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辣椒属(Capsicum)栽培种种间杂交及其杂种的细胞遗传学研究

程志芳  
【摘要】: 辣椒是我国人民喜爱的蔬菜之一,具有丰富的遗传多样性。辣椒属(Capsicum)栽培种(C.chinense,C.frutescens,C.baccatum和C.pubescens)具有许多优异性状,如对烟草花叶病毒(TMV)、黄瓜花叶病毒(CMV)的抗性和耐寒性等。为有效地利用这些优良性状来改良我国的C.annuum,本文首次在国内对辣椒属几个栽培种进行了核型分析和种间杂交,初步了解它们之间的亲缘关系和杂交亲和性,同时获得了两个组合的种间杂种F_1,并通过形态学、同工酶电泳和细胞遗传学观察对其进行了鉴定,并且进一步通过回交和自交获得了其衍生后代。具体结果如下: 1.辣椒属白花组栽培种的核型分析 本研究对辣椒属白花组的四个栽培种C.annuum,C.chinense,C.frutescens和C.baccatum进行了核型分析及比较,四个基因型(栽培种)的核型公式分别为:苏椒5号(C.annuum)2n=2x=24=22m+2st、P1439487(C.chinense)2n=2x=24=22m+2st、YN01(C.frutescens)2n=2x=24=2sm(SAT)+22m、P1241679(C.baccatum)2n=2x=24=20m+2st+2t,核型类型均属2A型。其中来自中国云南西双版纳的YN01(C.frutescens)的核型为首次报道。根据核型分析结果,初步认定它们之间的亲缘关系。另外,本研究还发现来自中国云南西双版纳的YN01(C.frutescens)的核型相对其它三者较原始,并由此推测中国云南西双版纳也是辣椒的起源地之一。 2.辣椒属栽培种种间杂交及杂种鉴定研究 通过辣椒属5个栽培种(C.annuum,C.chinense,C.frutescens,C.baccatum和C.pubescens)种间正反杂交试验,获得了3株C.baccatum×C.chinense(H_(bc))和7株C.annuum×C.chinense(H_(ac))种间杂种植株。除H_(ac-7)单株表型异常外,其他杂种F_1植株均生长正常。H_(ac)、H_(bc)花粉可染率分别为13.9%和23.8%,显著低于其双亲。同一组合内单株间花粉育性、形态性状和同工酶电泳图谱表现一致,形态学、过氧化物同工酶与酯酶同工酶电泳分析结果均验证了种间杂种的真实性。最后对辣椒属五个栽培种间的杂交障碍及其克服方法进行了讨论。 3.辣椒属种间杂种Capsicum.annuum×C.chinense,C.baccatum×C.chinense的细胞遗传学研究 本文对辣椒属种间杂种C.annuum×C.chinense(H_(ac))和C.baccatum×C.chinese(H_(bc))的花粉母细胞(PMC)减数分裂过程进行了观察,结果是H_(ac)和H_(bc)在终变期和中期Ⅰ染色体构型公式分别为0.82Ⅰ+3.92环状Ⅱ+3.78棒状Ⅱ+0.32Ⅲ+1.08Ⅳ+0.12Ⅴ+0.22Ⅵ和3.59Ⅰ+1.37环状Ⅱ+2.63棒状Ⅱ+1.27Ⅲ+0.80Ⅳ+0.45Ⅴ+0.10Ⅵ+0.14Ⅶ+0.10Ⅷ;在杂种F_1中还观察到大量的异常减数分裂现象,包括:染色体桥、染色体滞后、微核以及多分体,这些异常现象从细胞遗传学角度证明了杂种的真实性。另外,鉴于H_(ac)和H_(bc)具有一定育性,因此,通过种间杂种多代回交可能能够转移外源有用基因到C.annuum基因池中,以改变目前国内辣椒育种遗传基础狭窄的局面。


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