绣球属种间杂交胚拯救时期研究.pdf

陕西农业科学():./.绣球属种间杂交胚拯救时期研究苏 晨王亚静侯倩茹耿腾飞苏佳妮刘国宇张文波(.西安市农业技术推广中心西安市农业科学研究所陕西 西安.陕西省西安植物园(陕西省植物研究所)陕西 西安)摘 要:以绣球属种间杂交膨大蒴果为材料采用显微镜观察和组培的方法研究了绣球属种间杂交胚拯救的时期 结果表明:胚和种子呈卵形黄褐色或褐色表面具有网状纹理结构 胚龄的胚透明度明显降低 时种脐区域颜色加深 种间杂交的胚个数随着胚龄的增长呈下降趋势 组合 的萌发数在胚龄为 时相对较高组合 和 的萌发数在 左右时较高 组合 的萌发率随着胚龄的增长呈先上升后下降的趋势组合 的萌发率在 时较高组合 的萌发率在 时相对较高 综上在 胚龄时进行绣球属种间杂交胚拯救效果较好关键词:绣球属种间杂交胚龄胚拯救中图分类号:.文献标识码:文章编号:()收稿日期:修回日期:基金项目:陕西省农业协同创新与推广联盟项目(项目编号:)陕西省重点研发计划一般项目 农业领域()第一作者简介:苏晨()女博士农艺师现主要从事花卉新品种引进、育种及栽培等研究工作通信作者:张文波 (././):.:.绣球属(.)属于虎耳草科()绣球花亚科()绣球花族()为亚灌木、灌木或小乔木还有少数为木质藤本或藤状灌木 中国植物志记载该属约有 个种中国已知 个原种 个变种 目前绣球属大约共有 个园艺品种群:大叶绣球(大花绣球/八仙花/紫阳花)()、圆锥绣球()、乔木绣球(耐寒绣球)()、粗齿绣球(山绣球)()、栎叶绣球()、重瓣绣球()和柳叶绣球()年昆明杨月季园艺有限责任公司杨玉勇在专利中指出全世界绣球属植物大约有 个种中国境内绣球属植物有 个种和 个变种 由此可见我国有非常丰富的绣球属植物种质资源但目前国内常见栽培品种大多来自于国外且其亲本原种大部分在我国有所分布但由于国内绣球育种研究起步较晚 在种质资源开发利用等方面落后 于国外绣球属内的主要育种资源中大叶绣球具有花球硕大、艳丽多彩、观赏期长等优点圆锥绣球和乔木绣球具有较好的耐寒性、抗旱性除了以上几种外该属内其他种也都具有各自特点理论上通过适当的育种手段可以在保持大叶绣球良好的观赏性的同时拥有抗旱性、耐寒性或其他特征 为了得到更多新型的绣球品种育种时常常种间杂交以期获得更多在花型、花色和生长习性等方面表现较好的新品种 然而由于种间杂交的亲和性较差胚败育问题是阻碍绣球种间杂交育种的关键性因素 我们通过胚拯救技术对可能出现败育或退化的胚提前进行离体培养成功获得数个种间杂交后代 笔者研究仅以大叶绣球为母本、圆锥绣球为父本的组合为例分析绣球种间杂交不同胚龄时期的胚拯救情况 材料与方法.试验材料试验所用材料为自主实施的具有杂交障碍的“博大蓝”(.)“圣代草莓”(.)()、“博大蓝”(.)“香草草莓”(.)()和“回忆”(.)“圣代草莓”(.)()三个组合的种间杂交膨大蒴果.试验方法试验在西安市农业技术推广中心花卉研究室温室和组培室内进行采收不同时期的绣球杂交蒴果放入.离心管中 在超净工作环境下向离心管中加入提前备好的无菌水并浸泡 之后用无菌水清洗一次再用 的酒精消毒 然后再用无菌水清洗重复 次 接着用 的 溶液进行灭菌处理 期间摇晃振荡离心管使蒴果充分接触溶液 之后用无菌水清洗重复 次每次 在无菌环境下用刀片切开消毒过的蒴果剥出胚用刀尖点播在预先配好的培养基上进行培养先在()进行暗培养待胚萌发后开始进行光照培养光周期 光照/黑暗光照强度 相对湿度 培养基为/培养基.实验设计采收不同时期(、)的绣球属种间杂交蒴果对其进行剥胚在显微镜下观察胚的外部形态 分期()采收杂交蒴果在无菌环境下剥胚并进行无菌播种统计不同时间采收的杂交蒴果的胚个数和胚的萌发情况并计算萌发率萌发率 (萌发数/胚个数)次生物学重复.数据分析采用 、软件处理数据和作图结果与分析.不同胚龄的杂交胚采收三个时期(授粉后 、)的绣球属种间杂交蒴果随机选取剥离的杂交胚用 体视显微镜观察其形态结构特征从而判断胚的生长状态 如图 所示在物镜为 目镜为 的倍数下观察到未成熟的种间杂交胚(图、和)及种内杂交的成熟种子(图)形态基本一致均呈卵形表面具有网状纹理结构且随着胚龄的增长纹理逐渐清晰 颜色随着胚龄的增长由浅黄褐色逐渐变深成褐色硬度也在不断增加 授粉后 胚的透明度较高尚未发育完全(图)授粉后 胚的透明度明显降低(图)授粉后 种脐区域颜色加深(图)而种内杂交成熟种子(图)的颜色比较深硬度较高陕西农业科学 年第 卷第 期注:.胚龄.胚龄.胚龄.种内杂交种子图 不同胚龄的种间杂交胚和种内杂交成熟种子的形态结构特征.不同种间杂交组合的胚个数、萌发数和萌发率 为了探索绣球种间杂交胚败育的发生规律研究了绣球不同种间杂交组合在不同胚龄段的胚个数、萌发数和萌发率随着胚龄的增长其趋势如下图红色趋势线所示种间杂交组合 和 在胚龄 后随着胚龄的增长胚个数呈下降趋势在最开始取样时胚个数最多两组均在 个左右(图 和)组合 的胚个数从胚龄 到 也随着胚龄的增长呈下降趋势(图)三个组合、和 在 时胚个数平均值分别为、和 个 由于种间杂交的不亲和性三个组合的萌发数都比较少 组合 的萌发数在胚龄为 时相对较高 时最高(图)平均 个组合 和 的萌发数在 左右时达到高峰最多时也是平均 个(图 和)图 随着胚龄的增长绣球不同种间杂交组合的胚个数的变化趋势图 随着胚龄的增长绣球不同种间杂交组合的萌发数的变化趋势 组合 的萌发率随着胚龄的增长呈先上升后下降的趋势在 时萌发率为.时萌发率为.(图)组合 的萌发率在 时较高在 时萌发率最高为.(图)组合 的萌发率在 时相对较高在 时萌发率最高为.(图)图 随着胚龄的增长绣球不同种间杂交组合的萌发率的变化趋势苏 晨等:绣球属种间杂交胚拯救时期研究 考虑到不同杂交组合亲和性的差异最适胚拯救时期略有不同综合三个组合的情况来看在 胚龄内进行绣球种间杂交胚拯救都是比较合适的 讨论与结论一般而言胚在正常情况和适宜的条件下能发育为成熟种子直接播种就可生长成完整的植株但在植物种间杂交和不同倍性父母本的杂交中授粉后获得的合子胚往往在发育早期阶段就出现败育或退化现象致使无法收获杂交种 胚拯救技术是传统育种方法的有效辅助手段在获得远缘杂种、阻止胚早期败育、提高植株再生率及缩短育种周期等方面具有重要作用在绣球胚拯救的研究中大部分研究者采用 培养基作为基本培养基 小部分选择 培养基本研究以/作为培养基 有研究者对比了蜡莲绣球和莼兰绣球在 培养基和 培养基上的增殖情况发现 培养基更适宜这两种绣球的增殖分析可能是 培养基中含有较高的无机盐和氮有利于其生长 在杂交胚生长早期胚个数虽然比较多但萌发数量并未增加说明并不是越早进行胚拯救越好 因为大多数组合的幼龄胚更易形成愈伤组织而相对成熟的胚则更易形成苗 有研究报道以乔木绣球为母本与重瓣绣球杂交获得 多粒种子但只有八株存活 本研究中组合 、和 的萌发数也都比较少可考虑添加适宜浓度的生长素、细胞分裂素等激素以期提高萌发率和后代生长势有文献表明杂交 后的“钻石”()“耐寒”(.)杂交种果实通过诱导培养成功获得杂交种胚培养苗而杂交 后的“雪球”(.)“耐寒”(.)杂交种未能诱导出芽 这一研究结果与本文在 胚龄内进行绣球种间杂交胚拯救效果较好相一致 也有研究表明粗齿绣球()大叶绣球(.)、中 国 绣 球(.)大 叶 绣 球(.)杂交 后的蒴果都能够获得杂交后代 而在笔者研究中三个组合在此胚龄阶段虽然也都能获得杂交后代但胚拯救效果不如 胚龄时效果好本研究针对绣球种间杂交组合的不同胚龄的幼胚进行胚拯救以研究不同种间杂交组合最适合进行胚拯救的胚龄阶段提高胚拯救成活率为下一步增强种间杂交后代生长势以及高效培养奠定基础也为研究种间杂交胚败育规律提供理论依据 有研究报道大叶绣球多倍体的靶向育种有利于绣球属种间杂交育种研究者也可通过分子生物等技术方法多途径开展绣球属种间杂交育种研究参 考 文 献:卫兆芬 黄淑美.中国植物志:绣球属.北京:科学出版社:.杨玉勇.一种利用幼胚拯救获得八仙花种间杂种的方法:中国 .曾奕 杨伟权 郁书君.绣球花的育种研究进展.广东农业科学 ():.伊华林 邓秀新 付春华.胚抢救技术在果树上的应用.果树学报 ():.张倩云 王莹 杜玉梁 等.植物胚拯救技术的影响因素及其应用.南京林业大学学报 ():.陈宜栋 郁书君 杨玉勇.八仙花杂交种胚培养研究.仲恺农业工程学院学报 ():.马英 林艳 赵志新 等.八仙花杂交种胚培养.林业实用技术():.()():.():.陈爽 李叶华 赵 冰.两种野生绣球花组培及快繁技术研究.种子 ():.耿兴敏 吴影倩 赵红娟.杜鹃杂交幼胚拯救技术的初步研究.云南农业大学学报 ():.():.():.():.陕西农业科学 年第 卷第 期