棉属AADD异源四倍体后代筛选及性状鉴定

[目的]棉属异源四倍体棉种的起源是棉属进化研究的热点,本研究模拟自然界异源四倍体棉种形成过程,以草棉作母本,野生雷蒙德氏棉作父本进行远缘杂交,获得杂种F1,然后采用秋水仙碱对杂种进行染色体加倍,合成人工异源四倍体,旨在探究人工异源四倍体物种形成后的遗传规律。[方法]进行形态性状鉴定和流式细胞检测,以及细胞遗传学和分子水平鉴定。[结果]形态性状分析表明：多倍体植株叶片形状与母本相似,叶片大小介于两亲本之间。流式细胞检测结果表明：对照陆地棉的荧光峰值为215.94,所选5株多倍体植株荧光峰值在195.52与258.46之间,与陆地棉接近。细胞遗传学鉴定表明：人工异源四倍体S2代正常四分体比例为23.4%,S3代正常四分体比例为44.8%;S2代正常花粉粒比例为55.4%,S3代正常花粉粒比例为64.4%。SRAP分子标记分析说明：人工异源四倍体不仅扩增出与陆地棉和草棉相同的条带,还扩增出特异性条带,其遗传比例分别为46%、31%和23%。[结论]本研究结果证明了人工合成多倍体的真实性以及多倍体育性在逐代恢复,并且表明多倍体在分子水平上出现了染色体重排,和陆地棉具有一定的同源性。     

人工合成的棉属异源四倍体（亚洲棉×司笃克氏棉）种质的胚…

对异源四倍体（亚洲棉×司笃克氏棉）种质的胚胎发育研究结果表明：该种质开花前正常发育的成熟胚囊为８８．９％，开花后自然授粉双受精率８１．１％，其它表现异常。在异常的胚胎发育中，未受精胚囊的卵细胞和中央细胞退化留下残体；在单受精的胚囊内，胚或胚乳因发育不协调而停止，最后解体。对照陆地棉鄂荆１号的成熟胚囊和授粉后正常胚发育达９５％。     

人工合成的棉属异源四倍体(亚洲棉×司笃克氏棉)种质的胚胎发育

对异源四倍体（亚洲棉×司笃克氏棉）种质的胚胎发育研究结果表明：该种质开花前正常发育的成熟胚囊为８８．９％，开花后自然授粉双受精率８１．１％，其它表现异常。在异常的胚胎发育中，未受精胚囊的卵细胞和中央细胞退化留下残体；在单受精的胚囊内，胚或胚乳因发育不协调而停止，最后解体。对照陆地棉鄂荆１号的成熟胚囊和授粉后正常胚胎发育达９５％。     

二个异源四倍体合成三元新棉种的过氧化物酶同工酶分析

本试验以山西农大棉花远缘杂交育种组创育的异源四倍体亚比棉（Ａ２Ａ２Ｇ１Ｇ１）和栽培四倍体海岛棉（ＡＡＤＤ）２为亲本杂交，组成三交种异源四倍体（ＡＡＧＤ）为材料，对其亲本及杂种Ｆ１的三种器官（叶片、叶柄、花器）的过氧化物酶同工酶进行了分析研究，结果表明：（１）两亲本有各自的特定酶带。（２）杂种Ｆ１的酶谱是双亲的不完全互补型，即杂种酶带均来自双亲（包括父母共有的，母本或父本特有的），酶带的一部分。（３）同种棉属在不同的器官上表现出明显的差异性，其中，叶柄酶谱最为丰富，清晰；叶片次之，花器表现较差。     

甜瓜属人工异源四倍体(Cucumis hytivus)染色体组间重组的 细胞学及分子标记研究

 采用细胞学和分子标记方法对甜瓜属人工异源四倍体（C. hytivus Chen and Kirkbride，2n = 4x = 38）的亲本染色体组间的交换重组进行了研究。通过对减数分裂中期I染色体行为观察，在108个花粉母细胞中有50个细胞具有多价体，占46.3%，染色体的平均构型为0.56I+17.36II+0.35III+0.26IV+0.046V+0.056VI，表明两亲本染色体组间发生了广泛的重组交换。通过对446条随机引物进行筛选，有5条引物扩增出6条C. hytivus特征带。选取其中3条转换成SCAR标记，对13种甜瓜属不同基因型材料的DNA进行扩增，结果仅有SAP-03/700标记表现为特异性。进一步分析这一标记在人工异源四倍体（C. hytivus）、栽培黄瓜（C. sativus var. sativus）及野生黄瓜（C. sativus var. hardwickii）中扩增出的3条不同分子量条带序列，发现两端序列较为一致，中间部分不同，与黄瓜线粒体基因组序列有200 bp左右的大小相同，但方向相反。     

棉属AD远缘杂种的合成及性状鉴定

[目的]棉属A、D组棉种是研究物种形成过程中生殖隔离机制和基因组互作的良好材料,本研究旨在获得AD远缘杂种并从形态学初步鉴定杂种的真实性,探讨A、D组棉种间生殖隔离的先后顺序,并进一步探究亲本基因组在杂种中的互作模式。[方法]选用A组亚洲棉、草棉为母本,D组雷蒙德氏和瑟伯氏棉为父本进行远缘杂交,获得杂种并进行统计分析和形态性状鉴定。[结果]结果表明四个组合中只有亚雷、草雷和亚瑟获得杂种并长成植株,亚雷和草雷组合的杂种植株长势旺盛并能开花,且杂种大部分性状间于双亲之间;亚瑟组合收到种子并能成苗,但植株生长受阻不现蕾;草瑟组合没有收到饱满种子。[结论]草瑟组合属于合子前生殖隔离;草雷、亚雷、亚瑟生殖隔离是由合子前和合子后生殖隔离共同起作用。且草雷、亚雷杂种基因组互作亲和,而亚瑟杂种基因组互作不亲和。D组雷蒙德氏棉能同时和A1、A2组杂交成功并获得杂种后代,进一步验证了雷蒙德氏棉被视为四倍体棉种祖先的直接证据。     

棉花二倍体合成异源四倍体新种的研究

各国棉花育种工作都在开展野生二倍体棉种的利用问题。试验用二倍体亚洲棉G。arboreum 2n(2x)=26,染色体组A_2,与野生比克氏棉G. bickii, 2n(2x)=26,染色体组G杂交,获得异源二倍体杂种。因二者亲缘关系最远,杂种高度不育。对A_2×GF_1PMC减数分裂观察,M_2染色体大都不配对,二价体变幅1—6对,并出现三价体,染色体构型为1.64Ⅰ+4.0Ⅱ+0.4Ⅲ。平均交叉频率为1.07个。由于四分体发育不正常,形成畸形败育花粉,导致杂种F_1高度不育。对A_2×G F_1进行染色体加倍,合成异源四倍体,观察F_2PMC减数分裂时,染色体数为52条。MI,大都配对,交叉频率为1.83,大多数为环状二价体。染色体构型为:2.75Ⅰ+24.5Ⅱ+0.25Ⅲ。其中完全配对成26个二价体的细胞数占30％。后期Ⅰ,染色体平均分配,两级各有26条,形成正常的四分体,花粉生活力达89％杂种植株育性恢复,每株结铃平均为33个,每铃种子平均9.1粒,为人工合成异源四倍体新种质     

异源四倍体授粉改良浙江柚类品质研究

将玉环柚、永嘉早香柚与温岭高橙分别授予异源四倍体Zj花粉后观察分析其果实品质变化情况.结果表明,授粉后的玉环柚果实裂果率较对照降低了30.6％,单果重增加了18.4％,且基本保持了原有的无籽性状;有籽永嘉早香柚与温岭高橙授粉后种子败育,瘪籽率达98％以上,总酸下降、固酸比提高;此外,3个品种授粉后果形端正、果面光滑、单果重增加,感官品质良好,可食率增加,果实风味浓郁,综合性状优于未授粉处理.由此可见,异源四倍体Zj花粉与这3个品种亲和力高,可作为培育橙柚无籽果实,降低裂果率、提高果实品质的一条有效途径.     

玉环柚授予异源四倍体花粉对控制裂果影响研究

总结玉环柚裂果控制的常规方法,提出采用异源四倍体技术对玉环柚裂果控制产生作用的设想,通过4年来各种花粉的比较试验,异源四倍体花粉授粉对玉环柚裂果控制的影响明显,它每年比对照降低1倍以上.     

棉花四元杂种[(亚×比)×(陆×夏)]F_1的性状遗传及细胞学研究

对棉属A ,D ,G 3个染色体组合成的四元杂种 [(亚×比 )× (陆×夏 ) ]F1的植物形态性状和花粉母细胞减数分裂染色体行为进行了观察。结果表明 ,杂种F1变化最大的是花器 ,遗传了比克氏棉的红花基部有紫红大斑的性状 ;减数分裂染色体的构型为 2n =52 =35.62Ⅰ +6.13Ⅱ +0 .38Ⅲ+0 .12Ⅳ ,并且染色体在后期Ⅰ向两极分开的时候 ,出现了染色体“桥’     

棉花四元杂种F_1的形态性状遗传及不育性研究

棉花四元杂种[(亚洲棉×比克氏棉)×(陆地棉×夏威夷棉)]F1是山西农业大学棉花育种组合成的具有棉属三个染色体组(A、D、G)的新种质材料。本文对其形态性状及花粉母细胞减数分裂染色体行为进行了研究。结果表明:F1变异最大的是花。在花朵大小、花冠和花药颜色、花瓣宽度以及基部有无红心上表现出典型的超亲性状。在减数分裂过程中,花粉母细胞大多数染色体不能联会配对,主要以单价体的形式存在,并且在后期Ⅰ向两极分离的时候形成了染色体"桥"。染色体的结构式为:2n=52=35 62Ⅰ+6 13Ⅱ+0 38Ⅲ+0 12Ⅳ。末期Ⅱ形成的异型孢子占绝大多数(80 43%),而其正常的4分孢子仅占6 29%,导致了四元杂种F1高度不育。     

棉花四元杂种F1不育性的研究

对四元杂种 [(亚洲棉×比克氏棉 )× (陆地棉×夏威夷棉 ) ]F1的形态性状、花粉母细胞减数分裂情况进行研究 ,结果表明 ,F1变异最大的是花 ,遗传了比克氏棉的红花基部有紫红大斑的性状。花粉母细胞在减数分裂时 ,大多染色体不能联会配对 ,而以单价体的形式存在 ,并且染色体在后期 向两极分开的时候 ,形成了染色体“桥”。末期 形成的 4分孢子数占 1 9.58%,其中 4个基本一样大的仅占 6.2 9%,因而形成的花粉粒大多没有生活力 ,这是四元杂种不育的主要原因     

棉属种间杂种的同工酶研究

对人工合成的 [AG]复合染色体组的异源四倍体即亚比棉与 [AD]复合染色体组的陆地棉、海岛棉、黄褐棉、夏威夷棉的种间杂种F1的植物学形态特征和农艺性状鉴定表明 ,亚比棉的小叶、多毛及种子低酚、植株高酚等特异性状转育到了 [AD]复合染色体组的棉株上。利用聚丙烯酰胺凝胶电泳法对上述种间杂种F1及其亲本进行了过氧化物酶同工酶和细胞色素氧化酶同工酶分析。结果表明 ,亚比棉的基因转移给了杂种后代 ,并得以表达。     

RAPD标记分析棉花种间杂种后代的遗传相似性

选用８０个随机引物,对栽培种陆地棉、野生种雷蒙德氏棉、它们的杂种一代以及从回交代中选育的９个种质系进行了ＲＡＰＤ指纹图谱和遗传相似性研究。结果表明：２９个随机引物扩增的带具多态性,并能将两个不同棉种、Ｆ１和种质系相互间加以区别。在９个种系中分别检测到５～９条（３．７％～５．３％）带与野生种相同的特异带,大多数带与陆地棉回交亲本一致。野生种与种质系间的相似系数为０．３８８～０．４７９,陆地棉亲本与种     

棉花三元杂种的细胞遗传学研究

棉属有丰富的种质资源,在野生棉种中有许多优异的农艺性状和丰富的基因资源,将野生澳洲棉和黄褐棉的优良性状导入陆地棉,以期改良栽培种陆地棉。采用栽培种陆地棉和野生澳洲棉杂交获得杂种F1,然后对其进行染色体加倍,加倍后的异源六倍体再与野生黄褐棉杂交,产生陆地棉、澳洲棉和黄褐棉的三元杂种,并对三元杂种F1花粉母细胞减数分裂行为进行观察。结果表明:三元杂种F1的减数分裂异常,主要表现在减数分裂后期染色体不能均等分离,在四分体形成时期,常出现一些多分体和微核。统计结果表明,末期Ⅱ形成的异常型孢子占绝大多数,而其正常的四分孢子数仅占8.4%,导致最后不能形成正常的花粉粒,这是三元杂种不育的主要原因。研究结果为三元杂种不育提供了细胞遗传学证据,也为棉花新种质的创制提供了中间材料。     

转基因抗虫杂交棉品种间光合特性及产量品质的比较

在大田生产条件下,对6个转基因抗虫杂交棉品种光舍性能及产量和品质性状进行了比较研究,结果表明,与豫杂35相比,中杂7号的叶片SPAD值、光舍性能和Fv／Fm,Fv／Fo,ФPS Ⅱ在部分时间下降,产量无显著差异,纤维品质指标有优有劣;中棉38叶片SPAD值、光合性能和Fv／Fm,Fv／Fo,ФPSⅡ总体较低,产量减少,但纤维品质较好;中棉48叶片光舍性能优于豫杂35,结铃数极显著减少,但铃重极显著增加,产量无显著差异,纤维品质较优;泗杂3号叶片SPAD值、光舍性能和Fv／Fm,Fv／Fo,ФPSⅡ有升有降,增产达极显著水平,但纤维品质略差;郑杂1号叶片Fv／Fm,Fv／Fo,ФPSⅡ总体较低,皮棉减产,品质也略差。     

抗虫杂交棉棉铃性状与单铃重的关系分析

研究不同铃重类型抗虫杂交棉棉铃性状的差异及与铃重的相关性。以3个高品质陆地棉品种(系)和6个转基因抗虫棉品种(系)为亲本,配制36个正反交组合。以单铃重为聚类指标,采用最小离差平方和法和欧氏平方距离将36个杂交组合分为大、中、小铃3种类型。对3种类型的单铃重和11个棉铃性状进行了方差分析和相关分析。结果表明:单铃重、铃壳重、单铃皮棉重、单铃种子重、单铃种子数、单粒种子重、铃横径和铃纵径表现出显著或极显著差异,单粒种子纤维重、单铃不孕子数、不孕子率和铃壳率差异不显著;简单相关分析和偏相关分析表明多数棉铃性状与单铃重的相关性在不同铃重类型间表现基本相同。单铃种子重对单铃重的贡献最大,依次是单铃皮棉重、单铃种子数。铃壳率、单粒种子重、单粒种子纤维重、铃纵径与单铃重的简单相关和偏相关均未达到显著水平;大中铃重类型的铃重与铃壳重的简单相关系数达到显著水平。该研究结果对于通过棉铃性状的调控提高单铃重具有一定的指导意义。     

棉花海陆杂交种(F1)主要纤维品质性状杂种优势研究

采用双因素交叉式遗传交配设计,研究棉花海陆杂交F1代纤维品质性状中亲优势、超亲优势、竞争优势。结果表明:海陆杂交F1代纤维2.5%跨长达33.8~38.4 mm、比强度达33.9~41.9 CN/tex,有极强的中亲优势、超亲优势和竞争优势;马克隆值比双亲均值稍低。