克服盆栽小菊远缘杂交受精前障碍的技术研究

盆菊远缘杂交受精前障碍是造成不亲和的重要原因。为了提高盆栽小菊远缘杂交授粉成功率,以二倍体野生近缘种质红花除虫菊和甘野菊为父本,盆菊栽培品种白美人菊和红风车为母本,采用联苯胺-过氧化氢染色法测定了不同开放时期盆菊柱头的可授性,确定母本的最佳授粉时期;每个组合均设6种授粉方法 [常规杂交授粉(CK),提前授粉,柱头雾喷300 mg/L生理盐水后授粉,柱头雾喷300 mg/L生理盐水+50 mg/L硼酸后授粉,柱头雾喷50 mg/L赤霉素后授粉,柱头雾喷PEG1500 50 mg/L后授粉]处理,比较了不同授粉方法对杂交种子结实量的影响。结果表明:2个盆菊品种开花当天的柱头可授性均较低,此后逐渐增强,花开第3天达到最强,随后快速降低,至花后2 d柱头已基本失去可授性。红花除虫菊×白美人菊和甘野菊×白美人菊2个组合的常规杂交授粉结实量分别为2.5和3.1粒/花序;红花除虫菊×红风车和甘野菊×红风车2个组合的常规杂交授粉结实量分别为1.5和1.8粒/花序。4个杂交组合提前授粉、柱头雾喷生理盐水以及生理盐水+硼酸处理的杂交授粉结实量均明显低于常规杂交授粉。柱头雾喷赤霉素后授粉,红花除虫菊和甘野菊2个父本与白美人菊组合的结实量略低于常规杂交授粉,而与红风车组合的结实量分别较常规杂交授粉提高13.3%和27.8%。柱头雾喷PEG1500后授粉,红花除虫菊和甘野菊2个父本与白美人菊组合的结实量与常规杂交授粉相当,而与红风车为母本的2个杂交组合的结实量分别较常规杂交授粉均提高了33.3%。盆菊柱头的可授期较短,在花被片展开后的2~4 d授粉。雾喷50 mg/L PEG1500溶液可以有效增加盆菊柱头黏性,提高远缘杂交结实量。

百合种间杂交受精前障碍的研究

以‘山丹’(Lilium pumilum)、‘西伯利亚’(Siberia)、‘白狐’(White Fox)、‘粉完美’(Pink Perfection)、铁亚杂种系品种‘达诺’(Ceb Dazzle)和‘维多利亚瀑布’(Victoria Falls)为试材,对花粉的活力、萌发力、贮存条件及授粉方式进行了研究,结果表明适宜的蔗糖浓度有利于百合花粉萌发;花粉贮存适宜温度为5℃;不同的授粉方式影响花粉的萌发,授粉48h后,花粉管停止生长,切花柱授粉方式的花粉处于不萌发状态;试管受精24h后,花粉管即可进入胚珠,45d果实明显膨大,经胚培养获得杂交苗。

授粉方式对牡丹和芍药远缘杂交受精前障碍的影响

【目的】探寻克服牡丹与芍药远缘杂交受精前障碍的授粉方式,为克服牡丹、芍药远缘杂交不亲和提供理论依据。【方法】以芍药品种粉玉奴(Paeonia lactiflora‘Fenyunu’)为母本,牡丹品种凤丹白(Paeonia ostii‘Fengdanbai’)、洛阳红(Paeonia suffruticos a‘Luoyanghong’)为父本分别进行远缘杂交,采用常规授粉、延迟授粉、重复授粉、切割柱头授粉和蒙导授粉5种不同授粉方法,对授粉后花粉萌发及花粉管伸长过程进行荧光显微观察,研究母本心皮形态学特征,统计杂交组合结实率。【结果】杂交组合粉玉奴×凤丹白、粉玉奴×洛阳红采用重复授粉、蒙导授粉、延迟授粉的效果均优于常规授粉,在花粉萌发量、花粉管伸长及单花结实率方面表现为延迟授粉>重复授粉>蒙导授粉>常规授粉>切割柱头授粉,说明延迟授粉对于克服受精前障碍效果最佳,为最佳授粉方式。切割柱头授粉虽效果不佳,但对克服受精前障碍有一定影响。【结论】在牡丹、芍药远缘杂交育种中,可以采取延迟授粉的方法,减缓甚至克服母本柱头或花柱对异源花粉萌发及花粉管生长的抑制,克服受精前障碍,提高育种效率。

园艺作物远缘杂交受精前生殖障碍及其克服方法

受精前障碍是影响园艺作物远缘杂交育种成功与否的首要因素。文章概述了远缘杂交在园艺作物育种领域的重要意义和最新进展;从亲本育性和杂交亲和性两个方面对受精前生殖障碍的类型、特征和机理进行了综述和分析;重点阐述了克服远缘杂交受精前障碍的方法,包括合理选择亲本、物理处理花粉和柱头、化学处理花粉和柱头、改良授粉方式、试管离体受精、体细胞融合和使用桥梁亲本等;最后对未来研究的重点和方向进行了展望。

植物远缘杂交育种研究进展

综述了近年来远缘杂交在植物育种中的应用价值和最新进展,重点介绍了导致远缘杂交失败的生殖障碍原因及其有效的克服方法,包括杂交不亲和等受精前障碍因素和胚胎败育等受精后障碍因素;概述了远缘杂种的形态学、细胞学和分子细胞遗传学等鉴定方法,并对植物远缘杂交育种提出了新的研究方向。

不同授粉处理对百合花粉萌发生长及坐果率的影响

利用荧光显微镜观察了‘Snow Queen’×细叶百合和‘Snow Queen’בPollyanna’不同授粉处理对花粉管萌发和生长的影响。结果显示:两种组合中,常规授粉花粉萌发率最高,但坐果率较低;常规授粉、切割柱头授粉均未观察到花粉管延伸至花柱道中;切割花柱授粉,坐果率最高,而且用胚培养可以获得幼苗,表明受精前障碍同时存在于柱头和花柱上部组织内。两个组合,相同的授粉处理,均表现为切割并涂抹柱头粘液花粉萌发率和坐果率高于未涂抹粘液。‘Snow Queen’×细叶百合的花粉萌发率及坐果率相对高于‘Snow Queen’בPollyanna’。

无髯鸢尾远缘杂交障碍

为探究无髯鸢尾远缘杂交败育的主要原因是否是受精前障碍,以分属4个系的9个无髯鸢尾种(品种)为试材进行远缘杂交试验,对花粉活力、不同授粉方式对种间杂交结实率的影响以及常规授粉后花粉管行为进行观测,结果表明:常规授粉后,系间杂交组合Iris lactea‘lactea’×I.sibirica‘Lichterfeldius’和2个系内种间组合——I.sibirica‘Viel Creme’和西藏鸢尾正反交组合获得了种间杂种种子;提前授粉可克服马蔺×黄菖蒲种间杂交障碍,结实率由0提高到10%;对7个常规授粉未结实组合的花粉管行为进行荧光观察,发现均存在一定程度的花粉管胼胝质反应,但各组合最终均有少量花粉管伸入胚珠。无髯鸢尾种间杂交存在一定的受精前障碍,但不是远缘杂交败育的普遍决定因素,推测其最主要障碍发生在受精后。在以后的鸢尾育种过程中,应更多关注受精后障碍的克服。

紫牡丹杂交结实率的差异

紫牡丹是进行栽培牡丹花色改良育种的关键亲本之一。设置紫牡丹与亚组内、亚组间、亚组间杂交后代及芍药组等多个杂交组合,并观察受精前障碍。结果表明:(1)紫牡丹不存在无融合生殖,异株授粉结实率最高,自交结实率最低;(2)紫牡丹作母本的杂交组合亲和性好于作父本,紫牡丹与其杂种后代组合亲和性较好;(3)紫牡丹为母本,栽培品种为父本的杂交组合亲和性高于紫牡丹为父本的组合;(4)紫牡丹×黄牡丹受精前障碍主要表现为花粉粒附着、花粉管萌发慢、到达雌蕊各部分时间延迟,生长方向杂乱、管内出现胼胝质块,形态基本正常且能正常到达子房的花粉数量较少。探究紫牡丹结实特性及不同杂交组合亲和性差异,有助于获得更多杂交种子,提高育种效率。

榆叶梅的远缘杂交亲和性和花粉管行为

为解决榆叶梅品种残花宿留问题,本试验采用不同瓣性的榆叶梅与广义李属中的梅、桃、李、山杏及毛樱桃为材料进行远缘杂交,研究榆叶梅与李属植物的远缘杂交亲和性,并利用荧光显微技术观察花粉萌发及花粉管伸长动态。结果表明:榆叶梅与李属的24个杂交组合中,结实率总体较低,主要受到受精前障碍的影响,表现为花粉萌发延迟,花粉管缠绕、胼胝质堆积及末端膨大等现象。综合不同瓣性榆叶梅与广义李属植物的杂交结果,榆叶梅与毛樱桃的亲和性最好,毛樱桃更适宜作为亲本材料与榆叶梅进行远缘杂交,重瓣品种更适宜作为父本材料。探究榆叶梅远缘杂交亲和性和花粉管行为,为榆叶梅残花不宿新品种培育提供一定的理论指导。