棉属海岛棉×拟似棉F_1不育性研究

本文研究了棉属海岛棉［ＧｏｓｓｙｐｉｕｍｂａｒｂａｄｅｎｓｅＬ．，（ＡＤ）２］ｘ拟似棉［Ｇ．ｇｏｓｓｙｐｉｏｉｄｅｓ（Ｕ１ｂｒ）Ｓｔａｎｄｌｅｙ，Ｄ６］Ｆ_１植株的减数分裂及不育花粉的形成过程。Ｆ_１花粉母细胞在减数分裂中期Ｉ平均染色体构型为２４．８６Ⅰ＋６．９８Ⅱ＋０．０５Ⅲ。Ｆ_１不育的根本原因在于减数分裂中期染色体不能正常配对，引起部分染色体滞后及染色体不均等分配，从而产生多分孢子和微核，最终导致不育花粉的产生，并讨论Ｄ６与（ＡＤ）２间的亲缘关系以及克服Ｆ_１不育的方法。

亚洲棉与拟似棉远缘杂种的合成与鉴定

以亚洲棉为母本,野生种拟似棉为父本进行远缘杂交,人工辅助授粉合成杂种F1,验证F1杂种的真实性,以期进一步加倍成异源四倍体新种质。采用重复授粉和赤霉素保铃等措施提高杂交结铃率,对F1进行形态学及SSR分子标记鉴定。结果表明,F1杂种有典型的合子后生殖隔离现象,植株培养过程中伴随有杂种致死,F1杂种幼苗叶型大部分介于双亲之间且整体偏向于父本拟似棉;SSR分子标记结果显示杂种F1不仅扩增出双亲的互补带,还出现了双亲没有的新带;经过统计分析发现杂种F1中总的遗传成分比例母本占45.91%,父本占40.98%,新出现的组合带占13.11%。从分子水平证明了杂种的真实性,同时伴随的杂交过程也发生了AD基因组互作及遗传重组。

陆地棉与拟似棉异源六倍体的合成与性状鉴定

远缘杂交及多倍化是棉花种质创新的重要途径,通过陆地棉与野生拟似棉远缘杂交并加倍获得可育的杂种后代,为利用拟似棉中的优良基因拓宽陆地棉的遗传多样性提供理论依据和新材料。本研究以陆地棉为母本、拟似棉为父本杂交合成F1并采用秋水仙素进行染色体加倍,获得异源六倍体植株,对其进行形态学(叶片表型)、细胞学(气孔密度、气孔长度、保卫细胞对中叶绿体数、花粉粒直径)、生理生化指标(SOD、POD、CAT、可溶性蛋白及叶绿素荧光参数指标)鉴定。通过流式细胞鉴定筛选出了3株六倍体植株。六倍体与三倍体及亲本性状统计结果显示,六倍体叶形指数与陆地棉无显著差异,说明六倍体叶形整体偏向陆地棉,而三倍体远缘杂种更多偏向父本拟似棉,六倍体叶面积及气孔长度增大、保卫细胞中叶绿体数显著增多;六倍体花的表型性状介于双亲之间,花粉粒直径大于三倍体呈极显著差异,六倍体正常花粉粒比为73.25%,三倍体正常花粉粒比为51.13%,说明六倍体育性在恢复;六倍体叶片中SOD、POD、CAT及可溶性蛋白含量显著大于其他世代;六倍体较其他世代最大荧光产量Fm差异显著,初始荧光Fo、叶片可变荧光Fv、原初光能转化效率(Fv/Fm)、PS II潜在光化学效率(Fv/Fo)以及开放的PS II捕获的激发能的效率(Fm/Fo)均表现出极显著差异。综合结果证明通过杂交加倍成功合成了陆地棉与拟似棉异源六倍体新种质,同时发现六倍体在抗逆性及光合作用表现优于三倍体。