紫花苜蓿雄性不育系高产杂交组合筛选研究

试验旨在筛选紫花苜蓿雄性不育系高产杂交组合,以引进的1个苜蓿雄性不育系株系(MS-GN)为母本,10个优良紫花苜蓿单株(紫花苜蓿354-05、骑士-02、甘农8号-04、紫花苜蓿440-02、皇后-25、紫花苜蓿319-01、陇东苜蓿-06、紫花苜蓿343-02、阿尔冈金-19、三得利-74)为父本,共配制10个杂交组合,编号分别为M×1、M×2、M×3、M×4、M×5、M×6、M×7、M×8、M×9、M×10。通过测定杂交组合F1代连续两年的株高、茎粗、一级分枝数和鲜、干草产量等指标,结合一般配合力分析,筛选高产杂交组合。结果显示,M×4的两年平均株高最高,显著高于M×7、M×3、M×5、M×8和M×10(P<0.05);M×6的两年平均茎粗最粗,M×1的两年平均一级分枝数最多。M×1和M×6的两年平均鲜草产量最高,均为2.02 kg/株,M×4和M×1的两年平均干草产量最高,均为0.60 kg/株。株高、茎粗和一级分枝数均与草产量呈正相关,且株高和一级分枝数与鲜、干草产量呈显著或极显著正相关(P<0.05或P<0.01)。产量性状聚类分析将杂交组合分为4类,其中产量性状表现较优的组合为M×1、M×6和M×4,与灰色关联度综合分析结果一致。一般配合力(GCA)效应值中,M×4株高最高,M×6茎粗最高,M×1一级分枝数最高,M×1和M×6鲜草产量最高,M×1和M×4干草产量最高。研究表明,各杂交组合中,M×1、M×4和M×6的产量性状综合表现较优,为高产杂交组合。

苜蓿雄性不育系MS-4回交早代雌蕊育性分析

以苜蓿雄性不育系MS-4为母本,4个具有优良性状的苜蓿材料为父本,进行杂交和连续回交,转育苜蓿雄性不育系。本文对回交早代不育株雌蕊育性进行了分析,结果表明:BC 1 A1-21和BC 1 A1-22雌蕊育性提高且雄性不育性稳定。

苜蓿雄性不育系杂交制种产量灰色关联度分析

利用灰色关联度法和相关分析法,对7份苜蓿雄性不育材料的单株种子产量及其与7个主要产量性状的关系进行了分析。结果表明:单株种子产量与各产量性状关联度的大小顺序为:生殖枝数>花序数/枝>株高>种子数/荚>千粒重>小花数/花>荚果数/花序。其中对苜蓿雄性不育杂交制种产量影响最大的因素是单株的生殖枝数,其次是花序数/枝和株高,这为提高雄性不育系的种子产量提供了理论依据。

苜蓿雄性不育系杂交组合光合特性及杂种优势分析

利用LI-6400光合仪研究了苜蓿雄性不育株(系)杂交组合的光合日变化及其杂种优势。结果表明:(1)杂交组合Pn、WUE、Gs的日变化均呈现"双峰"曲线,在13:00时左右均出现不同程度的光合"午休"现象;Tr、Ci的日变化呈现"单峰"曲线。(2)根据Pn、Ci、Ls的变化方向,推测2×Ⅱ、13×Ⅳ光合午休主要受非气孔因素限制,其它组合主要受气孔因素限制。(3)牧草产量高的优势组合2×Ⅱ、12×Ⅰ的净光合速率和水分利用效率的中亲优势率显著(p<0.05)高于牧草产量低的杂交组合。

苜蓿雄性不育系花药愈伤形成及分化培养条件的研究

以苜蓿雄性不育株系及其可育株系的花药为外植体,研究取材时间和不同激素配比对其愈伤组织诱导及分化的影响。结果表明,雄性不育株系花药培养时,以现蕾初期取材、MS为基本培养基的条件下出愈率较理想。愈伤组织诱导的适宜培养基为:MS+0.5mg/L 2,4-D+0.25mg/L 6-BA+0.2mg/L NAA+3mg/L KT+3%蔗糖+0.7%琼脂(出愈率66.7%);不育与可育植株花药愈伤适宜的分化培养基分别为:MS+1mg/L KT+0.2mg/L NAA+2%蔗糖+0.7%琼脂(分化率75%)和MS+4mg/L KT+0.2mg/L NAA+2%蔗糖+0.7%琼脂(分化率79%)。

苜蓿雄性不育系杂交组配组合光合生理特性及杂种遗传力研究

通过对苜蓿(Medicago sativa)雄性不育系及其杂交组合的光合生理特性和杂种遗传力测定,以及与杂种优势间的相关性分析,结果表明:杂交组合净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)日变化均呈现"单峰"曲线。在消耗等量的水分条件时,合成的自身干物质较多,即水分利用效率(WUE)高则其杂种优势明显。表明水分利用效率是杂种优势形成的主要光合生理指标,而蒸腾速率对产量性状杂种优势形成影响不大;杂交组合的杂种遗传力值的变异范围均在0~1之间,其中杂交组合2×Ⅱ的杂种遗传力最高(0.6129),同时其杂种优势效应值也最高(52.10%);杂交组合的杂种遗传力与杂种优势效应间存在极显著正相关,因此杂种遗传力可对杂种优势效应有直接影响。

不同取样方法对苜蓿雄性不育系Ms-4RNA质量的影响

本文利用试剂盒法研究了冰盒保存不同时间对苜蓿雄性不育系MS-4花蕾和小花的RNA质量影响,拟筛选出适宜苜蓿雄性不育系MS-4 RNA研究的有效取样方法,解决远距离携带液氮取材困难的问题。结果表明:苜蓿雄性不育系MS-4花蕾的和小花RNA取样后冰盒保存6h内,琼脂糖凝胶电泳检测苜蓿雄性不育系MS-4总RNA,条带清晰,无拖尾现象,28s与18s的比例约为2:1,A_(260)/A_(280)的值在1.90-2.15,能保证提取的RNA的完整性,可作为苜蓿雄性不育系MS-4分子生物学研究的有效材料。因此,苜蓿雄性不育系MS-4花蕾和小花冰盒保存6h是基地取样短途运输的允许时间。

苜蓿SSR遗传距离与杂种优势的相关性分析

利用SSR标记技术对40份苜蓿材料（6个雄性不育株系和34个苜蓿品种）的遗传距离进行分析,并利用其中的6个不育株系与14个苜蓿品种测交,进一步对遗传距离（GD）、产量配合力与杂种优势效应进行相关性分析。结果表明,25对SSR引物共扩增出189条谱带,其中多态性条带136条,平均多态性位点百分率为69.23%;40份苜蓿材料的遗传距离为0.1818~0.9091,平均0.4544;各亲本一般配合力及遗传距离均与杂种优势效应存在显著正相关,其中亲本一般配合力与杂种优势的相关性高于遗传距离。因此,仅以SSR遗传距离还不足以准确地组配强优势组合,需结合各性状配合力的分析,以充分发挥杂种优势效应。

苜蓿花培植株倍性的初步鉴定

通过田间生长状况的观察,找出75株苜蓿花药组织培养再生植株与叶片气孔数和气孔保卫细胞叶绿体数相关的指标,采用聚类分析间接鉴定不同植株染色体的倍性。结果表明:花培植株中单倍体植株有8株,其中雄性可育与雄性不育的花培植株各有4株,占总株数的10.7%;在雄性可育花培植株中气孔数和叶绿体数呈显著正相关,而在雄性不育花培植株中主茎粗与株高及SPAD值呈显著正相关。