陆地棉子叶色素腺体延缓形成性状的表现与组织结构观察

用(亚洲棉×比克氏棉)F1双二倍体作母本与陆地棉单节显性系1(Gl2Gl2gl3gl3)进行杂交和连续回交,育成了具有子叶色素腺体延缓形成特性的陆地棉种质系———ABH0318。该种质的休眠种子观察不到色素腺体,但解剖镜下可看到子叶边缘处有小量稀小的色素腺体。组织切片观察发现,ABH0318休眠种子内含有3种不同类型的色素腺体结构:(1)具有色素腺雏形但无腺腔的色素腺体原,约占总色素腺体或结构的50%左右;(2)发育不全的色素腺体,其体积较小,腺腔内无内含物,约占25%左右;(3)正常色素腺体类型,分布于子叶的边缘,约占25%左右。种子萌发后,第一类色素腺体结构中的细胞迅速溶解,形成腺腔,并迅速形成正常色素腺体,而第二、三类色素腺体结构无明显的变化。

(亚洲棉×比克氏棉)F_1双二倍体不育系的花粉败育机理研究

用亚洲棉与比克氏棉进行杂交,对杂种F1进行染色体加倍,获得(亚洲棉×比克氏棉)F1双二倍体。(亚洲棉×比克氏棉)F1双二倍体后代中分离出可育和不育两种类型。不育系形态特征与可育系相似,整体性状似父本比克氏棉,多数花为闭花授粉。花粉母细胞减数分裂染色体观察结果表明,不育系与可育系细胞的染色体数目相同,但不育系的单价体较多,染色体构型为2n=52=7.07I+18.13II+2.00III+0.67IV,二价体平均交叉数为1.91;可育系的染色体构型为2n=52=3.09I+23.79II+0.39III+0.04IV,二价体平均交叉数为1.91。另外,不育虽能形成明显的赤道板,但异常的纺缍体使在赤道板上的染色体方向各异,后期I染色体分向两极数目不均等,一些配对染色体成整体运动,而不分向两极。中期II中出现染色体不同步。后期II出现各种畸形孢子群,结果产生各类不育花粉粒。

亚比棉×海岛棉杂种F_1的遗传分析

为了验证杂种的真实性,利用常规压片法和RAPD技术对亚比棉×海岛棉杂种F1及其亲本进行了研究。细胞学研究表明,3种杂种(亚洲棉×比克氏棉)×海岛棉的核型公式为:2n=4x=52=44m(2SAT)+8sm(2SAT),相对长度变异范围为6.91%～1.99%,臂比值为1.01～2.31之间,平均臂比为1.37,核型类型为2B。RAPD分析表明,亚比棉×海岛棉杂种F1共扩增出60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8.3%;具海岛棉特异带占18.3%;来自亚比棉的特异带占10%;杂种的特异带占8.3%。

亚比棉×单节显性系Ⅱ杂种F_1的遗传分析

为了把来自澳洲的野生种比克氏棉(G.bickii)的优良性状导入栽培种,提高植棉的经济效益,山西农业大学棉花育种组将亚洲棉(C.arboreum)与比克氏棉杂交,得到双二倍体,然后用该双二倍体与栽培种陆地棉(C.hirsutum)的单显Ⅱ杂交,获得三种杂种。对杂种F1及其亲本进行了形态学和RAPD分析。形态学观察表明,(亚洲棉×比克氏棉)×单显Ⅱ杂种F1分别具有亚洲棉、比克氏棉和单显Ⅱ的形态特征,其中,趋向于比克氏棉的性状占22.22%,如叶片的色泽等;5.6%的性状趋向于亚洲棉,如花药颜色;16.7%的性状表现为超亲性状,如花瓣的颜色。RAPD结果表明,15个引物对参试材料共扩增出117条DNA带,其中,有85条多态性带,占72.6%;在杂种中均检测到了亲本带与杂种的特异带;利用SAS软件中的类平均法对试验材料进行聚类分析表明,所有的参试材料聚为2大类。形态学观察、RAPD分析结果一致,比克氏棉的性状已被导入到单显Ⅱ中,(亚洲棉×比克氏棉)×单显Ⅱ为真正的三种杂种。

比克氏棉和司笃克氏棉色素腺体形态建成的组织结构观察

对具有子叶色素腺体延缓形成性状的比克氏棉和种子有色素腺体但低酚的司笃克氏棉的休眠种子、幼胚发育过程和种子萌发过程中的子叶进行连续切片观察。结果表明,比克氏棉的种仁中虽无肉眼可见的色素腺体,但具有色素腺体原,其色素腺体形态建成从开花后子叶形态建成后开始到种子萌发后12h才完成。司笃克氏棉在幼胚发育过程中,也出现色素腺体原的结构,但保持的时间较短,到种子成熟时,其种仁中的色素腺体原大多已发育成正常的色素腺体,且色素腺体空腔中含有某些有色物质,腔壁明显不同于比克氏棉或一般有色素腺体棉。司笃克氏棉的色素腺体性状为介于一般有色素腺体棉和具有子叶色素腺体延缓形成性状棉种的中间过渡类型,这种性状在低酚棉育种研究中具有重要的实践意义。

亚比棉基因组原位杂交及核型分析(英文)

亚比棉异源四倍体是山西农业大学棉花育种组于上个世纪80年代用A染色体组亚洲棉(Gossypium.arboreum)(迁西小黑籽)与G染色体组野生棉比克氏棉(G.bickii)杂交成异源二倍体后,又经过加倍而获得的。亚比棉异源四倍体不仅育性得到恢复、结铃正常,而且成功地将比克氏棉的优异性状——种子腺体延缓形成转育到亚比棉中。这为实现棉花综合利用和提高抗虫性创育了新的育种材料。在随后的多年中,山西农业大学棉花育种组对亚比棉异源四倍体进行了广泛的细胞形态学研究,对其核型做了分析。然而,仅依据形态学和普通的核型图像,还不能确定该异源四倍体棉种中比克氏棉G染色体(亚)组在核型中的表现。该文以比克氏棉gDNA为探针,亚比棉异源四倍体根尖体细胞染色体为靶细胞染色体,封阻材料为亚洲棉(迁西小黑籽),进行亚比棉基因组原位杂交(Genomeinsituhybridization,GISH)及核型分析。从获得的图像中可以清晰地发现有52条染色体,其中有/无杂交信号的各一半,这直观地证实了人工复合亚比棉杂交种确为异源四倍体,而且是双二倍体。A亚组与G亚组染色体长度存在交替排列。亚比棉异源四倍体基于GISH图像的核型公式为:2n=4x=52=46m(4sat)+6sm(4sat)。A亚组和G亚组染色体上各有2对随体。G亚组染色体中至少有5对双重显色明显的染色体,意味着可能有A亚组染色体的交换,而A亚组染色体中只观察到或多或少的探针红色荧光信号,由于分辨率不够而难于定量分析。进一步以45SrDNA为探针,以鲑鱼精DNA作为封阻DNA,对亚比棉异源四倍体进行45SrDNA-FISH,实验表明,亚比棉异源四倍体有14个NOR(核仁组织区)信号,说明亚比棉异源四倍体有14个随体,即7对随体。比克氏棉对亚洲棉的GISH结果显示,在有亚洲棉DNA封阻的条件下,亚洲棉靶细胞染色体无任何杂交信号,说明比克氏棉与亚洲棉染色体之间不存在较大的同源或相似序列。