远缘杂交理论在果树育种实践中的研究进展

本文就远缘杂交理论在果树育种实践中的研究进展了概括性的论述,并对远缘杂交过程中存在的杂交不亲和性及杂种不育性等障碍的研究进展进行综述,同时对远缘杂交技术在果树育种实践的发展前景作了展望。     

芍药属组内组间杂交及部分后代核型分析与SSR鉴定

以芍药品种‘朱砂判’为母本,分别与6个芍药组品种和4个牡丹组品种进行杂交,并综合利用核型分析和SSR分子标记法对部分杂交后代进行杂种鉴定,筛选出亲和性较好的远缘杂交组合,并确定杂交后代早期鉴定方法,为芍药属新品种培育提供参考。结果表明:1)芍药组内近缘杂交亲和性好,平均结实率均在5粒/朵以上;芍药组内远缘杂交亲和性较差,但仍有一定结实;芍药组间远缘杂交表现出不亲和性,仅杂交组合‘朱砂判’בDao Da Chen’有较少结实。2)核型分析表明:组内远缘杂交后代ZC4、ZC5、ZC6、ZC7为三倍体(2n=3x=15);从50对芍药SSR引物中筛选出7对多态性引物进行扩增,结果显示杂交后代ZC4、ZC5、ZC6、ZC7含有父母本特异性条带,结合核型分析证明ZC4、ZC5、ZC6、ZC7为真杂种。以上结果表明:组内远缘杂交中‘朱砂判’与‘Garden Peace’、‘Pink Teacup’、‘Cream Delight’杂交均有一定结实,组间远缘杂交中‘朱砂判’בDao Da Chen’可打破杂交不亲和性;SSR分子标记技术可用于芍药属植物杂交后代的早期鉴定。      

油菜远缘杂交研究

远缘杂交不育主要是亲本不亲和、杂种夭亡和不育、杂交后代的疯狂分离。本文通过研究油菜远缘杂交现状,油菜杂交的不亲和性,提出蕾期授粉和重复授粉、外源激素处理、改变植物生长环境和杂交条件、选配优良的杂交组合并利用正反交等克服杂交不亲和性的方法,以及远缘杂种的鉴定识别方法,为以后油菜杂交育种工作提供参考。     

油菜远缘杂交育种研究进展

综述了 20世纪80年代以来油菜远缘杂交育种所取得的成就、存在的主要问题、解决这些问题的方法、杂种鉴定及研究前景.受精不亲和是由于柱头乳突细胞内沉积大量胼胝质,对异源花粉产生特异性拒绝反应,导致受精前不亲和.幼胚、胚乳和子房组织之间缺乏协调性,特别是胚乳发育不正常,影响胚的发育致使胚部分或完全坏死,导致受精后不亲和.远缘杂种不育是由于种子不能发育,或虽能发芽,但在苗期或成株前夭亡;杂种植株不能开花,或雌雄配子不育,因而造成杂种的结实性差,甚至完全不能结实.选择适当亲本并注意正反交、蕾期授粉、改变植株生长和杂交条件、体细胞融合等可用来克服油菜远缘杂交不亲和性.子房、胚珠和胚培养、染色体加倍可用来克服远缘杂种的不育性.形态学比较、同工酶分析、Southern杂交分析和分子标记技术可用于远缘杂种的鉴定与选择.通过分析指出了油菜远缘杂交育种的前景及今后的研究方向.     

广义菊属远缘杂交研究进展

简要叙述了广义菊属远缘杂交的研究进展,包括近年来在广义菊属属间杂交所取得的成果、远缘杂交不亲和性的研究、远缘杂交不育性的研究以及远缘杂种的鉴定方法研究进展,并对广义菊属远缘杂交育种提出了新的研究方向。     

果树远缘杂交育种研究进展

本文概述了六十年代以来果树远缘杂交育种所取得的成就，指出果树远缘杂交育种中存在的主要问题是远缘杂交的不亲和性和杂种的败育性；文中着重论述了远缘杂交不亲和性、杂种败育性的原因和克服它们的方法，以及远缘杂种的鉴定与选择；并简要讨论了果树远缘杂交育种今后的研究方向。     

远缘杂交在现代月季育种中的作用

综述了远缘杂交在现代月季育种史和当代月季育种中的作用,以及克服远缘杂交不亲和与杂种不育的方法,指出多倍体技术是将来克服远缘杂交不亲和与杂种不育的一条非常有潜力的育种途径,并对远缘杂交在将来月季育种中的作用进行了展望.     

日本牡丹“芳纪”杂交亲和性分析

采用杂交授粉的方法对日本牡丹“芳纪”的杂交亲和性进行探索,“芳纪”同时作为父母本分别与中原牡丹、西北牡丹、芍药进行杂交,共配置了24个组合,以单花结种量作为亲和性的评价指标.结果表明：以“芳纪”作为母本时,组合间结种率存在较大差异,其中“芳纪×黑花魁”、“芳纪×墨楼双辉”、“芳纪×夜光杯”组合杂交不亲和,以“芳纪×紫楼镶金”组合的杂交亲和性较高.以“芳纪”作为父本时,除与芍药的杂交不亲和外,其余均表现为亲和,而这正是牡丹组和芍药组之间远缘杂交结实率低的缘故.     

牡丹与芍药的授粉亲和性表现及其生理机制分析

【目的】探究花粉-柱头相互作用及主要保护酶、内源激素与牡丹芍药远缘杂交不亲和性的关系,为阐明不亲和的生理机制奠定基础。【方法】对芍药与牡丹杂交授粉及芍药自交授粉过程中,花粉在雌蕊上不同时间(1,3,5,8,12,24,36,48,72,96h)的生长动态进行荧光显微观察,并对此过程中雌蕊内的保护酶(SOD、POD)活性和内源激素(ZR、ABA、IAA、GA3)含量变化进行比较,分析其形态变化的内在生理机制。【结果】芍药自交授粉后花粉大量萌发,花粉管伸长速度先慢后快,并通过花柱基部;芍药与牡丹杂交后,花粉大部分不能萌发,并在柱头上出现扭曲、肿胀等现象,且产生强烈的胼胝质反应。自交亲和及杂交不亲和授粉雌蕊的POD和SOD活性在授粉过程中发生明显变化,且2种雌蕊的变化趋势存在明显差异;当POD和SOD处于高活性时,花粉管迅速向胚囊伸长并进入胚囊(授粉后3h)。高含量的ZR、IAA和GA3有利于花粉-柱头识别、萌发和受精作用(授粉后3h);整个受精过程中,自交亲和授粉雌蕊的IAA和GA3含量均显著高于杂交不亲和授粉雌蕊,而杂交授粉雌蕊中的ABA含量高于自交授粉,说明高含量的ABA与杂交不亲和性相关。【结论】芍药与牡丹远缘杂交过程中的不亲和性与内部酶活性变化及内源激素含量的动态变化有关。     

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...     

观赏植物远缘杂交和多倍体育种研究进展

介绍了植物远缘杂交不亲和、远缘杂种不育的原因及克服方法,概括了远缘杂交及多倍化在观赏植物育种中取得的成就,指出远缘杂交和多倍体育种是目前观赏植物商业化育种的两大重要手段。     

西北品种群牡丹与其他品种群牡丹种群间杂交亲和性研究

通过西北品种群牡丹与其他品种群牡丹种群间杂交试验,以单花结种量作为衡量亲和性的评价指标,进行牡丹种群间杂交育种研究.结果表明:以西北品种群牡丹为母本,与中原品种群牡丹、日本品种群牡丹的近缘杂交不存在不亲和现象,有较高的结实率,分别为14.6朵/粒,9.8朵/粒;与欧美品种群亚组间杂种远缘杂交,有一定结实性,但结实率很低,平均结实率为0.4朵/粒;以伊藤杂种为父本时,则表现不亲和.研究结果可为西北品种群牡丹和其他品种群牡丹亲缘关系鉴定及开展杂交育种工作提供参考依据.     

棉属种间杂交不亲和性的克服及杂种后代育性的研究

当前在棉花育种工作中,要选育出品质、产量以及抗病、抗逆性能比现有当家品种有较大突破的新品种,必须冲破陆地棉种内遗传规范的局限性,运用远缘杂交及其他新的育种手段,扩大和丰富陆地棉的遗传基础,创造新的遗传类型和开展杂种优势利用。然而棉属种间远缘杂交的不亲和性及后代雌雄性的不育性,是进行棉花远缘杂交育种经常     

美洲南瓜与印度南瓜远缘杂交亲和性研究

选取南瓜属2个主要栽培种美洲南瓜和印度南瓜共12个品种的多代自交材料进行远缘杂交,选配了正反交组合共72个,研究其正反交的亲和性差异,不同材料间的亲和性差异以及杂种后代的表现。结果表明:美洲南瓜与印度南瓜进行种间杂交,美洲南瓜只适合作母本、印度南瓜只适合作父本;其正反交的亲和性不同,表现在坐果率、有胚果实率以及有胚率等方面的差异;远缘杂种的不育性、不稔性与杂交亲和性有关;并讨论分析了用印度南瓜改良美洲南瓜的可行性。     

授粉方式对牡丹和芍药远缘杂交受精前障碍的影响

【目的】探寻克服牡丹与芍药远缘杂交受精前障碍的授粉方式,为克服牡丹、芍药远缘杂交不亲和提供理论依据。【方法】以芍药品种粉玉奴(Paeonia lactiflora‘Fenyunu’)为母本,牡丹品种凤丹白(Paeonia ostii‘Fengdanbai’)、洛阳红(Paeonia suffruticos a‘Luoyanghong’)为父本分别进行远缘杂交,采用常规授粉、延迟授粉、重复授粉、切割柱头授粉和蒙导授粉5种不同授粉方法,对授粉后花粉萌发及花粉管伸长过程进行荧光显微观察,研究母本心皮形态学特征,统计杂交组合结实率。【结果】杂交组合粉玉奴×凤丹白、粉玉奴×洛阳红采用重复授粉、蒙导授粉、延迟授粉的效果均优于常规授粉,在花粉萌发量、花粉管伸长及单花结实率方面表现为延迟授粉重复授粉蒙导授粉常规授粉切割柱头授粉,说明延迟授粉对于克服受精前障碍效果最佳,为最佳授粉方式。切割柱头授粉虽效果不佳,但对克服受精前障碍有一定影响。【结论】在牡丹、芍药远缘杂交育种中,可以采取延迟授粉的方法,减缓甚至克服母本柱头或花柱对异源花粉萌发及花粉管生长的抑制,克服受精前障碍,提高育种效率。     

芸薹属植物的远缘杂交

芸薹属(Brassica)植物是一个种类繁多、用途广泛的物种。由于长期的人工选择和品种间杂交选择,用于栽培种品种选育的亲本资源日渐狭窄。以有性杂交、原生质体融合为基础的远缘杂交是解决芸薹属中栽培种基因资源亏乏的重要手段。通过远缘杂交可以将新的优良特异基因从异种或异属植物中导入到目标栽培种中,提高栽培种的品质、产量及抗逆性,创造新的蔬菜类型。转移萝卜的不育性基因、高效利用杂种优势是芸薹属远缘杂交成功的典型例证。种、属间远缘杂交尤其属以上的杂交不亲和,可通过混合、多次重复授粉、化学药剂处理、幼胚拯救等提高结实性。染色体加倍、回交法、延长培育世代等可克服远缘杂种不育性。本文综述了芸薹属植物远缘杂交中存在的问题及克服方法,预测了未来芸薹属植物远缘杂交育种的发展方向。     

萝卜与芸薹属远缘杂交不亲和性克服及DNA甲基化的研究进展

通过远缘杂交可以获得种内杂交难以得到的变异类型,创造许多新的种质资源,为品种改良提供原材料。从20世纪20年代开始,人们就已经开展了萝卜属与芸薹属植物远缘杂交的研究,并有不少属间杂交成功的报道。本文综述了当前萝卜与芸薹属属间不亲和性的机制,总结了不亲和性的克服方法,并概括了不同属间远缘杂种的育性和DNA甲基化的研究进展,以期为今后萝卜与芸薹属蔬菜品种的遗传育种工作提供参考。     

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。     

油菜雄性不育系与十字花科蔬菜远缘杂交亲和性研究

为筛选杂交亲和性好、营养优势强的杂交组合,生产叶用或薹用蔬菜新品种,采用5个不同的油菜雄性不育系作母本,与十字花科不同类型的蔬菜品种远缘杂交,研究了远缘杂交亲和性,目的在于找出杂交亲和性强的油菜雄性不育系,以及十字花科蔬菜品种。研究结果表明：油菜不育系与十字花科不同类型蔬菜品种杂交,亲和性有比较大的差异,与红菜薹品种杂交亲和性最强;不同的不育系与同一类型品种杂交,以714A的杂交亲和性最强,618A杂交亲和性最差;不同不育系与不同杂交组合F1杂交,除少数杂交组合外,大多数杂交组合亲和性较差;618A与特异性状的十字花科蔬菜品种杂交,亲和性均较差。     

月季育种研究现状分析

对近几十年来国内外月季育种中克服远缘杂交不亲和、杂种不育的多种技术的研究和生物技术的应用现状进行了综述，肯定了胚挽救在月季育种中的作用，提出远缘杂交育种将是未来较长一段时期内最有效的月季育种手段．