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奇岗自然杂交后代遗传变异研究

潘志军  
【摘要】:奇岗(Miscanthus×giganteus)是二倍体芒(Miscanthus sinensis)和四倍体荻(Miscanthus sacchariflorus)的自然杂交种,为异源三倍体,具有杂种优势和倍性优势。因其生物量高,纤维素含量高,灰分含量低,适应性广,抗逆性强等诸多优势而被作为新兴能源植物。奇岗作为三倍体,能够正常开花并少量结实,目前未见对奇岗自然杂交后代F_1的相关报道。本研究以奇岗及其种子苗为研究对象,通过对奇岗花粉活力和基因组大小检测,染色体压片、开花物候期观察和结实率统计,探讨奇岗的育性情况;采用表型分析和品质性状评价,探讨了奇岗F_1代植株的遗传变异情况;并通过选育优良种质,探索奇岗能否作为育种的桥梁种质,为芒属能源作物育种提供新思路。研究结果如下:(1)奇岗花期为5月中下旬到7月上旬,能够与芒、荻、南荻和五节芒的花期相遇。奇岗F_1代植株田间开花表现分离程度很大,其中不开花单株、只孕穗不开花单株、极少量单杆开花单株、正常开花单株等均有出现。(2)奇岗的花粉活力检测结果显示,有58.87%的花粉具有活性,但有活性花粉大多数也不能正常萌发。2014和2016年的结实率分别仅有0.17%和0.19%,说明奇岗高度不育。(3)利用流式细胞仪对奇岗基因组大小检测结果为6.94pg,利用染色体压片技术对奇岗染色体数观察,染色体数目为57条。(4)奇岗自然杂交F_1代主要表型性状(花茎高、单茎鲜重、含水量等)变异系数为14.41%~151.85%,平均变异系数为51.22%,说明F1代群体材料存在丰富变异,具有筛选优良种质的潜力。(5)奇岗自然杂交F_1代的表型分析结果结合主成分分析和聚类分析,筛选出3份明显优于母本奇岗的优良单株。(6)测定F_1代材料的纤维素、半纤维素、木质素、灰分含量等品质性状,结合聚类分析结果,共筛选出14份优良单株,有纤维素和半纤维素含量高木质素灰分含量较低适合造纸和板材优良单株,也有木质素含量高,灰分含量较低适合直接燃烧的优良单株。研究结果表明,奇岗能够正常开花结实,但为高度不育;F_1代材料中有超越母本奇岗的优良单株,说明奇岗可以作为育种的桥梁种质;F_1代优良单株为进一步新种质的挖掘提供基础材料。


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