大花三色堇育种研究进展

该文概括总结了目前国内外有关大花三色堇(Viola×wittrockiana Gams.)的种质资源、主要性状遗传改良和育种技术等方面的研究进展。大花三色堇品种丰富,且近缘种众多;国内外对大花三色堇的主要观赏性状、营养性状及抗性等的遗传与改良进行了较为细致的研究;通过采用杂交育种、多倍体育种、诱变育种和组织培养等技术取得了众多研究成果。雄性不育、花色花斑遗传规律和生物技术成为大花三色堇育种研究的工作重点。我国今后应在保护和利用其种质资源的基础上,加快对大花三色堇新品种的培育。

大花三色堇花粉生活力测定及贮藏方法

为解决大花三色堇杂交育种过程中的时空障碍,提高育种效率,以纯黄大花三色堇品种EYO花粉为试材,采用离体萌发法、碘-碘化钾染色法、醋酸洋红染色法和TTC(氯化三苯基四氮唑)染色法对新鲜花粉生活力进行测定,并研究不同贮藏条件对花粉萌发的影响。结果表明:培养基中添加蔗糖和硼酸对花粉的萌发有促进作用,且二者之间具有互作效应,当培养基中添加200g/L蔗糖+150mg/L硼酸,萌发率较高,达35.04%。与离体萌发法相比较,碘-碘化钾染色法、醋酸洋红染色法测定的花粉活力值偏高,分别为50.80%、71.41%,TTC染色法不能使大花三色堇花粉着色。花粉在不同贮藏条件下,生活力变化存在显著差异,常温贮藏3d后花粉活力降为零,而4℃、-80℃不干燥贮藏26d后花粉仍有活力,萌发率分别为6.26%和10.31%。

大花三色堇和角堇对高温胁迫的生理响应

为研究高温胁迫下大花三色堇和角堇的生理响应,分别对大花三色堇DFM-16、DFM-17和角堇08H、E01幼苗进行不同温度胁迫处理,记录热害情况并测定不同胁迫条件下细胞膜透性、光化学效率(Fv/Fm)、脯氨酸含量、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性等生理指标。结果表明,角堇的热害指数高于大花三色堇;角堇细胞膜在高温胁迫下受损程度比大花三色堇细胞膜受损程度重;供试4种材料的光合作用在昼温42℃下均受到了抑制,且角堇比大花三色堇受抑制程度大;大花三色堇的脯氨酸含量基本上随温度的升高而升高;供试4种材料POD活性随着温度的升高出现不同程度的下降,大花三色堇SOD活性在昼温25、35℃下相对稳定,42℃时下降,大花三色堇的CAT活性在42℃下较对照均明显升高,而角堇明显下降。综合热害指数和生理指标分析得出,大花三色堇的耐热性高于角堇。

高温胁迫对大花三色堇幼苗相关生理指标的影响

由高温引起的幼苗死亡,成苗率低是大花三色堇育苗以及幼苗生长过程中存在的主要问题。本文以大花三色堇(Viola tricolor var.hortensis)"和谐系列"抗热的黄色品种和不抗热的绯红渐变品种为材料,研究了12d的高温处理(35℃/30℃)对大花三色堇幼苗相关生理指标的影响。结果表明,在高温胁迫下,2个品种的Fv/Fm值下降;与绯红渐变品种相比,在高温胁迫下黄色品种的叶片具有较强的水分保持能力;随着高温胁迫时间的延长,2个品种的电解质外渗和丙二醛含量增加,而且与黄色品种相比,高温胁迫对绯红渐变品种的影响更显著;与0d相比,在长时间高温胁迫下,2个品种的CAT活性显著下降,SOD活性显著上升,而且黄色品种的SOD活性均显著高于绯红渐变品种。

大花三色堇和三色堇花粉离体萌发的培养基研究

研究了不同浓度的蔗糖和硼酸对大花三色堇和三色堇花粉离体萌发的影响,及大花三色堇不同自交系间花粉萌发的差异。结果表明:蔗糖对花粉离体萌发有着重要的影响,不同蔗糖浓度下,花粉萌发率有明显差异,蔗糖浓度为30%和35%时,大花三色堇和三色堇花粉离体萌发率分别达到最高;添加适量的硼酸有利于离体花粉的萌发,但不同硼酸浓度下,花粉萌发率差异不大;在同样的蔗糖和硼酸浓度下,不同自交系的大花三色堇的花粉萌发率没有明显差异。

大花三色堇自交系主要数量性状配合力分析

为评估大花三色堇自交系的遗传潜质,指导大花三色堇杂交育种,对大花三色堇5个亲本自交系及其按Griffing完全双列杂交Ⅱ组配的10个杂种F1的7个主要数量性状进行了配合力分析。结果表明:亲本C是综合性状相对优良的亲本;在培育大花、丰花品种时,亲本E可作为重要亲本。对杂交组合进行特殊配合力效应分析表明,组合E×B、B×A的综合表现较好。在进行亲本选择和杂交组合配制时,应同时兼顾一般配合力效应和特殊配合力效应,且一定要在选择一般配合力较高的基础上注重较高特殊配合力效应的选择。根据总配合力效应可以有效预测杂交组合的表现。

大花三色堇的核型分析

利用常规压片法对大花三色堇(Viola×wittrockiana Gams.)3个品种的染色体数与核型进行分析。结果显示:3个品种的染色体组成复杂多样,其核型公式依次为‘EP1’2n=2x=43=2M+7m(1SAT)+4sm+24st+6t,‘XXL-G’2n=2x=36=2M+14m(2SAT)+16sm+4st,‘M-BF’2n=2x=42=24m+18sm;三者的核型不对称系数分别为78.0%、65.0%、62.1%,‘EP1’、‘M-BF’的核型均为2B型,‘XXL-G’的核型为2A型。

大花三色堇FPNI-PCR反应体系的优化

融合引物与巢式聚合酶链式反应（fusion primer and nested integrated PCR,FPNI-PCR）是一种分离并扩增已知序列旁未知序列的有效方法。以大花三色堇（Viola×wittrockiana Gams.）为材料,为提高FPNI-PCR产物特异性,增加条带清晰度,降低非特异性条带的干扰,对FPNI-PCR反应体系中第1轮的模板DNA浓度进行对比,优化了第3轮反应中引物浓度、Taq DNA聚合酶浓度、缓冲液用量,筛选了第3轮特异性引物的退火温度,进一步完善了FPNIPCR反应体系。各因素优化比对试验表明：FPNI-PCR第1轮反应体系应以稀释后的DNA为模板,20μL体系中,用量在4.5-10 ng。第3轮最优反应体系为：20μL反应体系中,特异性引物浓度0.2μmol/L,引物SP2浓度0.75μmol/L,Taq DNA酶用量1.0 U,d NTP用量2μL,10×buffer（20 mmol/L,Mg2＋plus）用量2μL,模板1μL（第2轮反应稀释100倍后取1μL为模板）,dd H2O补足。第3轮反应中,退火温度为64℃或66℃时条带最为清晰。

大花三色堇热激蛋白70(HSP70)基因片段的分离

为了获得三色堇耐热性相关的基因HSP70基因,根据GenBank上登录的拟南芥、陆地棉等HSP70基因序列设计引物,用同源克隆法分离出大花三色堇HAR的HSP70基因片段,并进行测序与比对。结果表明:克隆得到基因片段,长度为882 bp,其序列与已公布的几种植物HSP70的编码区相似率平均为85.1%,上游引物含于基因片段中。初步证明此基因片段为三色堇HSP70基因片段。

角堇与大花三色堇染色体核型分析

以2份角堇与4份大花三色堇自交系为试验材料,采用染色体常规压片方法,观察和分析了它们的细胞染色体数目、相对长度、平均臂比等核型指标,以明确两种植物细胞学特点,为分类以及育种提供理论依据。结果表明:(1)2份角堇自交系染色体数目均为2n=2x=26,染色体基数为x=13,染色体核型公式分别为2n=2x=26=8m+12sm+6st、2n=2x=26=4m+16sm+6st,核型不对称系数为67.20%~70.10%,核型分类均属于3B。(2)4份大花三色堇自交系均为四倍体,其中2份(EYO-1-2-1-4、DSRFY-1-1-2)染色体数目为44,核型公式为2n=4x=44=4m+16sm+6st、2n=4x=44=16m+24sm+4st;2份(G10-1-3-1-4、XXL-YB-1-1-1-1)染色体数目为48,核型公式分别为2n=4x=48=8m+20sm+20st、2n=4x=48=4m+36sm+8st,核型不对称系数为66.74%~71.77%,核型分类属于2B、3B。

基于ISSR标记的大花三色堇遗传多样性分析

采用ISSR技术对来源不同的24份大花三色堇材料进行遗传多样性分析,结果发现材料的花色、品系越相似,其遗传距离就越小,同时地域限制了种质资源的交流,国内大花三色堇种质间遗传距离相近,亟需加强大花三色堇优良品种的选育研究。

大花三色堇新品种‘冰紫’、‘猫咪’和‘微笑’

大花三色堇‘冰紫＇花为淡紫色,侧瓣和唇瓣基部透白晕,嵌深紫条纹;‘猫咪＇花为黄色,侧瓣及唇瓣基部有深褐色条纹;‘微笑＇花为深紫色,侧瓣及唇瓣基部有白色斑块,嵌深紫色斑纹。播种后95~120 d开花,属早花品种;花量大,单株可同时盛开20余朵花;花期最长可达6个月,末花期延至夏初,耐热性好;适用于花坛及盆栽。