夏蜡梅、光叶红蜡梅及其杂交后代花色表型和色素积累特征的差异分析

【目的】对夏蜡梅Sinicalycanthus chinensis、光叶红蜡梅Calycanthus floridus var. glaucus及两者杂交后代的花色变化进行比较和分析,明确导致花色差异的代谢物质基础。【方法】利用广泛靶向代谢组学方法,对夏蜡梅、光叶红蜡梅及两者杂交后代花瓣中相关代谢产物进行测定,筛选差异代谢物,并对差异代谢物参与的代谢通路进行分析,解析花瓣呈现不同颜色的代谢物质基础。【结果】(1)花色表型测量显示：夏蜡梅内外轮花瓣明度(L^*)、黄度(b^*)、色相角(h)显著高于光叶红蜡梅(P<0.05),夏蜡梅外轮花瓣红度(a^*)显著低于光叶红蜡梅,夏蜡梅内轮花瓣彩度(C^*)显著高于光叶红蜡梅(P<0.05)。杂交后代花瓣L^*显著低于夏蜡梅内外轮花瓣,也显著高于光叶红蜡梅,a^*显著高于双亲,b^*显著低于夏蜡梅内外轮花瓣,C^*显著低于夏蜡梅内轮花瓣,也显著高于夏蜡梅外轮花瓣和光叶红蜡梅,...     

夏蜡梅和光叶红蜡梅花发育特性和柱头可授性

对蜡梅科Calycanthaceae夏蜡梅属Sinocalycanthus夏蜡梅Sinocalycanthus chinensis和美国蜡梅属Calycanthus光叶红蜡梅Calycanthus floridusvar.oblongifolius的花发育进程进行了观察,同时利用活体花粉萌发法对其柱头可授性进行了检测。结果表明,夏蜡梅和光叶红蜡梅花发育进程均可以分为：紧蕾期、大蕾期、松蕾期、花开放而花药未裂和花开放花药开裂等5个时期,各个时期间隔1～2d,晴朗、高温天气将加速花的发育;雄蕊和退化雄蕊的发育进程从紧蕾期到花开放散粉阶段为直立到平展再到合拢状,这种花部动态变化特征有利于异交;两者的柱头可授期均为7～8d,到花开放而花药未裂阶段达到最强。光叶红蜡梅和夏蜡梅花发育特性基本相似,只有柱头的发育和花药的生长存在一定的差异。     

菊属与春黄菊族部分属间杂交亲和性初步研究

以菊属植物为母本,通过荧光镜检观察亚菊属、菊蒿属、木茼蒿属、匹菊属、茼蒿属、太行菊属、芙蓉菊属、紊蒿属、滨菊属等近缘属植物花粉在其柱头上的附着与萌发情况,探讨属间杂交亲和性.结果表明,亚菊属、菊蒿属、太行菊属、木茼蒿属、茼蒿属和匹菊属植物花粉可在菊属植物柱头上附着与萌发,属间有一定杂交亲和性,通过常规杂交或结合幼胚拯救方法可能获得远缘杂种;芙蓉菊属、紊蒿属、滨菊属植物与菊属植物杂交不亲和,相互间亲缘关系可能相对较远.     

甘蓝型油菜和芸芥属间杂交的亲和性研究

为了利用芸薹属近缘属的基因资源进行油菜品种改良,探索了甘蓝型油菜×芸芥的属间杂交亲 和性。以甘蓝型油菜湘油15号、中油821和J-2为母本,三营芸芥和东郊芸芥为父本,进行人工远缘杂 交试验。结果表明:甘蓝型油菜与芸芥属间杂交亲和性较低,杂交亲和性的强弱与亲本材料有关,不同 品种的甘蓝型油菜与不同品种的芸芥属间杂交亲和性(真杂种苗数/授粉花蕾数)不同,湘油15号与三 营芸芥的亲和程度最高,为0．036,J-2和东郊芸芥的亲和程度最低,为0．014。     

蜡梅属3种种间杂交亲和性初步研究

以蜡梅属3种(蜡梅、柳叶蜡梅、浙江蜡梅)为材料,进行种间杂交实验,通过荧光镜检技术观察种间杂交授粉后花粉在柱头上的附着与花粉管萌发情况,探讨蜡梅属种间杂交亲和性。结果表明:各个种间杂交组合处理所授花粉均可在母本的柱头上附着并萌发花粉管;蜡梅属不同种间杂交组合之间花粉管的生长特性较为一致:在6h左右父本花粉在母本柱头上黏附,在12h左右萌发出花粉管而后在花柱内生长,到第4d,花粉管进入胚囊完成受精作用。荧光镜检结果说明:蜡梅属种间杂交具有一定的亲和性,但是最终没有获得杂种种子,可能是在受精卵或幼胚的后期发育过程中代谢紊乱而败育。     

夏蜡梅的群落学研究

夏蜡梅是我国特有的第三纪残遗植物，自然分布区域十分狭窄，濒临绝灭，被列为国家二级珍稀濒危植物。通过对夏蜡梅群落的分布、区系、外貌、结构及动态等特征的分析表明，夏蜡梅群落可划分为青冈－夏蜡梅群落及夏蜡梅灌丛２个类型。前者属亚热带地带性常绿阔叶林，群落较为稳定；后者是在森林植被遭到破坏后形成的一种次生群落类型，具有不稳定性，最终会逐渐演替成青冈－夏蜡梅群落。     

夏蜡梅和美国蜡梅属间杂种形态与光合生理特征

从花形态、结实性、光合和水分利用效率等3个方面,比较了属间杂种与母本夏蜡梅Sinocalycanthus chinensis,父本美国蜡梅Calycanthus floridus之间的差异;另外,对濒危园模拟生境条件下生长的夏蜡梅和苗圃自然光照条件下的夏蜡梅植株的光合作用和水分利用的生态差异进行了比较研究。结果表明：①花外形、颜色和气味,花被片形态,外、内花被片（数量、大小、颜色、形状和质地）,雄蕊（可育雄蕊、不育雄蕊和食物体）,雌蕊（花柱和柱头）等方面,属间杂种均表现出双亲的中间性状,结合了双亲优异之处,具有很高观赏价值;②夏蜡梅在南京地区结实正常,美国蜡梅在南京地区的结实能力差,而属间杂种7年生植株开花的2a中都表现为不结实;③光合作用和水分利用特性上,属间杂种与父本美国蜡梅相似,较母本夏蜡梅有明显优势,没有严重的光合午休现象和灼伤叶片、花苞片现象。另外,濒危园中遮光条件下的夏蜡梅植株尽管净光合作用和蒸腾作用较小,但没有午休现象,而且表观量子效率和水分利用效率显著大于自然光照条件下的夏蜡梅植株,乃至美国蜡梅及属间杂种,显示出夏蜡梅的喜阴习性。图1表3参17     

濒危植物夏蜡梅遗传分化研究

为阐明小尺度范围内濒危物种夏蜡梅种群的遗传分化,保护和恢复夏蜡梅种质资 源,采用 ISSR分子标记技术,对浙江省临安市清凉峰镇的5个夏蜡梅种群的遗传结构进行分析。1 2个引 物对夏蜡梅5个种群100个个体进行扩增,共得到171个位点,其中多态位点98个,总多态 位点百 分率（P）为 57.31%,平均为25.03%。夏蜡梅总Shannon指数 （I）为0.268 9,平均为 0.148 8; 总 Nei指数 （h）为0.174 5,平均为0.102 8。 P、I、h均表明夏蜡梅总体水平的遗传多 样性较高,而种群 水平的遗传多样性较低。AMOVA分子变异分析结果显示,47.01%的变异存在于种群间,5 2.99% 的变异存在于种群内;种群内与种群间的遗传分化均很明显。夏蜡梅种群间基因流较低, 为0.717 3,显示夏蜡梅种群间的基因流动部分受阻。 5个种群的平均遗传距离为0.1051,根据 种群间的遗 传距离进行UPGMA聚类,结果为生境相似的种群聚在一起。夏蜡梅种群间较高水平的遗传 分化 主要是本身的生物学特性以及对微生境适应的结果。     

夏蜡梅的群落学研究*

夏蜡梅是我国特有的第三纪残遗植物, 自然分布区域十分狭窄, 濒临绝灭, 被列为国家二级珍稀濒危植物。通过对夏蜡梅群落的分布、区系、外貌、结构及动态等特征的分析表明, 夏蜡梅群落可划分为青冈-夏蜡梅群落及夏蜡梅灌丛2个类型。前者属亚热带地带性常绿阔叶林, 群落较为稳定; 后者是在森林植被遭到破坏后形成的一种次生群落类型, 具有不稳定性, 最终会逐渐演替成青冈-夏蜡梅群落。     

美国夏蜡梅的栽培与繁殖

美国夏蜡梅因原产美国，在初夏开花而得名。为蜡梅科夏蜡梅属落叶灌木。丛生，株高2-3米，芽无鳞片，被叶柄基部包围越冬；叶对生，叶片椭圆形或卵圆形，叶面有光泽或稍粗糙，叶色浓绿，晚秋呈金黄色；单花顶生。花径5厘米左右，花瓣细长，红褐色，有甜香的味道，花期4月中旬至6月；果实生于杯状果托内，9-10月成熟。     

濒危植物夏蜡梅遗传分化研究

为阐明小尺度范围内濒危物种夏蜡梅种群的遗传分化,保护和恢复夏蜡梅种质资源,采用ISSR分子标记技术,对浙江省临安市清凉峰镇的5个夏蜡梅种群的遗传结构进行分析.12个引物对夏蜡梅5个种群100个个体进行扩增,共得到171个位点,其中多态位点98个,总多态位点百分率(P)为57.31%,平均为25.03%.夏蜡梅总Shannon指数(I)为0.268 9,平均为0.148 8;总Nei指数(h)为0.174 5,平均为0.102 8.P、I、h均表明夏蜡梅总体水平的遗传多样性较高,而种群水平的遗传多样性较低.AMOVA分子变异分析结果显示,47.01%的变异存在于种群间,52.99%的变异存在于种群内;种群内与种群间的遗传分化均很明显.夏蜡梅种群间基因流较低,为0.717 3,显示夏蜡梅种群间的基因流动部分受阻.5个种群的平均遗传距离为0.105 1,根据种群间的遗传距离进行UPGMA聚类,结果为生境相似的种群聚在一起.夏蜡梅种群间较高水平的遗传分化主要是本身的生物学特性以及对微生境适应的结果.     

夏蜡梅的双受精和种子形成

夏蜡梅传粉后,花粉管８ｄ到达胚囊,１０－１３ｄ实现双受精,为珠孔受精。胚乳为核型胚乳。初生胚乳核经短暂休眠进行分裂,１８ｄ胚完全细胞化,呈单鲁细胞,随后细胞分裂成多列,并不断消耗珠心组织及珠被。合子经过近１周的休眠后开始分裂,为柳叶菜型。３９ｄ 形成后,以一个方向包绕胚乳,与胚周边胚民中胚乳存在形态上的差异,表现出为胚输送养料的一种结构,并保留至种子成熟。胚乳发育存在特殊性,具营养和吸器的功能。     

美国夏蜡梅de栽培与繁殖

美国夏蜡梅因原产美国,在初夏开花而得名,为蜡梅科夏蜡梅属落叶灌木.丛生,株高2～3米,芽无鳞片,被叶柄基部包围越冬;叶对生,叶片椭圆形或卵圆形,叶面有光泽或稍粗糙,叶色浓绿,晚秋呈金黄色;单花顶生,花径5厘米左右,花瓣细长,红褐色,有甜香的味道,花期4月中旬至6月;果实生于杯状果托内,9～10月成熟.     

旱金莲自交亲和性初步研究

对上海市农业科学院选育的22份旱金莲材料(高代自交,F6)的园艺性状和自交亲和性进行初步探索。结果表明:相较于自然自花授粉和自然同株异花授粉,人工同株异花授粉可以显著提高旱金莲的自交亲和性。无论是田间种植还是花盆种植,在开花Ⅱ期(开花后雌蕊柱头三分叉)对旱金莲进行人工同株异花授粉均可提高旱金莲的自交亲和性。自交亲和指数聚类分析表明:22份旱金莲材料可分为5组,其中第Ⅰ组和第Ⅳ组的自交亲和指数均大于0.9,可作为后续杂交育种的重要种质资源。该研究可为旱金莲优良自交系和新品种的选育奠定基础。     

新疆野生油菜与甘蓝型油菜属间杂交亲和性及杂种分子鉴定

采用蕾期剥蕾授粉的方法,研究了新疆野生油菜与甘蓝型油菜属间杂交亲和性．属间杂种F1植株形态表现一致,介于双亲之间,并且具有明显的杂种优势．从新疆野生油菜X湘油15号F1群体中选取9株进行RAPD分析,扩增出的带型完全一致,并且是父母本随机扩增DNA片段的综合,说明这9株全为真杂种．试验结果表明,蕾期授粉可以克服新疆野生油菜和甘蓝型油菜属间杂交的不亲和性,利用RAPD分子标记技术可以快速有效地鉴定远缘杂种．     

宁夏枸杞自交亲和性初步研究

对宁夏枸杞的11个品种和3个新优系去雄套袋、同株同花自交、同株异花自交、异品系异交,初步判定：宁夏枸杞的自交亲和指数为2;不存在无融合生殖现象,只有在有种子的情况下才能坐果;自交亲和性在种内存在较大变幅。在人工栽培过程中,宁夏枸杞已由自交不亲和向自交亲和演变,麻叶系单花自交与株内自交结果有较大差异,是一种“部分自交亲和”的变异,宁杞1号是典型的高度“部分自交亲和”的材料;青果坐果率、红熟果实收获率与亲和指数之间有较显著的相关性,但不宜作为亲和指数使用;单果重与种子数量之间有显著相关性,异交有助于在不增加投入的前提下增加坐果率与单果重。自交不亲和是诸多材料落花落果的主要原因,宁杞1号得益于其极高的部分自交亲和水平,新品系0207同株自花异花自交指数均高,从丰产、稳产角度看,在新优系中最具优势。     

夏蜡梅、美国蜡梅及其属间杂种叶片形态与结构比较

通过对夏蜡梅、美国蜡梅及其属间杂种叶结构的观察,发现三者的叶结构特征有明显的区别,主要表现在叶形、叶的大小、表♂毛被、横切面及脉序等特征上有一定差异,杂种叶的形状介于两亲本之间,表面毛被兼有双亲的特点.     

云南光壳稻广亲和性与等位性研究

对云南光壳稻与籼粳测验种,广亲和品种间配制的单交,三交组合Ｆ１和Ｆ２及其亲本共１８１个材料在云南籼粳交错区,海南三亚和武汉进行育性鉴定表明,从１９个云南光壳稻中鉴定出１４个广亲和品种,尤其是花二早、花二早、,矮嗄,扎那嗄,扎那嗄１等品种的广亲和性较好,耐冷性也强于０．２４２８和Ｄｕｌａｒ,矮嗄一个生态适应性较好的广亲和品种,云南光壳稻与意大利粳稻巴利拉的生态地理远缘差异较大,花二早,末烈谷,木帮谷     

濒危植物夏蜡梅果实、种子形态变异研究

研究了不同地理位置、不同海拔的夏蜡梅自然种群间以及种群内个体间的果实和种子形态变异,并分析了每果所含饱满种子数与果实形态特征、种子重与果实及种子形态特征的相关性.结果表明:夏蜡梅果实和种子的表型性状在种群间、种群内和个体间都存在一定程度的变异,且种子形态较果实稳定.单因素方差分析显示,部分指标分化显著或极显著,来自种群内的变异在90%以上,且大约80%的变异来自个体内.说明遗传控制对夏蜡梅果实和种子形态变异起主导作用.3个种群中,大明山高海拔的果实和种子性状相对优良.每果所含饱满种子数与果实形态显著相关,种子重与种子形态的相关性较与果实形态的相关性显著.     

濒危植物夏蜡梅总皂甙含量及其环境因子相关性研究

对不同样地、不同海拔高度夏蜡梅营养器官的总皂甙含量进行测定,并分析了与环境因子之间的相关性。结果表明:(1)夏蜡梅不同营养器官的总皂甙含量以叶片最高,1年生枝、根次之,2年生枝、茎最低。叶片的总皂甙含量与其他器官差异均极显著。根的总皂甙含量与海拔高度呈显著的负相关,其他器官与海拔高度相关不显著。(2)阴坡的1年生枝、根的总皂甙含量比阳坡高,差异极显著;其余器官在阴、阳坡之间的含量差异不显著。(3)夏蜡梅7个居群叶片总皂甙含量在0.295 9%~0.415 5%之间,平均为0.340 0%。(4)通径分析显示,土壤P含量对夏蜡梅叶片总皂甙含量起负相关作用,土壤N含量起正相关作用,有机质、土壤pH值、海拔高度也起正相关作用。