切花菊苗期抗寒性评价及相关的分子标记挖掘

为明确切花菊抗寒性的遗传变异,挖掘优异基因资源,本研究利用电导率结合Logistic方程评价83个切花菊品种苗期叶片的低温半致死温度(LT_(50)),通过关联分析探究抗寒性相关的优异等位变异位点并筛选抗性品种资源。结果表明,83个切花菊品种的LT_(50)在-10.99～1.86℃之间,变异系数为79.81%,说明切花菊抗寒性差异较大;依据LT_(50)的聚类分析将83份供试品种分为抗寒、中抗寒、低抗寒和不抗寒4种类型,分别占21.67%、22.89%、32.53%和22.89%。基于混合线性模型进行关联分析,共检测到11个等位变异位点(P<0.01),表型效应值为-3.51～0.83,表型变异贡献率为11.54%～18.83%;其中8个变异位点表现为增效,特别是携带E7M12-13位点品种的耐寒性显著(P<0.01)高于未携带该位点的品种。此外,根据增效位点挖掘到南农金柠檬、Qx097、QD028、Qx049、Qx153和Qx008等6个抗寒性强的品种资源。本研究结果为今后菊花耐寒性的遗传改良和分子标记辅助育种奠定了重要基础。

异色菊×菊花脑种间杂交后代耐寒性的遗传变异

为明确菊花野生近缘种耐寒性的遗传变异机制,本研究以二倍体近缘种异色菊(不耐寒)×菊花脑(耐寒)种间F_1为材料,研究脚芽期的低温半致死温度(LT_(50))、脚芽数量和脚芽高度3个耐寒性状的杂种优势、主基因效应和相关性,并利用隶属函数法鉴定出高耐寒株系。结果表明,种间F_1群体的LT_(50)、脚芽数量和脚芽高度变异较大,变异系数分别为21.75%、51.80%和41.95%;3个耐寒性状均存在一定程度的杂种优势,其中脚芽高度的中亲优势达到极显著差异(P<0.01)。混合遗传模型分析表明,LT_(50)、脚芽数量和脚芽高度分别由2对加性-显性-上位性主基因控制、1对加性-显性主基因控制和1对加性主基因控制。相关性分析表明,LT_(50)与脚芽数量、脚芽高度存在极显著负相关(P<0.01),为LT_(50)的间接选择提供了依据。基于耐寒性状隶属函数值的聚类分析将供试材料分为高耐寒、耐寒、低耐寒和不耐寒4个等级,其中高耐寒株系将为今后菊花耐寒性的遗传改良提供重要的亲本材料。本研究明确了菊花二倍体近缘种异色菊×菊花脑种间杂交后代的遗传变异机制,为今后耐寒性QTL定位和菊花耐寒育种提供了一定的参考依据。

切花菊茎秆性状的生长动态与遗传分析

为明确切花菊茎秆性状在不同遗传背景下的生长动态和遗传特性,本研究以亲本茎秆性状差异较大的寒小白×蒙娜丽莎白(MH)和亲本茎秆性状差异较小的QX097×蒙娜丽莎白(MQ)两个杂交F1群体为试验材料,调查了定植后15、30、45、60、70 d时的株高、茎粗和节间数,比较分析切花菊茎秆性状的生长动态、杂种优势和主基因效应。结果表明,两个组合的茎秆性状生长动态基本一致,与亲本性状的差异程度关系不大。其中,株高和茎粗总体符合S型生长曲线,而节间数的生长曲线不明显;各茎秆性状的相对生长速率在定植后45 d前均较快。MQ组合株高、茎粗和节间数等茎秆性状的平均值在大部分测定时期均高于MH组合;而MH组合株高和定植45 d后节间数的变异系数都高于MQ组合,但是在茎粗性状上没有明显规律性。各茎秆性状的中亲优势率在MH组合中多表现为正值,而在MQ组合中,除了定植后15 d时茎粗的中亲优势率为正值,其他各时期茎秆性状的中亲优势率均表现为负值。主基因+多基因混合遗传模型分析在MH组合的株高和MQ组合的茎粗上检测到2对加性主基因效应,主基因遗传力分别为97.12%和9.33%,而在其他组合或茎秆性状上未检测到主基因效应。本研究结果为菊花营养生长期栽培调控和茎秆性状的遗传改良提供了参考依据。

甘露醇和蔗糖对菊花低温离体保存的影响

离体保存技术在植物种质资源保存方面具有独特优势和重要意义。为改善菊花离体保存技术,本研究以4个不同生长势的菊花品种为试验材料,在7±2℃条件下研究渗透调节物质甘露醇和蔗糖对不同菊花品种离体保存的影响,观察统计不同浓度蔗糖和甘露醇处理下菊花离体保存试管苗不同阶段的存活率和绿叶数,并对保存后试管苗的叶和茎段的组织结构、恢复生长能力和遗传稳定性进行了观察和鉴定。结果表明,保存12个月后,在MS培养基中添加15 g·L^(-1)甘露醇处理对南农橙乒乓和小洋菊试管苗的离体保存效果最佳,存活率分别达86.67%和93.33%;20 g·L^(-1)甘露醇处理对蒙娜丽莎黄和橙安娜保存效果最优,存活率分别达到80.00%和93.33%。60 g·L^(-1)蔗糖处理,南农橙乒乓和小洋菊保存12个月存活率均达到70%以上,但相比甘露醇处理,其绿叶数少、生长状况差;高浓度蔗糖(45～90 g·L^(-1))对蒙娜丽莎黄和橙安娜保存效果不佳。保存12个月后,20 g·L^(-1)甘露醇处理的蒙娜丽莎黄和橙安娜、15 g·L^(-1)甘露醇处理的小洋菊和南农橙兵兵的叶片和茎段细胞间隙减小,细胞密度增加,试管苗恢复正常培养45 d后不同品种菊花生长良好,株高、叶片数、茎粗、节间长等形态指标及SSR分子标记图谱与对照相比无显著差异,保持了良好的遗传稳定性。本研究为菊花种质资源的低温离体保存提供了理论依据与技术支撑。

异色菊×菊花脑种间杂交F1代SSR遗传多态性分析、耐旱性鉴定及关联分析

[目的]本文旨在评价二倍体异色菊和菊花脑种间杂交F 1代的耐旱性和遗传多态性,为育种材料筛选提供参考依据。[方法]通过盆栽模拟干旱处理测定异色菊×菊花脑种间杂交F 1代的萎蔫指数、叶片相对含水量、株高、根长、地下部鲜质量、地下部干质量、地上部鲜质量、地上部干质量、鲜质量根冠比和干质量根冠比等10个形态指标,通过主成分分析和隶属函数法鉴定耐旱性,利用SSR分子标记研究其遗传多态性,并实施关联分析。[结果]干旱胁迫下异色菊×菊花脑种间杂交F 1代群体数量性状表现差异较大,变异系数为10.99%~59.84%。主成分分析将10个形态指标归纳为4个主成分,可以解释67.57%的表型变异,其中地上部干质量、地下部干质量、地上部鲜质量、地下部鲜质量、萎焉指数和干质量根冠比的权重较大,说明与耐旱性密切相关;基于这6个耐旱相关指标平均隶属函数值的聚类分析将供试材料分为强抗旱、抗旱、低抗旱和不抗旱4类,平均隶属函数值为0.61、0.46、0.36和0.27。33对EST-SSR引物共扩增出198条带,其中多态性带170条,多态性比率为85.8%,相似系数为0.45~0.86,平均值为0.7;基于多位点关联分析方法挖掘到4个SSR位点与地上部干质量、地下部鲜质量和萎焉指数3个耐旱相关指标显著关联(LOD>2.5),表型变异解释率为4.03%~15.11%。[结论]初步明确了异色菊×菊花脑种间杂交F 1代群体耐旱性和遗传多态性水平,获得一批优异耐旱种质,将为菊花耐旱性遗传改良提供重要材料。

蔗糖和甘露醇复合处理对菊花低温离体保存的影响

试验在(7±2)℃下,以MS培养基添加不同浓度蔗糖和甘露醇复合处理对菊花‘蒙娜丽莎黄’试管苗进行离体保存,统计试管苗存活率、株高和枯叶率,观察保存结束后试管苗组织结构,并对保存后植株恢复生长能力和再生植株遗传稳定性进行检测。结果表明,保存12个月后,15 g/L蔗糖与15 g/L甘露醇复合处理存活率最高,存活率达93.33%,枯叶率为17.6%;0 g/L蔗糖与5 g/L甘露醇处理存活率达86.67%;30 g/L蔗糖下,随甘露醇浓度增加存活率递增,以与20 g/L甘露醇的处理存活率最高,存活率为80%,枯叶率为35.2%;而高浓度蔗糖(45 g/L, 60 g/L)与甘露醇复合处理对试管苗保存效果不佳。保存12个月后试管苗叶片和茎段细胞变小、细胞密度增加;恢复正常培养后生长良好,形态正常,SSR-PCR扩增图谱与对照无差异,保持了良好的遗传稳定性。该结果为菊花低温离体保存提供了技术支持。

菊花脑×甘菊种间F1杂种的鉴定和遗传多样性分析

利用SSR和SRAP标记及表型性状研究了二倍体菊花近缘种菊花脑(Chrysanthemum nankingense)与甘菊(Chrysanthemum lavandulifolium)种间杂种的真实性和遗传多样性。结果表明,131个杂交F1代单株中,122个为真杂种,真杂种率为93.13%。42对SSR引物组合在菊花脑、甘菊及其122个F1杂种中扩增得到123个多态性条带,平均每对引物扩增出3条多态性条带;18对SRAP引物组合扩增得到55个多态性条带,平均每对引物扩增出3条多态性条带。菊花脑×甘菊种间F1杂种之间的遗传相似系数介于0.44~0.90,表型变异系数在10.16%~16.67%之间,且存在超亲个体,说明种间杂种的遗传变异丰富;杂种的叶片表型偏向于母本。基于表型性状和SSR、SRAP分子标记的UPGMA聚类分析将亲本和122个杂交后代都分为7类,绝大多数杂种后代与母本菊花脑聚在一起,而父本甘菊和少部分杂种株系分别单独聚在一起,表明F1代与母本更为相似。母本与种间杂种的平均遗传相似性系数(0.62)高于父本(0.54),说明该杂种群体在遗传上更接近母本,与表型观察结果相吻合。