栽培棉种间二、三、四元杂种的研究 Ⅱ.杂种F_1减数分裂的染色体行为和花粉萌发率

以棉属(Gossypium)的四个栽培种的种间杂种F_1植株为材料,观察花粉母细胞减数分裂的染色体行为和测定花粉萌发率。结果表明:在中期Ⅰ,二元杂种(亚洲棉×草棉)F_1出现一个四体环;(陆地棉×海岛棉)F_1通常联会成26个二价体。三元杂种[(亚洲棉×草棉)F_1×陆地棉]F_1,[(亚洲棉×草棉)F_1双二倍体×陆地棉)F_1和四元杂种[(陆地棉×海岛棉)F_1×(亚洲棉×草棉)F_1双二倍体]F_1分别出现11.7个、8.8个和8.4个单价体以及1.2个,5.6个和5.7个三价体。在后期Ⅰ,两个二元杂种F_1的染色体分离较规则,而三元和四元杂种F_1极不规则。在四分体形成时期,两个二元杂种F_1的异常四分体频率为18.3～20.2％,三元和四元杂种F_1高达71.2～74.7％。各杂种F_1及其亲本花粉萌发率测定表明:(亚洲棉×草棉)F_1花粉的萌发率为54.3％,表现半不育;(陆地棉×海岛棉)F_1为85.7％,与其双亲基本一致;而三元和四元杂种F_1的花粉萌发率极低,仅为7.1～12.4％,表现高度的不育。     

栽培棉种间二、三、四元杂种的研究 Ⅰ.杂种F_1的产生及其形态特性

本研究以棉属(Gossypium)的栽培种草棉(C.herbaceum L.)、亚洲棉(G.arboFeumL.)、陆地棉(G.hirsutum L.)和海岛棉(G.barbodense L.)为材料,通过种间杂交产生二元、三元和四元杂种F_1,首先进行同染色体组内的种间杂交,然后用0.2％秋水仙碱溶液处理(亚洲棉×草棉)F_1获得双二倍体,并进一步以该双二倍体与陆地棉或(陆地棉×海岛棉)F_1进行正反交,产生三元杂种F_1和四元杂种F_1。形态学研究表明,各二元、三元和四元杂种的F_1均生长旺盛,两个二元杂种F_1的叶片和花器或表现为明确的显隐性关系或超过双亲的平均值(如叶片的长度和宽度)。三元和四元杂种F_1在叶形和花器形态上表现了三个和四个棉种的一些性状。这表明把几个栽培棉种的某些性状组合于同一杂种是可能的。     

远缘杂交创造棉花优异种质的研究初报

远缘杂交主要是指棉属内四大栽培种[草棉(G.herbaceum L.)、陆地棉(G.hirsutum)、海岛棉(G.barbadense)、亚洲棉(G.arboreum))之间以及与野生棉(G.herbaceum)之间的杂交。生产上栽培的主要是陆地棉品种。现有的栽培棉品种亲缘关系过近,遗传基础贫乏,已难以从中选出突破性品种,特别是生产上急需的多抗性品种。利用远缘杂交将野生棉、海岛棉等棉种有益性状转育到陆地棉栽培品种中,使不同棉种的优异性状进行组合,是丰富棉花种质基础、选育突破性品种的有效途径。     

亚比棉及其三种杂种的同工酶分析

对亚比棉及其三种杂种进行了同工酶分析,结果表明:亚洲棉×比克氏棉杂种F1共有9条酶带,为双亲的不完全互补型酶谱模式,其中与双亲同源的占44%,与亚洲棉单一同源的占44%,与比克氏棉单一同源的占11%;陆地棉×(亚洲棉×比克氏棉)杂种F1有9条酶带,为杂合型酶谱模式,其中与双亲同源的酶带占56%,与陆地棉单一同源的酶带占11%,与亚比棉单一同源的占11%,新生酶带占11%;(亚洲棉×比克氏棉)×陆地棉杂种F1有11条酶带,其中与双亲同源的占64%,与亚比棉单一同源的占9%,与陆地棉单一同源的占18%,新生酶带占9%;(亚洲棉×比克氏棉)×海岛棉杂种F1有11条酶带,为双亲的不完全互补型酶谱模式,其中与双亲同源的酶带占64%,与亚比棉单一同源的酶带无,与海岛棉单一同源的酶带占36%。     

栽培棉种间多棉种杂种的形态学和细胞遗传学研究

以四个栽培棉种为材料，通过种间杂交，产生了栽培棉种间二元、三元和四元杂种。对各材料叶片横切面结构研究表明，草棉与亚洲棉为等面叶，陆地棉与海岛棉为背腹叶，而各多元杂种均表现为等面叶，这一结果可用于多元杂种的早期鉴定。对各材料减数分裂的研究表明，二倍体的二元杂种（亚洲棉×草棉）Ｆ１联会成１１个二价体和１个四体环，四倍体的二元杂种主要联会成２６个二价体，而各多元杂种联会成大量的单价体和多价体。从而引起后期Ⅰ染色体分离混乱，并产生大量的异常四分体，造成多元余种的高度不育。     

应用RAPD-PCR分析棉花A基因组的起源与进化

应用RAPD -PCR技术对 2 1份棉花材料进行了遗传多样性分析。结果表明 :中棉、草棉与海岛棉、陆地棉 4个栽培种间的平均遗传距离分别为 0 .43 17、0 .3 946、0 .4193、0 .43 18;海岛棉与草棉的A染色体组较接近 ,而陆地棉与中棉的A染色体组相近 ,反映了异源四倍体与二倍体A基因组的进化关系。表明利用RAPD标记 ,通过遗传距离和聚类分析可以阐明棉花种质的亲缘关系。     

亚比棉及其与陆地棉、海岛棉种间杂交种的核型及似近系数聚类分析

为将原产澳洲的棉属野生种比克氏棉(Gossypium bickii)具有的子叶腺体延缓形成基因导入栽培种,将亚洲棉(G.arboreum)与比克氏棉(G.bickii)杂交,并经染色体加倍,获得亚比棉异源四倍体,然后再用异源四倍体与陆地棉(G.hirsutum)、海岛棉(G.barbadense)杂交获得具有[ADG]3个染色体组的三种杂种。本研究以三种杂种与其亲本为材料,对参试材料进行核型分析,并采用核型似近系数聚类分析方法对参试材料进行聚类分析。研究结果表明:亚比棉染色体的相对长度小于亚洲棉和比克氏棉,且变异范围较小,亚比棉的LC/SC值高于亲本亚洲棉和比克氏棉;亚比棉×陆地棉和亚比棉×海岛棉的LC/SC值比任一亲本均高。亚比棉的臂比均值最小,核型最为对称,为1A。核型聚类结果表明,陆地棉和海岛棉的核型似近系数最大为0.995 8,核型进化距离为0.004 2,亲缘关系最近。比克氏棉和亚比棉的核型似近系数最小为0.648 3,核型进化距离为0.433 4,亲缘关系最远。     

RAPD标记在棉属种间杂种后代检测中的应用

 以 [4x(亚洲棉×异常棉 ) ]×陆地棉的杂交后代培育的 5个种质系和 3个亲本为材料 ,用 2 2个随机引物进行了 RAPD分析。结果表明 :3个棉种具有明显的多态性差异。5个种质系均检测到来自不同棉种的 DNA特异片断 ;3个棉种间的遗传相似系数在 50 %以下。陆地棉亲本与种质系间和种质系与种质系间的相似系数在 0 .71 0～ 0 .933之间 ,平均为 0 .80 8。这些差异与回交亲本、单株选择的定向培育有关。研究结果对棉属远缘杂交育种具有一定的参考价值。     

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。     

亚比棉×陆地棉杂种F_1遗传分析

为了验证亚比棉×陆地棉杂种F1的真实性,从细胞学和RAPD技术方面对亚比棉×陆地棉杂种F1及其亲本进行了研究。细胞学研究表明,三种杂种(亚洲棉×比克氏棉)×陆地棉的核型公式为2n=4x=52=2M+44m(2SAT)+6sm(2SAT),相对长度变异范围为6.12%～2.56%,最长染色体与最短染色体之比为2.39∶1,臂比值在1.00～1.82之间,平均臂比为1.35,核型类别为1B。RAPD分析表明,亚比棉×陆地棉杂种F1共扩增出61条DNA带,其中具亚洲棉特异带的占总带数的3.3%,来自比克氏棉的带占9.8%,具陆地棉特异带的占13.1%,来自亚比棉的特异带占9.8%,杂种的特异带占14.8%。细胞学研究和RAPD分析的结果吻合,从而断定亚比棉×陆地棉杂种F1为真正的杂交种。