橡胶树GT1的2n雌配子发生频率的影响,为高效率的收集橡胶树自然三倍体材料和人工施加温度处理诱导橡胶树三倍体,开展橡胶树多倍体育种提供参考。【方法】采用子代多倍体频率估算2n雌配子发生的方法,比较不同地点/年份橡胶树GT1的2n雌配子发生频率,采用相关性分析研究花发育期间的逐日温度对橡胶树GT1的2n配子发生频率的影响。【结果】不同地点的橡胶树GT1的2n雌配子发生频率差异明显,分别在0.71%~7.01%,同一地点不同年份间2n雌配子的发生频率具有稳定性。橡胶树GT1的2n雌配子的发生频率与花发育期的平均逐日最低温的相关性极显著,花发育期的温度越低,2n雌配子的发生频率越高。【结论】花发育期的环境温度对橡胶树GT1的2n雌配子发生频率有显著影响,花发育期的温度越低,2n雌配子的发生频率越高。     

耐寒和非耐寒橡胶树幼苗叶片抗氧化及抗坏血酸-谷胱甘肽循环对低温胁迫的反应差异

【目的】研究低温胁迫下,耐寒和非耐寒橡胶树幼苗叶片抗氧化系统及抗坏血酸-谷胱甘肽循环的反应差异。【方法】以橡胶树耐寒无性系‘云研77-4’和非耐寒无性系‘热垦501’为材料进行低温胁迫试验。在橡胶树幼苗生长至2蓬叶时,进行4℃低温胁迫处理及28℃最适温度处理,设定3个时间梯度:1、12、24 h。处理完成后取第二轮叶片测定其抗氧化酶活性以及抗坏血酸-谷胱甘肽循环变化。【结果】随着低温胁迫处理时间的延长,2个无性系的H2O2含量均呈现先增加后降低的趋势,耐寒无性系‘云研77-4’的增减幅度大于非耐寒无性系‘热垦501’;与对照相比,2个无性系的SOD、POD、CAT等抗氧化酶活力以及As A含量、GSH含量均呈现出下降-上升-下降的趋势,‘云研77-4’的抗氧化酶活性以及As A含量、GSH含量高于‘热垦501’;GSH-PX活力呈现先下降后上升的变化趋势,与GSH含量的变化趋势相反。【结论】研究结果显示耐寒和非耐寒无性系橡胶树叶片抗氧化和抗坏血酸-谷胱甘肽循环系统在低温胁迫下的反应差异,表明叶片抗氧化及抗坏血酸–谷胱甘肽循环系统与橡胶树幼苗耐寒性密切相关。     

橡胶树死皮防控试验

采用中国热带农业科学院橡胶研究所研制的橡胶树死皮康复营养剂,对死皮停割的‘云研77-4’和‘GT1’进行药剂防控试验。结果表明:施药5个月后,参试的‘云研77-4’死皮发病率和发病指数均呈下降趋势,防效为23.1%,且死皮级别在3级以下的橡胶树死皮长度恢复率(45.1%)要好于死皮级别4~5级的橡胶树(17.6%),而参试的‘GT1’处理后效果不明显。对恢复产胶的植株持续割胶后,处理的产胶量与对照相比也较稳定。由此得出,该药剂对‘云研77-4’3级以下死皮的恢复效果较好,对4~5级死皮也有一定的防治作用。     

热激或低温诱导辣椒产生2n花粉的细胞遗传学机理

通过检查小孢子母细胞减数分裂染色体行为和四分孢子行为，分析了热激或低温诱导产生2n花粉的细胞遗传学机理。减数分裂细线期——偶线期的母细胞经过热激或低温处理，联会复合体的形成受到抑制，形成FDR重组核，产生未经交换或少交换的FDR2n花粉。热激或低温处理影响联会复合体的稳定性，开始处理时处于减数分裂粗线期——终变期的母细胞中，观察到二价体提前解体，部分母细胞发生第1次分裂核重组，产生已经交换的FDR2n花粉。热激、低温还能使处于减数分裂后期I——中期Ⅱ的母细胞产生异常，一是后期Ⅱ出现落后染色体，造成部分细胞第2次分裂核重组，产生SDR2n花粉；再是减数分裂的细胞质异常分裂，四分体时期产生双核二分体，但不能明确这种二分体发育成的2n花粉属于FDR型还是SDR型。     

死皮康复营养剂对橡胶树死皮的应用效果

采用中国热带农业科学院橡胶研究所研制的橡胶树死皮康复营养剂和死皮防治涂施剂,对死皮停割的云研77-4和GT1进行药剂防治试验,以对其施用效果进行评价。结果表明:施药处理2年后,云研77-4和GT1的死皮长度恢复率分别为71.78%和61.32%,均高于对照;GT1的植株产量(45.34 g/株)明显高于对照(17.46 g/株)。云研77-4复割植株持续割胶4个月内,处理植株与对照植株产量变化趋势一致,但处理植株死皮指数在测产后期比对照降低明显。结果说明,死皮康复营养剂能明显降低橡胶树死皮停割植株死皮指数及促进割线症状的恢复,且能提高死皮植株产量,在产胶方面也更具有可持续性。     

植物2n配子发生机理研究进展

未减数配子是植物多倍化的源动力，也是植物多倍体育种的重要手段和工具。自然界植物多倍体的自发形成主要包括有性多倍化和无性多倍化2条途径，其中有性多倍化途径在植物界占据着绝对统治地位。本文在分析文献的基础上，从性母细胞减数分裂染色体行为、减数分裂微管骨架、细胞质分裂等异常细胞学现象，减数分裂转变调控以及2n配子发生的分子调控等3个方面，对植物2n配子发生机理研究进展进行了综述，并讨论了植物2n配子利用过程中存在的问题。指出综合利用高通量测序、生物信息学和多组学分析技术，发掘2n配子发生的关键基因，并验证其生物学功能，解析植物2n配子发生的分子调控机理，可能是未来植物2n配子发生机理研究领域的热点。提出综合利用生物信息学分析技术和CRISPR-Cas9等现代基因编辑技术，开展精准分子设计育种，可能是从根本上解决单倍性花粉授粉竞争问题、提高三倍体诱导效率的有效方法。     

不同2n雌配子来源的青杨杂种三倍体与其亲本蛋白质组差异研究

目的研究两种2n雌配子来源的青杨杂种三倍体与亲本的蛋白质组表达差异,从蛋白水平探讨异源三倍体杨树在生长、抗性等方面具有优势的分子基础,为杨树多倍体选育和遗传改良提供科学依据。方法采用同位素标记相对和绝对定量(iTRAQ)技术对青杨三倍体与其亲本进行定量蛋白质组学研究,所提取的杨树蛋白质样品经FASP酶解、iTRAQ试剂标记、高pH-RPLC分离、RPLC-MS分离分析,获取的串联质谱数据通过软件Proteome Discoverer 1.3搜库进行蛋白质鉴定,通过蛋白质相对定量的比较寻找差异表达蛋白,再对差异蛋白质进行GO、KEGG代谢通路分析。结果本研究共鉴定出1 472个蛋白质,差异蛋白202个。FDR和SDR青杨杂种三倍体与母本‘哲引3号杨’、父本‘北京杨’的差异蛋白比率在2.0%~10.1%之间。两种不同2n配子来源三倍体中FDR与亲本差异蛋白比率最高,且两种三倍体与父本的差异蛋白比率均比母本高。通路注释分析显示,差异蛋白显著富集于代谢相关、核糖体组装、光合作用和胁迫响应等通路。结论杂交和加倍后促进了蛋白质的合成以及光合作用的增强,并提高了多倍体的抗逆性和适应性,这些变化促进了杨树异源多倍体营养生长优势的形成。      

结球甘蓝不同初级三体n+1配子的形成及传递率研究

 【目的】n+1配子传递率是进行三体遗传分析的重要参数。测定结球甘蓝“初级三体系”不同三体的n+1配子传递率为利用该“初级三体系”进行基因定位等遗传研究创造条件。【方法】结球甘蓝各初级三体分别与其二倍体亲本-9601进行相互杂交,杂交种子接种到MS培养基上培养繁殖成单株无性系;根尖染色体计数法鉴定杂交子代植株的染色体数目,用鉴定出的三体（2n+1=19）株数占鉴定植株总数的百分比表示n+1配子的传递率。【结果】各初级三体的n+1雌配子的传递率分别为15.28%（Tri-1）、12.68%（Tri-2）、12.31%（Tri-3）、30.51%（Tri-4）、22.81%（Tri-5）、7.46%（Tri-6）、5.36%（Tri-7）、42.37%（Tri-8）、9.23%（Tri-9）;n+1雄配子的传递率分别为12.12%（Tri-1）、12.33%（Tri-2）、7.81%（Tri-3）、4.76%（Tri-4）、8.93%（Tri-5）、10.94%（Tri-6）、1.54%（Tri-7）、2.94%（Tri-8）、13.04%（Tri-9）。影响n+1雄配子形成和传递的因素主要有减数分裂前期Ⅰ三价体形成的频率、后期Ⅱ9/9/10/10分离的频率和花粉的生活力等。【结论】结球甘蓝各初级三体的额外染色体通过雌、雄配子均能传递给子代。     

广西龙州抗寒前哨点橡胶树苗圃系比区寒害调查报告

<正>我国热带北缘属非传统植胶区,低温寒害是发展天然橡胶生产必须面临的严重挑战和威胁之一。因此,要在我国大面积种植和发展橡胶业,就必须开展以高产、抗逆性为重点的橡胶树选育种研究。我国从20世纪60年代开始橡胶树抗寒高产选育种工作,经过几十年的探索性研究,通过引进国内外优良无性系进行抗寒鉴定并结合杂交育种,鉴定筛选出了一大批适合我国植胶区的抗寒高产无性系如93-114、GT1、五星Ⅰ3、天任31-45、云研77-2和云研77-4等[1]。但     

菜薹-芥蓝单体异附加系n+1配子传递及两个二体异附加系的获得

【目的】研究菜薹-芥蓝单体异附加系n+1配子传递,为其在基因定位和遗传改良上的应用奠定基础。【方法】通过观察和统计各单体异附加系减数分裂后期Ⅱ10/10/11/11分离的PMCs,估算n+1配子的形成频率;通过鉴定回交子代植株的染色体数目,测定各单体异附加系n+1配子的传递率;从单体异附加系的自交子代中筛选二体异附加系。【结果】依据减数分裂后期Ⅱ10/10/11/11分离的PMCs比率估算,各单体异附加系n+1雄配子的形成频率在36.85%—45.15%;基于染色体数目鉴定,各单体异附加系n+1雄配子的传递率在7.14%—14.81%,雌配子在19.70%—36.51%;在一定范围内,n+1配子传递率与n+1配子形成频率、染色体大小、花粉量和花粉生活力没有显著的相关性;从自交子代中获得了两个不同的二体异附加系。【结论】菜薹-芥蓝各单体异附加系的额外染色体通过雌、雄配子均能进行传递,但传递率因不同的附加系而异;从单体异附加系的自交子代中可以分离出遗传性稳定的二体异附加系。     

墨兰×兔耳兰杂交后代2n雄配子发生及其细胞学机制

为更有效开展国兰多倍体育种,采用显微观测技术对‘小香墨兰’、兔耳兰及其31份杂交后代2n雄配子发生及其细胞学机制进行了研究。结果显示:‘小香墨兰’×兔耳兰30份杂交后代2n雄配子发生率变幅为0%～9.36%,3 a平均发生率为2.28%,显著高于母本(0.19%)和父本(0.22%),获得2n雄配子平均发生率大于3%的资源8份。不同杂交后代2n雄配子发生率差异显著,多数后代不同年份间2n雄配子发生率差异显著,说明杂种后代雄配子发生既受遗传控制也受环境条件影响。杂种2n雄配子通过二分体和三分体方式产生,但不同后代主要发生途径不完全相同。二分体方式形成2n雄配子主要是由于小孢子母细胞减数分裂不同步导致一些小孢子母细胞减数分裂Ⅰ不分裂、减数分裂Ⅱ正常分裂所致,而三分体方式形成则是由于减数分裂Ⅱ纺锤体异常定向形成三极纺锤体所致。     

橡胶树品种‘云研77-4’在广东茂名适应性调查

广东植胶区地处热带北缘,橡胶生产过程中低温寒害是主要自然灾害之一,严重的寒害对橡胶产业会造成毁灭性打击,因此引种抗寒品种具有重要意义。通过多年多点调查橡胶树品种‘云研77-4’在广东茂名地区的表现,结果表明：与抗寒品种‘IAN873’相比,‘云研77-4’开割前后的年均生长量都高于‘IAN873’,证明‘云研77-4’整体的长势优于‘IAN873’;在寒害发生后,其受害级别低于‘IAN873’;在台风发生后,‘云研77-4’的受害级轻于‘IAN873’,但抗风性一般,对于风害发生严重的地区,不适宜引种;开割后随着年限增加,产量稳步提升,产量表现优于‘IAN873’。因此,在广东茂名植胶区,‘云研77-4’在寒害发生较重的区域适宜栽植,台风灾害重的地区不建议栽植。     

野黄瓜与栽培黄瓜种间杂种F1雌雄配子发生和发育的细胞学研究

【目的】探讨野黄瓜（Cucumis hystrix Chakr., 2n = 24）与栽培黄瓜‘NC4406’（C. sativus L., 2n = 14）的种间杂种F1（2n = 19）雌雄配子发生、发育特点，为种间亲缘关系、杂种可育和败育机制提供细胞学证据。【方法】采用减数分裂制片法和石蜡切片法分别观察研究雄配子和雌配子发生、发育过程，并通过回交试验测定雌雄配子的实际育性水平。【结果】花粉母细胞减数分裂中期I中存在单价体、二价体、三价体和四价体等多种染色体构型；后期I和后期II中常出现落后染色体和染色体桥，最终导致了多分体的形成和只有部分小孢子能发育成正常可育的花粉粒（约占总数的23.3%）。杂种F1雌配子体发育过程中常出现胚囊退化或产生无极性的异常胚囊，只有40%左右的胚囊能发育成正常的8核胚囊。正反回交的平均结籽数分别为22.8和6.3粒/果，表明该杂种F1的雌雄配子均具有一定的授粉受精能力。【结论】尽管该种间杂种F1仅具有部分育性，但它的减数分裂过程证明了野黄瓜和栽培黄瓜的染色体组发生了广泛的交换和重组，表明这一种间杂种F1在转导野生有用性状中将能发挥重要作用。     

青黑杨杂种三倍体花粉母细胞减数分裂染色体行为及其花粉变异研究

目的本研究通过分析青黑杨杂种三倍体的花粉母细胞减数分裂特征和配子变异规律,为进一步利用三倍体种质作为中介材料进行杨树染色体工程育种奠定基础。方法本研究以雌配子染色体加倍来源的‘哲引3号杨’ × ‘北京杨’杂种三倍体WT-21及杂种二倍体WD-2雄株为材料,基于醋酸洋红染色压片观察,比较分析了两者花粉母细胞减数分裂染色体行为及花粉形态变异。结果（1）无论是三倍体杂种WT-21还是二倍体杂种WD-2,其花粉母细胞减数分裂染色体行为均非常丰富,存在高频率的染色体提前分离、落后染色体、微核等异常现象,反映了亲本基因组间较强的异质性。（2）WT-21和WD-2花粉母细胞减数第二次分裂过程均存在平行纺锤体、融合纺锤体、三极纺锤体等异常定向,而且在WT-21中还发生胞质提前分裂,共同导致减数分裂产物中二分体、三分体等的产生。（3）三倍体WT-21的花粉空瘪率达44.55%,高于二倍体WD-2;WT-21饱满花粉的直径显著大于WD-2,从花粉直径分布可推测出WT-21能产生少量未减数花粉;WT-21的花粉生活力为（1.08 ± 0.44）%,显著低于二倍体WD-2（28.67% ± 2.04%）。结论由于倍性效应和杂合性的双重影响,青黑杨杂种三倍体的花粉母细胞减数分裂存在复杂的染色体行为,并对配子发育造成影响;利用三倍体的花粉进行授粉,可能获得非整倍体和四倍体后代,为杨树染色体操作奠定基础。      

不同橡胶树品系的光合特性

用Licor-6400便携式光合作用测定仪测定了不同橡胶树品系的光合特性对光照强度和CO2浓度变化的响应特性。结果表明,随着光照强度和CO2浓度升高,所有橡胶树品系的光合速率均有明显增大;PB86的净光合速率最大,为15.15μmol.m-2s-1、热研88-13为14.95μmol.m-2s-1、RRIM600为14.90μmol.m-2s-1,云研77-4为10.16μmol.m-2s-1,其中PB86、热研88-13、RRIM600最大净光合速率高出云研77-4近50%。对光合参数的综合分析表明PB86、RRIM600的光能利用率较高,但是对水分需求量较大,光补偿点较低,对弱光的利用能力较强的品系;云研77-4、云研77-2光能利用率较低,但水分利用率相对其他品系较高,别为0.847和0.871,对干旱半干旱地区有较强的适应能力。     

中国春-柱穗山羊草杀配子染色体2C附加系与小麦-冰草附加系杂交F2的细胞学特性

 【目的】对5个小麦-冰草附加系与中国春-杀配子染色体2C附加系杂交F2的减数分裂进行观察,分析杀配子染色体在小麦-冰草附加系背景下诱导染色体变异的有效性,为获得小麦-冰草染色体易位奠定基础。【方法】杂交F2植株幼穗减数分裂染色体行为观察采用常规细胞学方法,冰草P染色质的检测采用GISH方法。【结果】杂交F2PMC减数分裂中期普遍观察到多个单价体、多价体以及落后染色体和断片,多数组合观察到染色体桥,个别组合出现单价环状染色体。杂交F2减数分裂染色体存在异常现象：平均36.5%的细胞中有多个单价体,15.8%的细胞含有多价体,31.6%和11.7%的细胞中含有染色体断片和桥,四分体时期存在微核、多裂和四分孢子退化现象。F2植株的自交结实率平均为31.47%。对部分F2植株的减数分裂细胞GISH检测表明,P染色体多为单体附加,有2.7%的植株可能产生染色体易位。【结论】较高频率的染色体断裂和部分配子致死是杀配子染色体诱导变异的典型特征,柱穗山羊草2C杀配子染色体在小麦-冰草附加系背景下能够有效诱导染色体产生结构变异,这种诱变作用和频率在不同附加系背景下存在差异。     

赤霉素喷洒处理诱导新疆杨2n花粉产生及其对微管骨架的影响

【目的】探究赤霉素喷洒处理诱导新疆杨产生2n花粉的可行性及其对花粉母细胞微管骨架的影响，旨在开发诱导效果好且价格低廉的新型化学诱变剂，构建高效的林木多倍体育种技术体系。【方法】以新疆杨雄花枝为试验材料，利用醋酸洋红染色法、免疫荧光法等方法，在观察新疆杨花粉母细胞减数分裂进程的基础上，开展了赤霉素喷洒处理诱导新疆杨2n花粉产生及其对花粉母细胞减数分裂微管骨架动态变化的影响研究。【结果】新疆杨花粉母细胞减数分裂历时约4 d，且存在明显的不同步性。减数分裂时期、喷洒次数、减数分裂时期和喷洒次数的交互作用、以及喷洒次数和赤霉素浓度的交互作用均对2n花粉诱导率具有显著影响。利用50μmol/L的赤霉素溶液于第二次减数分裂时期对新疆杨花粉母细胞进行7次喷洒处理是诱导新疆杨花粉染色体加倍的最佳处理组合，2n花粉诱导率达到（8.83±3.10）%。与对照组相比，在最佳处理条件下，新疆杨花粉母细胞末期Ⅱ相邻子核之间的辐射状微管部分缺失，导致2个相邻子核间胞质分裂失败，从而产生核复原现象，形成三分体，进而发育成一个单倍性配子和一个2n配子。【结论】赤霉素喷洒处理可诱导新疆杨花粉染色体加倍，获得一定比例的2...     

大白菜2n配子发生的细胞学机制研究

研究了大白菜(BP058株系等)2n配子发生的细胞学机制。结果表明,由于中期II纺锤体定位方向变异,导致二极体和三极体形成,最终形成2n雄配子。其中三极体为2n雄配子形成的主要途径,比率高达86·5%。2n雌配子遗传传递率65·18%,远高于2n雄配子的传递率(23·29%)。二、四倍体杂交2n卵(2x=20)×n花粉(2x=20),其杂交胚乳和杂种胚能正常发育;而二倍体n配子与四倍体n配子杂交,虽能受精形成三倍体杂种合子,但授粉后15d胚乳完全解体,致使胚乳败育不能形成种子。     

花卉2n配子的形成及细胞学机制研究进展

综述了花卉2n配子的形成及细胞学机制研究现状,总结近年来花卉2n配子的发生物种、发生频率及鉴别2n配子的发生方法,包括花粉粒大小和形态特征、流式细胞仪、后代非期望倍性的出现、2n配子形成的细胞学特征；对减数分裂异常导致2n配子形成的细胞学机制进行详细的阐述,为利用花卉2n配子进行多倍体育种提供依据.