甘蓝型油菜与甘蓝杂交不亲和性研究——Ⅰ. 花粉-雌蕊相互作用及杂种早期胚胎发育

以甘蓝对甘蓝型油菜授粉后,观察花粉在柱头上附着、萌发,花粉管在柱头表面和花柱中生长,以及杂种早期的胚胎发育。结果表明,该杂交组合的主要障碍在于杂交不亲和,表现在甘蓝花粉粒很难在甘蓝油菜柱头上萌发以及萌发的花粉管难于穿过沉积有胼胝质的柱头乳突细胞。这种不亲和反应与孢子体自交不亲和反应在形态上十分相似。初步提出了解决该杂交组合不育的可能途径。     

甘蓝型油菜与甘蓝杂交的亲和性分析简

甘蓝型油菜是由甘蓝与白菜型油菜杂交,染色体自然加倍而成.与甘蓝亲本相比,甘蓝型油菜的遗传资源狭窄,利用甘蓝资源是拓宽甘蓝型油菜遗传背景的方式之一,但是甘蓝与甘蓝型油菜杂交存在生殖隔离.利用29份甘蓝与1份自然甘蓝型油菜杂交;利用12份自然甘蓝型油菜,8份人工合成甘蓝型油菜,48份新型甘蓝型油菜和95份人工合成甘蓝型油菜同自然甘蓝型油菜杂交的DH系与1份甘蓝杂交,期望筛选出亲和性高的甘蓝或者甘蓝型油菜.对7份甘蓝与甘蓝型油菜柱头识别反应和胚珠发育观察,发现甘蓝花粉能够在甘蓝型油菜柱头上正常萌发、伸长和生长,但是授粉10d后胚珠开始败育,直到30d完全死亡.尽管29份甘蓝与甘蓝型油菜杂交平均结实率低(36.00%),但是一份野生甘蓝K8934与甘蓝型油菜的结实率能达到148.60%.4种不同类型的甘蓝型油菜与甘蓝杂交均表现低的可交配性,平均结实率差(10.90%).说明了从变异广泛的甘蓝材料中,可能筛选到与甘蓝型油菜杂交亲和性高的甘蓝材料.     

甘蓝型油菜与甘蓝杂交的亲和性分析

甘蓝型油菜是由甘蓝与白菜型油菜杂交,染色体自然加倍而成.与甘蓝亲本相比,甘蓝型油菜的遗传资源狭窄,利用甘蓝资源是拓宽甘蓝型油菜遗传背景的方式之一,但是甘蓝与甘蓝型油菜杂交存在生殖隔离.利用29份甘蓝与1份自然甘蓝型油菜杂交;利用12份自然甘蓝型油菜,8份人工合成甘蓝型油菜,48份新型甘蓝型油菜和95份人工合成甘蓝型油菜同自然甘蓝型油菜杂交的DH系与1份甘蓝杂交,期望筛选出亲和性高的甘蓝或者甘蓝型油菜.对7份甘蓝与甘蓝型油菜柱头识别反应和胚珠发育观察,发现甘蓝花粉能够在甘蓝型油菜柱头上正常萌发、伸长和生长,但是授粉10d后胚珠开始败育,直到30d完全死亡.尽管29份甘蓝与甘蓝型油菜杂交平均结实率低(36.00%),但是一份野生甘蓝K8934与甘蓝型油菜的结实率能达到148.60%.4种不同类型的甘蓝型油菜与甘蓝杂交均表现低的可交配性,平均结实率差(10.90%).说明了从变异广泛的甘蓝材料中,可能筛选到与甘蓝型油菜杂交亲和性高的甘蓝材料.     

甘蓝型油菜与芝麻菜远缘杂交研究

 以4个甘蓝型油菜品种为母本,3个芝麻菜材料为父本,研究了单一授粉、混合花粉授粉、重复授粉和GA₃处理柱头后授粉等4种授粉方式对其杂交亲和性的影响。结果表明：甘蓝型油菜与芝麻菜的远缘杂交为高度不亲和,最强的组合是花油3号×凤庆芝麻菜,其亲和指数为0.032。混合花粉授粉降低了其杂交亲和性,花油3号×芝麻菜的亲和指数为0.021。重复授粉和GA₃处理柱头后授粉可以提高杂交亲和性,花油3号×凤庆芝麻菜的亲和指数分别为0.046,0.067。但角果中的种子几乎都是皱瘪的,可见甘蓝型油菜与芝麻菜杂交是受精后不亲和,其杂种胚发育受到阻碍而不能形成正常的种子。     

利用花粉-柱头的相互作用鉴定5个十字花科油用植物的自交亲和性

用荧光显微镜观察了白芥(Sinapis alba)、白菜型油菜(Brassica rape)、甘蓝型油菜(Brassica na-pus)、芥菜型油菜(Brassica juncea)、芸芥(Eruca Mill)自花授粉后,花粉粒在柱头上粘附、萌发以及花粉管与柱头的识别反应。结果表明白菜型油菜、芸芥与白芥自交授粉后,花粉粘附在柱头上比较困难,花粉难以萌发,花粉管较难伸长。甘蓝型油菜与芥菜型油菜自交后,花粉粘合、萌发时间早,并且萌发的花粉管数目多。这种差异性不同程度的反映了各个物种的自交授粉亲和性,其中芥菜型油菜与甘蓝型油菜表现为自花授粉,白菜型油菜、白芥与芸芥表现为较强的自交不亲和性。     

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。     

青藏高原白菜型油菜与甘蓝型油菜远缘杂交亲和性研究

为研究青藏高原白菜型油菜与甘蓝型油菜远缘杂交的亲和性,对白菜型油菜与甘蓝型油菜及配制的正反交组合的杂交结实率和亲和指数进行测定,并对杂交F_1代形态学、花粉活力和自交亲和性分析。结果表明:白菜型油菜与甘蓝型油菜杂交,以甘蓝型油菜作母本,结实率和亲和指数较高;甘蓝型油菜与白菜型油菜正反交F_1代组合均表现为自交亲和,植物学性状均偏向于母本,自交亲和性表现为甘蓝型油菜F_1(甘蓝型油菜×白菜型油菜)F_1(白菜型油菜×甘蓝型油菜)白菜型油菜,自交亲和指数分别为20.37、6.30、1.59、0.51,花粉活力表现为甘蓝型油菜白菜型油菜F_1(甘蓝型油菜×白菜型油菜)F_1(白菜型油菜×甘蓝型油菜)。     

(芥蓝×羽衣甘蓝)×白菜型油菜人工合成甘蓝型油菜研究初报

以芥蓝和黄籽羽衣甘蓝的杂种 F1 作母本与黄籽白菜型油菜材料杂交.开展了甘蓝与白菜间多变种复合杂交人工合成甘蓝型油菜初步研究.在4个种间杂交组合中,授粉后20天统计,发育子房率在31.5%～60.1%;每100蕾发育胚珠数为 1.1～60.8;借助胚珠培养获得了1个人工合成甘蓝型油菜新材料,其形态上综合了3个亲本的特征.该人工合成甘蓝型油菜自交高度不亲和,蕾期自交结籽也仅 1.8粒/花蕾;与天然甘蓝型油菜杂交表现较高的亲和性,杂交亲和性表现与天然甘蓝型油菜基因型有关.     

甘蓝型油菜自交不亲和系柱头和花粉粒不亲和互作的扫描电镜研究

用扫描电镜观察研究了甘蓝型油菜(Brassica napus L.)自交不亲和系柱头乳突细胞和花粉粒及其相互识别的形态以及用NaCl溶液处理后的效应。讨论了乳突细胞的结构,用NaCl溶液克服柱头自交不亲和性的理化机理以及花粉粒形态与授粉作用的关系等问题。     

甘薯种内不亲和性中花粉和雌蕊关系的研究

采用荧光显微检测技术,对甘薯杂交不亲和群的 A,B,C 和各群中品种自交和同群内品种间杂交组合授粉后7h 的雌蕊进行压片观察,发现花粉在柱头上的粘附量同花粉与柱头的相对亲和性程度相一致;柱头乳突细胞的胼胝质反应的强度在某些组合上同花粉与柱头的不亲和程度一致,在另外的组合中却不一致,柱头乳突细胞的胼胝质拒绝反应不能作为检验甘薯花粉与柱头亲和性定性和定量的一般性指标;在品种自交和群内品种间杂交时,既有花粉萌发的障碍,也有花粉萌发后的障碍,用雌蕊快速染色法分群时,必须参照最后的结实率数值。     

等电聚焦电泳测定甘蓝自交不亲和性研究

利用聚丙烯酰胺凝胶等电聚焦电泳法研究了甘蓝（ＢｒａｓｉｃａＯｌｅｒａｃｅａＬ．）自交不亲和系与亲和系的柱头和花粉蛋白质谱带,并进行自交,以考察其亲和指数。结果表明,自交不亲和系与亲和系的柱头蛋白质谱带有明显差异：６条带只出现于自交不亲和系中;亲和系柱头没有特异带。对比自交不亲和系开花前２～３天的柱头与成熟柱头的蛋白质谱带,发现了Ｓ特异蛋白质的准确位置,其等电点约为８．３～８．５。此法可用于鉴定甘蓝自交不亲和性。以双蒸水和疏基乙醇作为提取液处理花粉,均未发现自交不亲和系的特征谱带。     

萝卜自交不亲和特性的荧光快速鉴定

以萝卜高代自交系为材料,利用荧光显微镜观察其花期和蕾期自花授粉的柱头与花柱,结果发现自交不亲和与自交亲和材料花粉萌发和花粉管伸长状况存在明显差异.自交不亲和材料花期授粉后柱头上出现严重的胼胝质反应,花粉很少萌发,即使萌发也不能正常生长,出现弯曲或背向生长,花粉管顶端膨大不能穿越柱头乳突细胞;自交亲和系萝卜单株花期、蕾期以及自交不亲和系单株蕾期授粉后花粉多数能够正常萌发并穿越柱头进入子房.对供试材料进行了田间自交亲和指数测定,结果与荧光显微镜测定法鉴定结果高度一致.因此利用荧光显微镜观察法可以准确快速鉴定萝卜的自交不亲和性,从而提高优良自交不亲和系选育效率.     

萝卜自交不亲和特性的荧光快速鉴定

以萝卜高代自交系为材料,利用荧光显微镜观察其花期和蕾期自花授粉的柱头与花柱,结果发现自交不亲和与自交亲和材料花粉萌发和花粉管伸长状况存在明显差异.自交不亲和材料花期授粉后柱头上出现严重的胼胝质反应,花粉很少萌发,即使萌发也不能正常生长,出现弯曲或背向生长,花粉管顶端膨大不能穿越柱头乳突细胞;自交亲和系萝卜单株花期、蕾期以及自交不亲和系单株蕾期授粉后花粉多数能够正常萌发并穿越柱头进入子房.对供试材料进行了田间自交亲和指数测定,结果与荧光显微镜测定法鉴定结果高度一致.因此利用荧光显微镜观察法可以准确快速鉴定萝卜的自交不亲和性,从而提高优良自交不亲和系选育效率.     

白菜型油菜与海甘蓝属间杂交时花粉与柱头相互作用

采用不同化学药物处理柱头,研究白菜型油菜与海甘蓝属间杂交花粉与柱头的相互作用,利用扫描电镜观察海甘蓝花粉在雅安黄油菜柱头上的黏合与萌发过程。结果表明:赤霉素在促进花粉萌发方面效果明显,在一定程度上能克服属间杂交不亲和;甘氨酸在促进花粉与柱头的黏合方面效果明显。     

不同处理对提高甘蓝自交不亲和系结实指数的影响

研究了不同处理对提高甘蓝自交不亲和系结实指数的影响。结果表明,花期喷质量分数为５％～６％的盐水＋质量分数为０．２％硼砂后进行授粉,能提高甘蓝型油菜自交不亲和系的结实指数。     

白菜型冬油菜与芥菜型油菜远缘杂交亲和性分析

采用蕾期人工剥蕾授粉方式,分别对白菜型冬油菜与芥菜型油菜进行种内、种间杂交,用荧光显微镜观察杂交后的花粉 柱头组织,同时用TTC染色法检测花粉活力,分析亲和性。结果表明,白菜型冬油菜品种内姊妹交、白菜型冬油菜种内不同品种杂交、芥菜型油菜与白菜型冬油菜种间杂交、白菜型与芥菜型油菜种间杂交亲和指数依次为0.350、0.117、0.113、0.037;试验中不同处理的花粉 柱头互作难易程度表现为白菜型冬油菜品种内姊妹交>白菜型冬油菜种内不同品种杂交>芥菜型油菜与白菜型冬油菜种间杂交>白菜型与芥菜型油菜种间杂交;花粉活力鉴定结果与花粉 柱头互作难易程度次序基本相似。白菜型冬油菜与芥菜型油菜正反交的亲和性,以芥菜型油菜作为母本亲和指数较高。     

白菜型油菜和羽衣甘蓝种间杂交的初步研究Ⅰ.取材时间对子房离体培养结籽率的影响

黄籽白菜型油菜和黄籽甘蓝人工合成甘蓝型油菜是解决现有甘蓝型油菜黄籽不稳定的有效途径之一.研究以黄籽白菜型油菜和黄籽羽衣甘蓝进行种间杂交,通过子房离体培养克服种间杂交的不亲和型,并对授粉后取材时间和子房培养效率进行分析,研究结果表明:不同基因型的羽衣甘蓝和白菜杂交结籽率有一定差异;授粉后10～17d取材进行子房培养都是有效的,其中15 d左右效果较好.     

白菜型油菜和羽衣甘蓝种间杂交的初步研究Ⅰ.取材时间对子房离体培养结籽率的影响

黄籽白菜型油菜和黄籽甘蓝人工合成甘蓝型油菜是解决现有甘蓝型油菜黄籽不稳定的有效途径之一。研究以黄籽白菜型油菜和黄籽羽衣甘蓝进行种同杂交，通过子房离体培养克服种间杂交的不亲和型，并对授粉后取材时间和子房培养效率进行分析，研究结果表明：不同基因型的羽衣甘蓝和白菜杂交结籽率有一定差异；授粉后10-17d取材进行子房培养都是有效的，其中15d左右效果较好。     

不同授粉方法对克服百合杂交受精前障碍的作用

为克服由受精前障碍造成的百合杂交不亲和,以3个杂种系的品种和2个野生种为试材,探讨了切割花柱授粉对百合品种自交、近缘杂交和切割花柱授粉、柱头涂抹1 g/L BA或1 g/L NAA或柱头涂抹花粉培养液4种授粉方法对百合远缘杂交,以及花柱长度对百合近缘杂交结实的影响。结果表明:切割花柱授粉法促进百合‘Sor-bonne’的自交结实,获得30个自交胚,与对照比差异极显著(P<0.01)。11个近缘杂交组合中,切割花柱授粉法使本来亲和的6个近缘杂交组合所形成的杂种胚数从30个以上减少至10个以下,有的组合甚至1个杂种胚都没有得到。应用在远缘杂交组合上的授粉方法,只有柱头涂抹花粉培养液得到了8个果,比作为对照的柱头授粉法多6个果,但最终均未得到杂种胚。正反交的4个组合,以花柱较长的亲本为母本时成胚数较多;母本相同的2个近缘杂交组合,父本花柱较短的组合成胚数较多。可见,切割花柱授粉法能克服‘Sorbonne’的自交不亲和性,但对本试验的近缘杂交组合没有促进作用。对于东方百合品种‘Casa Blanca’与‘Sorbonne’正反交,以及‘Casa Blanca’与‘Siberia’正反交这2个近缘杂交组合,母本花柱比父本花柱长,并不阻碍杂交结实。     

甘蓝自交不亲和系柱头和花粉粒不亲 和互作的电镜扫描研究

扫描电镜观察到甘蓝(BrassicaoleraceaL.)自交不亲和系02-E1柱头上不能萌发的花粉在授粉后18小时内就会萎缩变小直至干瘪。能够萌发的花粉从一个萌发沟萌发后,另外两个萌发沟就自动萎缩,其花粉管有的扭曲不能伸入乳突细胞,仅少量花粉管能伸长进入花柱。经过5%NaCl溶液处理后的甘蓝自交不亲和系的柱头表膜乳突细胞或皱缩或破裂,花粉粒很容易萌发并长出花粉管,然后花粉管穿破乳突细胞壁而伸入花柱完成受精作用。