桑树多倍体育种的研究 Ⅰ.桑树三倍体植株育成

本试验选用四倍体湖桑197号(2n=56)为母本,二倍体的桐乡青(2n=20)和新一之濑(2n=28)二个桑品种的混合花粉为父本,进行人工杂交,育成了三倍体桑(2n=3x=42)二个单株,经体细胞染色体镜检,染色体数为42,形态上观察,花而不实,高度不孕,显示出典型的三倍体桑特征。这二个单株暂定名为杭临桑1号和杭临桑2号。     

多倍体桑的光合作用特性

测定了二倍体和多倍体桑共7个品种的光合速率、呼吸速率、叶绿素含量、叶表面气孔数等指标。结果,光合速率、呼吸速率四倍体优于三倍体再优于二倍体,叶绿素含量以四倍体最高,三倍体略低,但其中粤桑2号则显著提高。叶面积、鲜重、干重、比叶重等均是四倍体高于三倍体再高于二倍体,气孔数三倍体高于二倍体,四倍体略低。     

宁夏滩羊体大品系遗传标记的研究

研究首先采用RAPD技术,利用混合基因池(DNA pool)法,对滩羊体大品系、普通品系进行DNA多态性分析。从100种具有10个碱基的随机引物中,筛选出84种引物在滩羊群体基因组中共扩增出358条带,其中22种引物扩增产物表现为多态(占22%),且扩增出32条有差异的条带,占总带数的8．94%(32/358);62种引物的扩增产物表现为单态(占62%)。滩羊体大品系的特异性条带5个,而普通品系的特异性条带7个。这些特异标记可以用来鉴定滩羊的2个品系。滩羊体大品系和普通品系间的遗传距离为0．136±0．087,表明2个品系之间的亲缘关系很近。     

桑树多倍体育种的研究Ⅱ.3X、4X桑品种与制种成绩的关系

用四倍体、三倍体和二倍体(对照)桑品种对原种苏5和苏6进行试验,其结果经多元方差分析可知:①不同桑品种与原种间无交互作用;②苏5的制种成绩极显著高于苏6;③三倍体、四倍体桑的制种成绩极显著高于湖桑32号。     

滩羊体大品系遗传标记的研究

本研究首先采用RAPD(Romdom Amplified Polymorphic DNA)技术,利用混合基因池(DNApool)法,对滩羊体大品系、普通品系进行DNA多态性分析.从100种具有10碱基的随机引物中筛选出84种引物可在滩羊群体基因组中得到扩增,共扩增出358条带,其中22种引物扩增产物表现为多态(占22%),且扩增出32条有差异的条带,占总带数的8,94%(32/358);62种引物的扩增产物表现为单态(占62%);另有16种引物扩增非常微弱,不便分析(占16%).根据Nei氏片段共享度公式计算出滩羊的体大品系和普通品系间的遗传距离为0.14±0.25,表明两品系之间的亲缘关系很近.同时在分析过程中发现滩羊体大品系,普通品系均出现了具有品系特征的特异性条带.滩羊普通品系有7条PS-107-550,PS-510-500,PS-512-450,PS-101-450,PS-512-400,PS-511-400,PS-12-370;体大品系有5条PS-509-875,PS-515-875,PS-106-750,PS-1008-700,PS-1010-370;以上引物可作为区分两品系的标记引物,特征性条带可以作为各自的分子标记来进行品系鉴定.     

桑树同源多倍体叶片解剖结构观察及与抗旱性的关联性分析

对2个株系的同源多倍体桑树植株嫩叶和成熟叶片解剖结构进行观察比较,筛选能够表征桑树抗旱性的重要叶片解剖结构性状.成熟叶的叶片厚度、上下表皮厚度、上下角质层厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度和叶片紧实度等8个解剖结构性状,在2个株系的桑树二倍体和同源四倍体之间均存在显著差异.对成熟叶的这8个指标进行主成分分析,初步筛选出可用于综合评价桑树抗旱性的5个代表性性状指标,即栅栏组织厚度、叶片厚度、海绵组织厚度、下表皮厚度和上角质层厚度.进一步利用隶属函数分析,将这些指标数据转换为隶属函数值并按照从大到小的顺序排列,得出四倍体桑品种陕桑402-1的抗旱性高于其同源二倍体亲本新一之濑,四倍体桑品种陕桑403-1的抗旱性高于其同源二倍体亲本陕桑707.     

四倍体桑与二倍体桑杂交后代的结实性和染色体的倍数调查初报

调查了人工四倍体桑与二倍体桑杂交F，代10个组合共100株雌性植株的结实性和细胞染色体倍数。结果表明：10个三倍体组合中，诱桑11号桑椹无种子，细胞染色体检查为100％的三倍体(3X)植株，另外9个组合每椹下沉种子数为O～22粒，三倍体植株占检查株数的40％～80％，说明人工四倍体与二倍体桑杂交后代并非全部是三倍体植株。认为要提高三倍体组合后代中三倍体桑的纯度，关键在于四倍体亲本的诱变、选择和防止制种过程中外来花粉的混杂。     

四倍体、三倍体及二倍体桑杂交结实性及种子质量的研究

用89份人工四倍体桑,38份二倍体桑及某三倍体桑人工授粉杂交,研究三倍体杂交组合、四倍体杂交组合及三倍体桑与二倍体、四倍体桑杂交的结实性和种子的粒重、发芽率。结果表明：三倍体组合中。2n×4n有77%的组合、4n×2n有60%的组合,其每椹种子达15粒以上,极大部分（90%）的三倍体组合的种子发芽率达到85%以上,四倍体杂交组合（4n×4n）中,有71.9%的组合每椹种子15粒以上,有69.6%的组合其种子发芽率达到85%以上,每棋种子15粒以上,且种子发芽率85%以上的组合占56.1%。证明选配到繁殖系数达到二倍体杂交组合水平的四倍体杂交组合是可能的。多数4n×4n的种子较大、较重;同一母本,与四倍体父本杂交的种子稍重,大部分三倍体桑有一定的可孕性,但结实粒数很少;三倍体桑“9446-7”与四倍体、二倍体父本杂交共6个组合,平均每椹种子为2.7-8.6粒,种子成苗率最高达59.8%。     

无性系同源三倍体桑品种陕桑305的育成

三倍体 ( 2ｎ =3ｘ =42 )桑品种长势强、产量高、叶质优 ,能显著提高单位面积桑叶和蚕茧产量[1～3] 。但迄今为止 ,国内外所有人工三倍体桑品种均是通过四倍体 ( 2ｎ =4ｘ =56)与二倍体 ( 2ｎ=2ｘ =2 8)杂交育成的。笔者等从天然与人工混倍体桑中 ,先后分离选拔出一批经济性状优良的无性系三倍体植株[4] ,其中编号为 30 5- 1的株系性状稳定、适应性强、生长势旺、叶大而厚、产量高、叶质优 ,符合育种目标。经系统观察鉴定后定名为陕桑 30 5,系国内首例人工无性系同源三倍体桑树新品种。 1 999年通过陕西省农作物品种审定。1　育成经过1 988…     

桑树二倍体及其同源四倍体遗传差异的ISSR分析

利用ISSR分子标记技术,研究了农桑8号、湖桑199号、湖桑197号、育71-1、育2号、湖桑32号等6份二倍体品种和经秋水仙碱化学诱变得到的同源四倍体之间的DNA遗传差异。结果表明:桑树不同材料二倍体及其同源四倍体之间的ISSR多态性有明显差异;农桑8号、湖桑197号、育2号的二倍体及其同源四倍体间的扩增条带完全一致,无差异;湖桑32号二倍体及其同源四倍体的ISSR多态性最高,达到了23.53%。说明不同桑树材料经秋水仙碱诱变后产生的遗传差异较大。     

不同桑树品种在土壤水分胁迫下膜伤害和保护酶活性变化

以北方蚕区现行主要桑树品种选792、沙2、新一之舽、陕305、湖桑32号、农桑14号的1年生绿枝扦插苗为实验材料,研究了水分胁迫对不同桑树品种的膜伤害和保护酶活性的影响。在水分胁迫下,细胞膜受到伤害,细胞膜透性增加,电导率随之增强,作为膜脂过氧化产物的丙二醛(MDA)含量增加,各品种细胞膜受到的伤害度有差异。保护酶SOD、POD、CAT活性都表现出先升后降的变化趋势,但变化规律又有所不同。推测各品种抗旱性存在较大差异,6个供试桑品种抗旱能力从大到小依次为选792>陕305>农桑14号>湖桑32号>新一之舽>沙2。     

黑龙江省野生桑树种质资源的遗传多样性分析

采用RAPD分子标记技术,对黑龙江省境内收集的24份野生桑树种质资源进行遗传多样性分析,揭示其遗传分化关系,以利于对耐寒、抗旱类型野生桑树种质资源保存与应用价值的准确鉴定和评估。从20个RAPD随机引物中筛选出4个有效引物,对24份野生桑树种质材料的基因组DNA进行扩增,共获得275条带,其中多态性带273条,多态性比率为99.3%,单引物对每份种质材料扩增获得的条带数在2～5条之间。24份野生桑树种质材料的遗传距离在0.047～1.000之间,其中,杜蒙2号和杜蒙3号,宁安1号和宁安3号两组种质材料的相似性最大,杜蒙3号和宁安3号的相似性最小。24份野生桑树种质材料的亲缘关系与其地域分布基本吻合。     

人工无性系四倍体桑品种陕桑402的选育

采用0.1%~0.4%的秋水仙碱处理二倍体桑品种新一之(2n=2x=28)当年嫁接苗的茎尖,诱导出8个突变株,将这些突变株按株系进行单芽分离嫁接,发现编号为402-3的株系在所分离出的四倍体(2n=4x=56)株系中性状突出,经系统选育培育成无性系四倍体品种陕桑402(2n=4x=56)。该品种发芽率高,生长旺盛,在北方蚕业科研协作区域试验的桑叶产量较湖桑32号(2n=2x=28)提高26.9%,万头茧层量增加5.4%,抗逆性强,是一个综合性状优良、丰产性能突出的人工无性系四倍体桑品种。     

湖南省10个现行栽培桑树品种的AFLP指纹图谱分析

利用扩增长度多态性(AFLP)分子标记技术,构建湖南省现行推广的10个桑树品种的指纹图谱,作为该省区桑树遗传育种辅助选择和品种鉴定的重要依据。从36对AFLP引物中筛选出带型丰富、多态性较高的5对引物对10份桑树品种材料进行扩增,共检测到344条多态性条带,多态性比率达27.88%。品种之间的遗传相似系数以及UPGMA聚类分析结果与基于形态学方面的分类结果一致,在遗传相似系数0.79处,10个桑树品种聚为3类:三倍体品种湘桑6号单独聚为一类,其余9个品种聚为一类,其中广东桑品种苗33又单独聚为一类,8个鲁桑品种聚为一类。     

五个桑树品种的田间比较试验

在勉县刘家山村蚕桑试验基地进行了5个桑树品种的比较试验。强桑1号、陕桑305、鲁插2号品种表现较好,产叶量高,抗病性强;湖桑32号产叶量低,抗病性差;鲁插3号表现中等。     

海雀稗SRAP-PCR分子标记体系优化及引物筛选

以4个代表性海雀稗（Paspalum vaginatum）种质的叶片DNA为模板,采用L₉（3⁴）正交试验设计,对影响海雀稗SRAP-PCR反应的Mg²⁺、dNTP、引物和TaqDNA聚合酶的用量进行了优化,并比较了不同浓度模板DNA对扩增的影响,以确定适合海雀稗的SRAP-PCR最佳反应体系。结果表明：海雀稗SRAP-PCR最佳反应体系为10×PCR buffer 1 μL、模板DNA50 ng、Mg²⁺2.5 mmol·L^-1、dNTP150 μmol·L^-1、引物0.4 μmol·L^-1、TaqDNA聚合酶1.0 U,总体积10 μL。利用该反应体系从100对引物中筛选出可扩增清晰条带的引物83对,在83对引物中选出多态性丰富的引物44对。SRAP-PCR反应体系的优化及引物筛选,为今后利用SRAP标记技术进行海雀稗遗传多样性研究、基因定位、遗传图谱的构建以及分子标记辅助育种提供技术支持。     

SSR标记与桑树发芽率、节间距性状的相关性研究

利用微卫星(SSR)标记技术寻找与桑树发芽率和节间距性状基因紧密连锁的分子标记,可为高产桑树品种的选育提供分子遗传学方面的依据。用10对SSR引物对172份桑树品种(品系)的基因组DNA进行扩增,结果在获得的67个标记中有66个具有多态性,多态性比率为98.51%。分析供试桑品种(品系)基因组SSR标记与桑树发芽率、节间距性状的关联性发现:SSR标记mulstr4-3、mulstr6-4、mlstr6-6、ss19-1与桑树的发芽率呈显著性相关,相关系数分别为0.209、-0.215、-0.208、0.226;SSR标记mulstr3-3、mulstr4-1、ss04-1、ss04-3、ss18-1与桑树枝条的节间距呈显著性相关,相关系数分别为-0.255、0.424、-0.248、0.216、0.229,其中标记mulstr4-1可能与控制节间距性状的基因相连锁。     

淀粉凝胶电泳法对桑过氧化物同工酶研究

用淀粉凝胶作支持物的平板电泳法,以叶、芽和茎皮为材料作桑若干品种的过氧化物同工酶分析。结果,其同工酶谱在同一品种不同器官间表现出不同,而同一品种同一器官在不同植株间则无差异;用作分析的材料以芽最好,经本方法同工酶分析鉴定,R81—1和R81—2是以新一之漱为亲本的遗传性变异的突变体。在桑同工酶分析研究上,用淀粉凝胶作支持物的平板电泳法比以往采用的聚丙烯酰胺法要好,不仅表现在效果好、成本低,而且在正负两极的凝胶板上均能显现出酶带,一次电泳还能分析好几种同工酶。     

42份高粱与苏丹草及其2个杂交种DNA指纹图谱的构建

选用100个RAPD引物和95对SSR引物进行PCR扩增,旨在构建42份高粱和苏丹草品种资源及2份国审品种高粱-苏丹草杂交种的DNA指纹图谱。结果表明,从100个RAPD引物中筛选到9个多态性高、重复性好的引物,多态性条带比率为64.06%,利用4个核心RAPD引物可以为每份品种构建1张特定的数字指纹,并通过其中1个引物F-01构建了1张能鉴别2个杂交种的RAPD指纹图谱,不过该图谱不能区别皖草3号与其父本Sa。从95对SSR引物中筛选出多态性丰富的引物73对,多态性条带比率为86.06%,通过3对核心SSR引物就可以构建42份高粱和苏丹草的SSR数字指纹,同时利用其中1对SSR引物txp18,寻找到2个杂交种的互补带,从而构建了2个高粱-苏丹草杂交种的SSR指纹图谱,这张SSR指纹图谱不仅能鉴别皖草2号和3号,还可以把杂交种与其亲本区别开来。     

32份广东桑类型桑树种质资源亲缘关系的SRAP标记分析

广东桑类型是由分布在广西壮族自治区和广东省的广东桑种形成的桑树栽培类型。利用相关序列扩增多态性(SRAP)分子标记技术,对两广地区的部分广东桑类型桑树种质资源的亲缘关系进行分析,为地方桑树种质资源的遗传多样性保护和利用提供依据。选用22对SRAP引物组合在32份桑树种质材料中共扩增出144条带,其中有44条多态性带,多态性比率30.56%,平均每对引物组合扩增出2条多态性带。32份桑树种质材料间的遗传相似系数值变化范围为0.826 4～1.000 0,平均值0.894 4,说明供试广东桑类型桑树种质材料间存在较高遗传变异。采用UPGMA法进行聚类分析,将32份桑树种质材料划分成3类:第Ⅰ类包括了20份来自广西的地方品种资源,第Ⅱ类包括了3份来自广东的选育品种资源和7份来自广西的选育品种资源,第Ⅲ类的2份种质资源分别来自广西和广东。同一类群的各亚类群又多以同一地理来源的品种或亲本有相近、相同血缘的品种聚集。研究结果说明SRAP标记能很好地揭示同一桑种不同种质材料间的遗传多样性和亲缘关系,广东桑类型桑树种质资源的遗传多样性与地理来源有密切关系。