三色堇雜交育種、RAPD標(biāo)記輔助育種及組織培養(yǎng)的研究.pdf

1、三色堇是我國(guó)冬春常用的草本花卉，在我國(guó)廣泛栽培。目前市場(chǎng)上的三色堇多來(lái)自國(guó)外，品種較少且價(jià)格較高，因此有必要自主開(kāi)展我國(guó)三色堇的育種工作。本文以雜交育種為主線，利用雙列雜交、分子標(biāo)記、組織培養(yǎng)等方法，對(duì)三色堇的授粉生物學(xué)、觀賞性狀的遺傳規(guī)律、雜種優(yōu)勢(shì)的表現(xiàn)、分子標(biāo)記對(duì)雜種優(yōu)勢(shì)的預(yù)測(cè)以及三色堇的花藥培養(yǎng)與再生體系的建立進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。主要研究結(jié)果如下： 1.三色堇的授粉生物學(xué)研究發(fā)現(xiàn)三色堇花粉的萌發(fā)需要較高的蔗糖濃度，但高于30

2、％的蔗糖對(duì)花粉管的生長(zhǎng)有抑制作用；一天中上午三色堇花粉的萌發(fā)率最高，下午最低；晴天花粉萌發(fā)率高于陰天；高濃度的NAA對(duì)花粉的萌發(fā)有促進(jìn)作用；不同品種或自交系的花粉萌發(fā)率不同，而且花粉萌發(fā)率與雜交結(jié)實(shí)率關(guān)系不大；三色堇花粉常溫下生活力下降很快，去雄過(guò)早對(duì)三色堇子房的成熟影響很大。 2.觀賞性狀的遺傳規(guī)律。多代自交發(fā)現(xiàn)，多數(shù)性狀的自交衰退不強(qiáng)。通過(guò)雙列雜交試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在三色堇10個(gè)性狀的遺傳中，多數(shù)性狀顯性效應(yīng)為主要的遺傳效應(yīng)，但株高

3、、花數(shù)以加性效應(yīng)為主，而株幅、花瓣厚則以加加上位性效應(yīng)為主。不同性狀的遺傳力不同，總體廣義遺傳力較高(平均0.57)，變化范圍為0.33-0.87，而狹義遺傳力較低(平均0.33)，變化范圍為0.10-0.53?；〝?shù)的兩種遺傳力均較高，有利于早代選擇。雜交種12×18的花徑、花數(shù)的顯性效應(yīng)值均為最高，表現(xiàn)出良好的雜種優(yōu)勢(shì)利用的潛力。相關(guān)性分析表明，花徑與花數(shù)呈顯著正相關(guān)，與營(yíng)養(yǎng)性狀(如株高、株幅、分枝數(shù)、葉面積等)的相關(guān)性均不強(qiáng)，只與分

4、枝數(shù)有0.1水平的遺傳負(fù)相關(guān)，花數(shù)與株高、株幅的相關(guān)性很高，但與分枝數(shù)、葉面積相關(guān)性很弱。其它多數(shù)性狀間相關(guān)系數(shù)未達(dá)到顯著。 對(duì)花色的遺傳研究中，雜交后代的表型、紙層析及吸收光譜分析的結(jié)果可表明，雜交種11×12、11×15的色素的類型均偏向深紫色品種11，說(shuō)明深紫色對(duì)紅、藍(lán)等其它花色素苷呈顯性效應(yīng)。雜交種4×9類黃酮、類胡蘿卜素的類型均偏向親本4，表明親本4(黃色)對(duì)親本9(白色)呈顯性效應(yīng)。親本12、15在花色素苷層析中的色

5、斑1、2、3，在花色素層析中的色斑1、2、4，與親本11及雜交種11×12、11×15有較大的區(qū)別。親本4及雜種4×9主要含有黃酮醇類化合物，有酚羥基且3'-OH游離，自交系9的色素則可能是二氫黃酮或二氫黃酮醇與黃酮醇的混合物。 3.RAPD在三色堇雜交育種的應(yīng)用。從SDS、CTAB、SDS改良法1、SDS改良法2、CTAB改良法等5種方法中選擇了SDS改良法2作為三色堇適合的DNA提取方法，同時(shí)構(gòu)建了三色堇DNA的PCR擴(kuò)增程

6、序，并從Taq酶用量、dNTP濃度、引物濃度、DNA模板用量等方面優(yōu)化了PCR擴(kuò)增程序。然后用RAPD分析了18個(gè)三色堇自交系的遺傳多樣性，22個(gè)隨機(jī)引物擴(kuò)增了167條帶，其中127條具多態(tài)性，顯示自交系間存在較大的遺傳變異，用UPGMA法可將自交系聚為五大類，其分類結(jié)果與花徑和材料來(lái)源地基本一致；以其中的5個(gè)自交系進(jìn)行雙列雜交試驗(yàn)，研究了RAPD遺傳距離與三色堇雜交后代9個(gè)性狀雜種優(yōu)勢(shì)的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：RAPD遺傳距離僅與花數(shù)達(dá)到

7、0.1的顯著水平，而與其它8個(gè)性狀雜種優(yōu)勢(shì)的相關(guān)性不顯著，表明用RPAD遺傳距離預(yù)測(cè)三色堇的花數(shù)雜種優(yōu)勢(shì)具有一定的可靠性，但對(duì)其它8個(gè)性狀雜種優(yōu)勢(shì)的預(yù)測(cè)目前是不可行的。 4.三色堇的花藥培養(yǎng)與再生體系建立。對(duì)三色堇花藥培養(yǎng)的研究發(fā)現(xiàn)，Nitsch或1/4MS基本培養(yǎng)基對(duì)花藥培養(yǎng)最優(yōu)，0.3mg/l的2，4-D及4mg/lNAA有利于誘導(dǎo)高頻的愈傷，高糖濃度抑制花藥愈傷的分化。最優(yōu)取樣時(shí)間為初花期，4℃低溫預(yù)處理時(shí)間以2-3天為宜