台湾含笑变异株群‘中山含笑’的形态特征和遗传变异分析

从台湾含笑〔Michelia compressa(Maxim.)Sarg.〕自然授粉子代中发现18株表型明显变异单株,命名为‘中山含笑’(Michelia‘Zhongshanhanxiao’)。为明确‘中山含笑’的表型变异及遗传变异状况,弄清其遗传背景和亲缘关系,以‘中山含笑’18株单株、台湾含笑母树及其表型无变异子代单株为样本,在表型特征观察基础上,采用荧光毛细管电泳技术,利用5对SSR引物进行扩增和分析。结果显示:与母树相比,‘中山含笑’的整株、叶片和花的形状均无明显变化,但叶片和花的大小却变化明显;4年生‘中山含笑’的株高、地径、胸径、冠幅、叶长和叶宽分别是同龄表型无变异子代的1.41~1.55、2.49~2.97、2.79~3.16、2.38~2.74、1.40~2.04和1.50~2.17倍,且‘中山含笑’的叶长和叶宽以及花被片的长度和宽度均大于母树,花被片的长度和宽度分别是母树的3.50~4.53和4.33~7.00倍。SSR标记分析结果表明:母树与表型无变异子代的扩增结果完全一致,但与‘中山含笑’18株单株的扩增结果存在明显差异。5个SSR位点中,有4个在母树与表型无变异子代中为纯合位点,而这5个位点在‘中山含笑’大部分单株中为杂合位点。‘中山含笑’供试单株的观测等位基因数、有效等位基因数、观测杂合度、期望杂合度、Shannon’s多样性指数和Nei’s基因多样性指数分别为表型无变异子代的2.50、1.67、3.44、4.06、5.73和4.74倍。母树与表型无变异子代单株的遗传距离均为0.000,表明二者间无遗传差异;‘中山含笑’单株间的遗传距离为0.000~0.539,‘中山含笑’与母树的遗传距离为0.192~0.399,说明‘中山含笑’单株之间、‘中山含笑’与母树之间均存在遗传分化。通过聚类分析,在遗传一致度0.50处,可将供试样本分成2组,其中母树与表型无变异子代单株聚为Ⅰ组,‘中山含笑’18株单株聚为Ⅱ组;在遗传一致度0.64处,‘中山含笑’18株单株还可进一步分为4个亚组。综合分析结果表明:‘中山含笑’供试单株在表型性状上具有明显的超亲特征,且较表型无变异子代具有更高的遗传多样性;除含有台湾含笑母树的遗传信息外,‘中山含笑’供试单株还含有来源于母树之外的遗传信息,据此推测‘中山含笑’为台湾含笑与其他木兰科植物的种间杂交后代。

不同固体培养基配方对台湾含笑花粉萌发的影响及台湾含笑杂交亲和性分析

对不同配方(不同质量浓度蔗糖和硼酸组合及不同质量浓度CaCl 2)固体培养基中含笑属(Michelia Linn.)植物中国台湾含笑〔M.compressa(Maxim.)Sarg.〕的花粉萌发差异进行比较;以花粉萌发率为评价指标,对中国台湾含笑同株异花授粉组、中国台湾含笑异株授粉组、中国台湾含笑×白玉兰〔M.compressa×Yulania denudata(Desr.)D.L.Fu〕组、中国台湾含笑×深山含笑(M.compressa×M.maudiae Dunn)组和中国台湾含笑×阔瓣含笑〔M.compressa×M.cavaleriei var.platypetala(Hand.-Mazz.)N.H.Xia〕组父本的花粉活力进行比较,并对这5个杂交组的杂交亲和性和结实情况进行观察和比较。结果表明:含150 g·L^(-1)蔗糖和100 mg·L^(-1)硼酸的固体培养基中中国台湾含笑的花粉萌发率最高(46.4%),花粉管长度为236.0μm,说明此固体培养基适宜中国台湾含笑花粉萌发;而随着CaCl 2质量浓度升高,中国台湾含笑的花粉萌发率和花粉管长度总体上逐渐降低,说明CaCl 2对中国台湾含笑花粉萌发有一定的抑制作用。5个杂交组父本的花粉活力从高到低依次为同株异花授粉的中国台湾含笑(76.2%)、阔瓣含笑(71.5%)、深山含笑(50.9%)、异株授粉的中国台湾含笑(46.4%)、白玉兰(43.9%)。5个杂交组的花粉均能够在中国台湾含笑柱头上萌发,其中,中国台湾含笑同株异花授粉组和异株授粉组的花粉萌发较早,但花粉管伸长较慢;中国台湾含笑×深山含笑组和中国台湾含笑×阔瓣含笑组的花粉萌发较晚,但花粉管伸长较快;中国台湾含笑×白玉兰组的花粉萌发最晚且花粉管内积累大量胼胝质,阻碍花粉管伸长。5个杂交组中,中国台湾含笑同株异花授粉组和异株授粉组的结实率分别为93.3%和72.2%,种子千粒质量偏低,分别为87.0和101.2 g;中国台湾含笑×深山含笑组和中国台湾含笑×阔瓣含笑组的结实率分别为75.0%和90.3%,种子千粒质量较高,分别为123.2和127.5 g;而中国台湾含笑×白玉兰组不结实。综上所述,中国台湾含笑与同属植物深山含笑和阔瓣含笑的杂交亲和性较高,但与玉兰属(Yulania Spach)白玉兰间存在杂交不亲和的问题。