亚洲棉×比克氏棉异源四倍体子叶腺体延缓发生特性的研究

本研究对亚×比异源四倍体种子及植株各器官的色素腺体密度、大小和棉酚含量进行了观察和测定,对亚×比异源四倍体幼苗进行了腺体发生和棉酚含量的动态研究。从生化角度进一步证明亚×比异源四倍体具有种子无腺体、植株有腺体的特性。研究结果还表明,亚×比异源四倍体从种子无腺体到植株有腺体的过渡时期为种子萌发时的子叶展开期;并提出了“腺体细胞”和“腺体原”的概念。本文对亚×比异源四倍体腺体形成及棉酚合成部位等问题进行了讨论。     

野生棉与陆地棉异源四倍体的合成与性状鉴定

棉属具有丰富的种质资源,将抗病性从野生棉转移到陆地棉中,以此提高陆地棉抗病性是一条理想的育种途经。本研究通过陆地棉和C组野生澳洲棉远缘杂交获得杂种F1,对其进行染色体加倍,将加倍的异源六倍体再与B组野生绿顶棉杂交,产生陆地棉、澳洲棉、绿顶棉的异源四倍体杂种。异源四倍体杂种继承了亲本的部分性状,同时也产生了如蔓生等特异性状;该杂种减数分裂后期染色体不能均等分离,四分体时期有多分体和微核出现;SSR结果发现,该杂种不仅具有三个亲本的特征条带,并且产生了新的重组成分。本研究不仅为该异源四倍体杂种不育提供了直接原因,也为进一步探讨有效的育性恢复方法及棉花新种质创制提供了依据,同时为利用野生棉资源控制棉花黄萎病育种探索培育了中间材料。     

亚洲棉、比克氏棉和海岛棉种间杂种的合成及性状研究

用（亚洲棉×比克氏棉）Ｆ１双二倍体为母本与海岛棉的不同色素腺体基因型进行杂交，获得（亚洲棉×比克氏棉）×海岛棉种间杂交三种杂种（简称（亚×比）×海三种杂种，下同）．（亚×比）×海三种杂种植株整体性状似海岛棉亲本，但营养生长旺盛，植株高大，并兼有三个亲本的一些形态特性。（亚×比）×海三种杂种花粉高度不育，但雌配子部分可育。海岛棉的不同色素腺体基因型对（亚×比）×海三种杂种的色素腺体在现有较大的影响，其中Ｇｌ２Ｇｌ２Ｇｌ３Ｇｌ３所产生的（亚×比）×海三种杂种，其种子尚有少量色素腺体，但植株为正常色素腺体类型；而ｇｌ２ｇｌ２ｇｌ３ｇｌ３所产生的（亚×比）×海三种杂种虽种子无色素腺体，但植株为少色素腺体类型，Ｇｌｅ２对（亚×比）×海三种杂种的色素腺体的影响与ｇｌ２ｇｌ２ｇｌ３ｇｌ３相同，只是杂种植株色素腺体的减少现象是更明显。此外，本文对比克氏棉子叶色素腺体延缓发生性状的遗传及其转育途径和技术进行了讨论。     

陆地棉、亚洲棉与比克氏棉杂种F1及回交后代的育性研究

三元杂种 [(亚洲棉×比克氏棉 )×陆地棉 ]及其反交的回交后代在性状上发生疯狂分离 ,在育性上分离出 3种类型 :可育型、不完全可育型、不育型。对这 3种类型及三元杂种F1减数分裂及其花粉的形成过程观察表明 ,三元杂种F1及回交后代的不育型 ,不育的根本原因在于减数分裂中期染色体不能正常配对 ,引起部分染色体滞后及染色体不均等分配 ,从而产生多分孢子和微核 ,最终导致不育花粉的产生 ;不完全可育型 ,大部分染色体联合配对成二价体 ,仅个别为单价体 ,这些单价体在后期随机向两极分离 ,产生的二分孢子有的正常 ,有的不正常 ,进而形成的花粉粒仅个别正常 ;可育株染色体配对正常 ,因而形成的花粉粒可育     

利用荧光原位杂交技术分析新合成异源四倍体拟南芥

在植物异源倍化育种中或者通过异源多倍化导入有利基因时,初级杂交后代异源多倍体减数分裂期间,避免部分同源染色体干扰,使同源染色体正常联会和配对以及正确分离是产生功能性雌雄配子的细胞学基础。本研究通过种间杂交技术,获得初级杂交后代异源四倍体拟南芥A. suecica,并重点分析其花粉母细胞减数分裂期同源染色体联会和配对情况。利用DAPI技术染色证明了花粉母细胞减数分裂期间核内染色体数目的正确性和均等分裂;而用荧光原位杂交技术进一步证明了核内染色体组的来源的正确性和同源染色体联会和配对的精准性。该结果证实新合成异源多倍体能进行正常的减数分裂和产生功能性雌雄配子,为种属间杂交和异源多倍体育种以及植物杂种优势利用提供了有利的细胞遗传学证据。     

萝卜-芥蓝异源四倍体的合成及GISH分析

通过萝卜(Raphanus sativus L.,2n=18,RR)与白花芥蓝(Brassica alboglabra Bailey,2n=18, CC)杂交,F1经秋水仙碱加倍合成萝卜-芥蓝异源四倍体（Raphanobrassica, 2n=36, RRCC）。经F₄~F₁₀代连续育性选择,F₁₀单株种子产量达32.3 g,每角粒数达14.9。基因组原位杂交显示F₁₀减数分裂行为类似于二倍体物种,表明该异源四倍体的细胞学行为已经稳定。育性观察表明,可育花粉足够各代生产种子,但低世代杂种出现高频瘪粒种子,胚珠败孕可能是其主要原因。该萝卜-芥蓝异源四倍体可以用作向油菜（B. napus L.,2n=38,AACC）转移萝卜基因的遗传桥梁。     

陆地棉和野生斯特提棉种间异源六倍体的合成与性状鉴定

陆地棉(Gossypiumhirsutum)是世界上重要的栽培棉种,野生斯特提棉(G.sturtianum)含有陆地棉所缺乏的许多优质基因。本研究通过陆地棉和斯特提棉的远缘杂交和染色体加倍,获得了自交可育的后代植株,对其进行流式细胞倍性检测和花粉母细胞减数分裂观察,筛选出2株染色体组完整的异源六倍体植株。统计鉴定表明,六倍体和亲本及三倍体比较,叶形介于双亲之间,叶面积增大,保卫细胞中叶绿体数明显增多;远缘杂种与亲本在花的表型性状方面差异明显,六倍体的花粉粒直径大于亲本和三倍体;六倍体棉纤维为白色,长度小于母本陆地棉,父本斯特提棉的种子腺体延缓发育性状在异源六倍体中得到表达。这些结果证明通过远缘杂交和加倍成功获得了陆地棉与斯特提棉间可育的异源六倍体新种质,为棉花遗传育种研究提供了有价值的材料。     

比克氏棉和司笃克氏棉色素腺体形态建成的组织结构观察

对具有子叶色素腺体延缓形成性状的比克氏棉和种子有色素腺体但低酚的司笃克氏棉的休眠种子、幼胚发育过程和种子萌发过程中的子叶进行连续切片观察。结果表明,比克氏棉的种仁中虽无肉眼可见的色素腺体,但具有色素腺体原,其色素腺体形态建成从开花后子叶形态建成后开始到种子萌发后12h才完成。司笃克氏棉在幼胚发育过程中,也出现色素腺体原的结构,但保持的时间较短,到种子成熟时,其种仁中的色素腺体原大多已发育成正常的色素腺体,且色素腺体空腔中含有某些有色物质,腔壁明显不同于比克氏棉或一般有色素腺体棉。司笃克氏棉的色素腺体性状为介于一般有色素腺体棉和具有子叶色素腺体延缓形成性状棉种的中间过渡类型,这种性状在低酚棉育种研究中具有重要的实践意义。     

采用形态学性状和RAPDs标记评价印度四倍体和二倍体棉花的遗传多样性

印度是世界上最大的棉花生产国，但生产力仅为300kg／ha，远低于世界的平均水平544kg/ha。过去50年，印度经历了由二倍体棉花向四倍体棉花的转变。二倍体棉花具有的几个有用性状能转育到目前栽种的四倍体棉花中。特定转育材料间有用性状的筛选取决于亲本材料的遗传多样性。在分子标记(RAPD)和形态学水     

有酚与低酚陆地棉亲本配制的种间三元杂种腺体遗传性状研究

本研究对（亚洲棉Ｘ比克氏棉）Ｘ陆地棉种间三元杂种植株和花器形态特性、腺体表现和棉酚含量进行了比较和研究。结果表明，用有酚棉和低酚棉作陆地棉亲本配制的不同类型的种间三元杂种在植株和花器形态性状上无显著差异；但在各器官和组织上的腺体表现和棉酚含量有明显的差异。用低酚棉配制的三元杂种完全表现有比克氏棉子叶腺体延缓发生性状；而用有酚棉配制的三元杂种在种子上尚有少量腺体，但包括花器在内的其它器官和组织均为有腺体类型，腺体密度和大小与一般有酚棉相同。此外，本文对比克氏棉子叶腺体延缓发生性状的遗传和腺体与棉酚含量的关系等问题进行了讨论。     

三元杂种(海岛棉-色伯氏棉-陆地棉)的研究及新品种选育

采用棉属种间杂交新技术：对杂交铃施用ＧＡ３和ＮＡＡ－离体培养杂种胚－试管内染色体加倍三者相结合，显著提高了杂交铃成铃率和成胚率，获得了海岛棉－色伯氏棉－陆地棉的三元杂种。研究了杂种性状的表现，育性的恢复以及性状的传递规律。从中选出了抗黄萎病、抗棉铃虫、抗棉蚜及高强纤维等５类选系，创建了我国的“ＨＢＧＴ”新资源体系，并首次用野生棉杂交育成了丰产优质抗病新品种“石远３２１”，已通过国家黄河流域区试，１     

对瑟伯氏棉和武安中棉的利用研究

１９７９～１９９５年期间，用瑟伯氏棉（Ｇ．ｔｈｕｒｂｅｒｉＴｏｄ）．武安中棉（Ｇ．ａｒｂｏｒｅｕｍＬ）与陆地棉栽培种进行种间杂文和复文，从其后代材料中，选育出６个丰产、优质、抗病新品系和５类３６份具有不同优良特性的新种质材料。（１）在分（４４．０％～４７．２％）种质。（２）纤维（３３．８０～４０．１０ｍｍ）种质。（３）纤维（强力４．５０～７．４６ｇ，细度６０１０～７７８０ｍ·ｇ￣（－１））种质。（４）纤维（主体长度２９．６６～４０．１０ｍｍ，红度５８２０～６２９０ｍ·ｇ￣（－１），强力４．００～５．３１ｍ·ｇ￣（－１））种质，（５）枯萎病指０．２１％～９．８９％，黄萎病指９．８０％～１９．８３％种质。这些新品系及新种质丰富了棉花种质资源的遗传基础，是培育高产优质多抗棉花新品种的宝贵材料。     

棉花耐盐性的SSR标记研究

针对两个典型的棉花耐盐材料(中07和中棉所35)和两个典型的盐敏感材料(新研96-48和中棉所12),开展了寻找与棉花耐盐有关的SSR标记的研究。利用3528对引物,最终筛选出274对引物在4个材料间具有SSR多态性。其中,有10对引物Y01、Y02、Y03、Y04、Y05、Y06、Y07、Y08、Y09、Y10在耐盐性不同的材料中扩增出差异性片段。扩增图谱显示,同一引物在耐盐的中07和中棉所35中扩出的片段与盐敏感的新研96-48和中棉所12扩出的片段不同。初步研究结果认为,这10对引物有望成为鉴定棉花耐盐性的标准引物,从而将耐盐材料与盐敏感材料从分子角度鉴别开来,为棉花耐盐性分子鉴定等研究提供参考。     

杂交棉制种研究与实践

经济有效地生产杂交种子，是生产上利用棉花杂种优势的前提条件之一，杂交棉制种包括人工辅助授粉和昆虫传粉两大类。概述了杂交棉不同育种途径的制种研究和生产实践，并就有关问题进行了讨论。     

陆地棉与澳洲2个野生棉杂种细胞学研究

本文首次报道了陆地棉×南岱华棉杂种Ｆ１的细胞学研究结果，并与陆地棉Ｘ斯特提棉的杂种进行了对比分析。供分析的细胞数均在７００个以上，中期Ⅰ染色体构型种类占总ＰＭＣ的百分率（构型率）均在７％以下，陆地棉与斯特提棉和南岱华棉杂种Ｆ１的染色体平均构型分别为２１．９７Ⅰ＋７，９７Ⅱ＋０．３５Ⅲ＋０．０１Ⅳ和２０．６２Ⅰ＋８．３７Ⅱ＋０．５２Ⅲ＋０．０２Ⅳ，单一细胞环状二价体、染色体桥和二价体交叉率分别是０．５３与０．４８、７．４４与７．８９和１．０７及１．０６。在２个杂种中均观察到八价体，但为数极少。中期Ⅰ时期二价体和多价体集中于细胞赤道面上，而单价体分散在周围。后期Ⅰ及以后，单价体分布完全随机，形成多个染色体块或片段。四分体形成时期，小孢子数目和大小及形状变异均较大。主要表现在小孢子不是规则的团体，体积大小相差可达２～４倍，单一ＰＭＣ中的数目从ｌ至１３，但其四分体占多数，均在６０％以上。且微核变幅较大，０～６个。经过比较分析，说明两个棉种亲缘关系很近，与陆地棉的种间关系差异也不大。     

陆地棉不同色素腺体基因对比克氏棉子叶色素腺体延缓形成性状的遗传效应

用(亚洲棉×比克氏棉)F1双二倍体作母本与陆地棉的不同色素腺体基因型进行杂交,获得5个具有不同色素腺体基因的［(亚洲棉×比克氏棉)F1双二倍体×陆地棉］F1种间三元杂种。不同色素腺体基因对种间三元杂种植株和花器形态性状无明显效应,但对其色素腺体表现和棉酚含量具有较大的影响。用陆地棉单节显性系1(G12G12gl3gl3)配制