以‘凤丹白’为母本的杂交及其育种潜力分析

对药用和油用牡丹品种‘凤丹白’自交亲和性进行验证的同时,对其育性以及育种潜力进行研究。分别于2008年、2009年、2011年以‘凤丹白’为母本与中原牡丹、日本牡丹以及紫斑牡丹进行了大量杂交,共设置57个杂交组合,授粉2023朵花,获得43508粒杂交种子。结果表明:1)‘凤丹白’自然授粉结实率高(19.13粒/朵),且明显高于自花授粉结实率(0.4粒/朵),属于异花授粉植物,且不存在无融合生殖现象;2)‘凤丹白’与中原牡丹、日本牡丹、紫斑牡丹杂交结实率(18.44、23.84、26.62粒/朵)均较高,表明‘凤丹白’的杂交亲和性较强;3)结实率受父本花型影响,皇冠型最低(10.42粒/朵)且与其他花型存在极显著差异,这与雄蕊高度瓣化而花粉减少且生活力下降有关;4)‘凤丹白’与‘贵妃插翠’‘黑龙锦’等39个品种杂交结实率(33.33、35.89粒/朵等)高于其自然授粉结实率,对提高油用牡丹种子产量有重要参考价值。总之,‘凤丹白’的育性强、亲和性高,是一种育种潜力巨大的优良牡丹种质资源,值得进一步挖掘与利用。

遮荫对凤丹白光合特性的影响

在大田栽培条件下研究不同程度遮荫对凤丹白光合特性和叶绿素荧光参数的影响。2a数据表明:夏季晴天、自然光照条件下,凤丹白的光合速率日变化为"双峰型",有明显的"光合午休"现象;遮荫75%条件下,净光合速率没有出现"光合午休"现象。经过连续2a遮荫后,遮荫75%条件下的净光合速率显著低于其他处理,净光合速率在一天中始终处于最低水平;遮荫45%和60%条件下的净光合速率在一天中保持较高。随着遮荫程度增加,最大净光合速率、光补偿点、光饱和点降低。经过遮荫处理的Fv/Fm均显著高于全光照植株。结果表明,夏季大田中午强光、高温条件下,凤丹白光合作用的光抑制显著,遮荫叶片优于全光照叶片,适度遮荫提高了光合效率,综合比较各参数可知,遮荫45%~60%最适合凤丹白的生长。

苗期遮阴对凤丹白牡丹光合特性的影响

在大田条件下研究不同遮阴程度对凤丹白(牡丹)苗期光合特性和叶绿素荧光参数的影响。结果表明:在夏季晴天、自然光照条件下,凤丹白苗期的光合速率日变化表现为"双峰型",有明显的"光合午休"现象,净光合速率显著低于遮阴处理;当年生苗遮阴75%条件下,净光合速率没有出现"光合午休"现象,2年生苗遮阴60%条件下,净光合速率显著高于其他处理。自然光照条件下,2年生苗的最大净光合速率和表观量子效率显著高于1年生苗。经过遮阴处理的F_v/F_m均显著高于全光照植株。试验结果说明:夏季大田中午强光、高温条件下,凤丹白幼苗光合作用受光抑制显著,遮阴可有效减轻光抑制,综合比较各参数可知,遮阴60%最适合凤丹白播种苗的生长。

‘凤丹白’成熟胚愈伤诱导、增殖及组织学观察

【目的】探讨植物生长调节剂对‘凤丹白’成熟胚愈伤组织诱导与增殖的影响,鉴定具分化潜能的愈伤组织,为‘凤丹白’再生技术体系的完善与遗传改良提供参考。【方法】以‘凤丹白’成熟胚为外植体,进行愈伤组织诱导和增殖培养,并对不同类型的愈伤组织进行外观形态与细胞组织学观察。【结果】在改良MS+0.5 mg/L水解酪蛋白+6 mg/L PIC+0.5 mg/L TDZ+30 g/L蔗糖的培养基上,‘凤丹白’成熟胚愈伤组织诱导率最高,达到70.61%;在改良MS+0.5 mg/L水解酪蛋白+4 mg/L 2,4-D+30 g/L蔗糖的培养基上,愈伤组织诱导率最低,为21.88%。诱导出的初代愈伤组织经增殖培养后,出现6种状态的愈伤组织,即松散透明、致密白色、致密绿色、致密片状、絮状披针形和透明褐色。石蜡组织切片观察结果表明,松散透明、致密白色和致密绿色愈伤组织为胚性愈伤组织,致密片状、絮状披针形和透明褐色愈伤组织为非胚性愈伤组织。在改良MS培养基+0.5 mg/L水解酪蛋白+6.0 mg/L PIC+0.5 mg/L NAA+30 g/L蔗糖的培养基上,愈伤组织扩增率最高,为97.78%,扩增系数为19.97;在改良MS培养基+0.5 mg/L水解酪蛋白+0.4 mg/L PIC+30 g/L蔗糖的培养基上,愈伤组织扩增率最低,为13.46%,扩增系数为2.97。【结论】诱导14 d后,成熟胚开始形成愈伤组织,PIC和TDZ为‘凤丹白’成熟胚愈伤组织诱导和扩增的适宜激素,经继代培养后松散透明、致密白色和致密绿色的愈伤组织具有分化潜能。

凤丹白牡丹EIN3/EIL家族基因的克隆与表达分析

乙烯调节植物非生物应激反应和耐受性,而EIN3/EIL家族基因是乙烯通路中的关键基因。参考牡丹3个EIL基因设计引物,获得3个凤丹白牡丹的EIN3/EIL基因,分别命名为PoEIL1、PoEIL2、PoEIL3(GenBank登录号为MZ648327—MZ648329)。序列分析表明,它们与拟南芥EIN3/EIL家族基因具有较高相似度,其中PoEIL1与拟南芥的AtEIL3聚为一支,PoEIL2和PoEIL3与AtEIN3和AtEIL1聚在一起。保守基序(Motif)分析结果显示,每条序列至少存在5个相同位置的保守基序。实时荧光定量PCR(qRTPCR)结果表明,3个基因在各组织中均有表达,但表达量各异。3个基因在不同花期花瓣中的表达特性也不一致,PoEIL1随着花的盛开表达量增加,推测PoEIL1与花的发育有关,可以通过调控PoEIL1的表达来调控花期。