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鸢尾种间杂交亲和性及胚胎学研究

作　者: 娄琦
导　师: 毕晓颖
学　校: 沈阳农业大学
专　业: 观赏园艺学
关键词: 鸢尾种间杂交亲和性花粉管胚胎
分类号: S682.19
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本试验以马蔺、溪荪、紫花鸢尾、黄菖蒲、野鸢尾等10种鸢尾属植物及射干为试材进行远缘杂交育种,研究不同组合常规授粉后的亲和性。同时运用荧光显微技术及石蜡切片法对马蔺与溪荪、紫花鸢尾与黄菖蒲、野鸢尾和射干正反交及自交组合花粉管生长及胚胎发育过程进行了研究,并研究不同授粉方法及杂种后代胚培养条件对克服远缘杂交不亲和性的影响,以期为鸢尾杂交育种工作提供理论和技术基础,具体研究结果如下：1、供试的10种鸢尾中,除德国鸢尾的花粉不具有生活力外,其他几种鸢尾花粉的萌发率基本都在50%-97%之间,基本能满足杂交试验对花粉生活力的要求。2、紫花鸢尾的花粉贮藏2个月后,花粉生活力有所下降。氯化钙和硅胶为较适宜的贮藏试剂,乙酸正戊酯在4℃时对紫花鸢尾花粉保存的效果最好。-20℃为紫花鸢尾较适宜的贮藏温度,在离心管中贮藏的花粉生活力也可达20%,一定程度上可以解决短期花期不遇问题。3、鸢尾种间杂交亲和性比较中,“矮紫苞鸢尾×单花鸢尾”、“射干×野鸢尾”亲和性最好,坐果率分别可达90.9%和87.9%,有胚率则分别为54.2%和54.3%。“马蔺与溪荪”正反交的亲和性最差,坐果率和有胚率皆为0。4、不同组合正反交的坐果率和有胚率差别较大,“单花鸢尾×矮紫苞鸢尾”坐果率和有胚率都高于其反交组合一倍以上。黄菖蒲和紫花鸢尾正反交组合虽然在坐果率上相近,但有胚率完全不同。“黄菖蒲×紫花鸢尾”仅为21.48%,但反交时有胚率可高达83.0%。因此,进行杂交时应注意正反交的差异。5、紫花鸢尾、黄菖蒲、野鸢尾和射干4个自交组合生长规律相似,长宽比变化也基本相同,都呈现先上升后下降,再有逐渐稳定的趋势,但出现的时间不同,紫花鸢尾、黄菖蒲的自交组合稳定的时间分别出现18和24d后,野鸢尾、射干的自交组合则出现在21d。6、紫花鸢尾和黄菖蒲、野鸢尾和射干正反交后长宽比变化不同。紫花鸢尾和黄菖蒲正反交组合长宽比变化幅度小,“野鸢尾×射干”长宽比变化趋势基本与野鸢尾自交相同,杂交子房可以正常生长,形成种子,反交时长宽比变化不明显。7、马蔺和溪荪杂交常规授粉后不能正常结实,亲合性差。“马蔺×溪荪”授粉后72小时子房即脱落；“溪荪×马蔺”授粉后虽然有少量子房膨大现象,但是膨大现象不明显,5天后果实逐渐变黄干枯,观察蒴果内种子形态,发现种子干瘪无光泽。8、对花粉在异种柱头上萌发的花粉管萌发情况观察表明,鸢尾种间杂交受精不亲合的现象有：1)父本花粉粒不能萌发；2)花粉管在柱头或花粉粒上缠绕,生长缓慢或停滞；3)柱头、花粉管和花粉管通道、子房胼胝质反应；4)柱头花粉囊干瘪；5)花粉管长生异常：横向、反向生长,或中途弯折。9、鸢尾种间杂交胚胎学的发育情况表明：鸢尾不同亲本组合杂种胚胎败育的时间不同。双受精后初生胚乳核立即进行分裂,卵子受精的时期较自交晚,此后的各阶段约经过15d左右,授粉后27d发育成熟。“紫花鸢尾×黄菖蒲”杂种胚在第9d细胞核解体,反交时少部分胚胎能够发育形成成熟胚,也有部分胚囊在授粉后第3d就已经解体；“野鸢尾×射干”基本不存在受精后障碍,但胚的发育时期比野鸢尾自交晚,27天仅观察到盾形胚。“射干×野鸢尾”在盾形胚期间发现胚的解体现象。10、NAA或6-BA能显著提高“马蔺x溪荪”组合的结实率。采用0.1%NAA处理母本马蔺的柱头,坐果率可以提高至20%,但是蒴果膨大程度较低,蒴果枯黄明显。0.1%BA处理柱头后发育的果实果皮颜色深绿,蒴果膨大程度较高,部分胚珠发育正常；适宜“溪荪×马蔺”的授粉方法为提前授粉方式,坐果率及有胚率都相对较高。11、去除子房壁带胎座接种为较适宜的接种方式,以胚珠为外植体的接种方式,胚珠接种后不能继续膨大,枯萎死亡。“紫花鸢尾×黄菖蒲”子房切片内的胚珠虽然能够生长,胚珠中心出现膨大异常现象,内部充满组织液。“黄菖蒲×紫花鸢尾”子房切片内的胚珠在对照MS基本培养基中少量萌发。

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摘要 8-10Abstract 10-12前言 12-181 材料与方法 18-21 1.1 材料 18 1.2 方法 18-21 1.2.1 花粉采集、保存及生活力测定 18 1.2.2 种间杂交试验 18-19 1.2.3 花粉萌发和花粉管行为荧光显微观察 19 1.2.4 胚及胚乳发育过程石蜡切片观察 19-20 1.2.5 种间杂交不亲和性的克服 20-212 结果与分析 21-32 2.1 亲本花粉生活力测定 21 2.2 种间杂交亲和性研究 21-27 2.2.1 种间杂交亲和性比较 21-22 2.2.2 种间杂交蒴果生长情况 22-27 2.3 种间杂交花粉管生长观察 27-28 2.3.1 马蔺与溪荪种间杂交花粉管生长情况 27 2.3.2 紫花鸢尾与黄菖蒲种间杂交花粉管生长情况 27 2.3.3 野鸢尾与射干属间杂交花粉管生长情况 27-28 2.4 鸢尾种间杂交胚胎学观察 28-29 2.4.1 紫花鸢尾与黄菖蒲种间杂交胚胎生长情况 28 2.4.2 野鸢尾与射干属间杂交胚胎生长情况 28-29 2.5 种间杂交不亲和性的克服 29-32 2.5.1 不同授粉方式对马蔺×溪荪组合结实的影响 29 2.5.2 不同授粉方式对溪荪×马蔺组合结实的影响 29-30 2.5.3 幼胚处理方法及胚龄对杂种胚生长的影响 30-31 2.5.4 生长调节剂配比对胚发育的影响 31-323 讨论 32-35 3.1 花粉生活力的测定及保存 32 3.2 鸢尾种间杂交亲和性 32-33 3.3 鸢尾种间杂交受精前障碍及克服 33-34 3.4 鸢尾种间杂交受精后障碍及克服 34-35结论 35-37参考文献 37-41附图 41-49致谢 49-50攻读学位期间发表文章 50

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