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加拿大披碱草与老芒麦种间杂种F_1代的育性恢复研究

王树彦  
【摘要】:加拿大披碱草和老芒麦是披碱草属地理性远缘的两个种,长期的生态隔离造成种间在遗传上有较大差异。杂种高度不育现象限制了对该杂交组合的遗传育种研究。本研究从形态学、细胞学和分子标记3个层次探讨种间亲缘关系和杂种育性恢复途径的可行性,并对诱导的变异株进行鉴定。研究主要结果如下: 1加拿大披碱草和老芒麦及F1代主要在生育期、生长习性、穗部特征及育性等方面差异明显。 2加拿大披碱草的PMCMⅠ的染色体构型为0.14Ⅰ+13.92Ⅱ,老芒麦的PMCMⅠ的染色体构型为0.10Ⅰ+13.93Ⅱ, F1代的PMCMⅠ的染色体构型为5.05Ⅰ+10.73Ⅱ+0.24Ⅲ+0.15Ⅳ+0.01Ⅴ。从F1的配对行为上,虽然二价体出现频率较高,但棒状二价体居多。而且出现较高频率的单价体和一定频率的多价体。在减数分裂后期Ⅰ,出现滞后染色体及染色体桥。 3 RAPD研究表明,双亲及F1代的DNA多态性位点百分率为61.29%,种间存在广泛的遗传多样性。在种内个体间,以加拿大披碱草的多态性较为丰富,其多态性位点百分率为22.04%,老芒麦次之。老芒麦和加拿大披碱草的遗传相似系数是0.6078,其杂种F1代与母本加拿大披碱草的遗传相似系数为0.7619,而与父本老芒麦的遗传相似系数为0.6653。 4对F1代的幼穗培养表明:细胞生长素2,4-D浓度在2mg/l,6-BA为0的情况下比较适合加拿大披碱草×老芒麦F1代幼穗愈伤组织的生长和分化;接种后给予一段时间的暗培养有利于愈伤组织的诱导;在同种MS培养基条件下,培养室内白天补光(2000Lux)达到12小时,继代培养2次,即可分化成苗。 5 加拿大披碱草与老芒麦亲缘关系较远,用回交法和自然恢复育性的方法恢复育性有一定的困难,结合幼穗培养技术的染色体加倍方法是解决其育性问题的合理途径之一。 6 经过幼穗培养途径,结合秋水仙素诱导,有104株F1再生株移栽田间并成活,其中有35株生长明显迟缓。染色体数目鉴定表明一个株丛是双二倍体的变异株; RAPD标记和细胞学证据辅助验证表明,绝大多数变异株是非倍性水平上变异。在成熟期对幼穗再生株的结实性检测,从1个单株株丛的4个穗子上得到了11粒F2代种子,种子多为半秕,形态不同于亲本。


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